Автор: Юе Сяо Юй
Засновник Web3Caff Gootor висловив дуже важливу думку, тут поділюсь деякими подальшими роздумами:
Ethereum переходить на ZK, а ZK доказувальники потребують апаратного прискорення, як і видобуток біткоїнів, маючи залежність від апаратного забезпечення, тому ZK видобуток може стати новим типом PoW.
Економічна модель Ethereum в кінцевому підсумку може стати моделлю співіснування PoS та PoW, створюючи нову 'гібридну консенсум' модель.
Далі розглянемо основну логіку наведених вище ідей.
1、Ethereum переходить на ZK
Основний принцип ZK (нульових знань) полягає в тому, що одна сторона може довести іншій стороні, що певна заява є вірною, не надаючи жодної іншої інформації.
Це дуже перспективна технологія.
Технологія ZK наразі в основному застосовується в сфері масштабованості блокчейнів.
Віталік Бутерин активно просуває технологію ZK, і через його наміри та схильності, фонд Ethereum також інвестує в різні ZK проекти.
Але проекти ZK, як правило, мають тривалі цикли реалізації, тому звичайні користувачі наразі можуть безпосередньо сприймати лише різноманітні ZK Rollup, тобто рішення Ethereum Layer2 на базі ZK.
Типові представники - це zkSync, Starknet, Polygon zkEVM, Scroll, Linea тощо.
Це все виконується у виконувальному шарі Ethereum з інтеграцією ZK технологій.
А Ethereum сам також поступово переходить на ZK.
ZK хостинг консенсусу (наприклад, пропозиція Beam Chain): шляхом ZK хостингу процесу верифікації консенсусних операцій, можна спростити та прискорити процес консенсусу.
ZK хостинг даних: зберігання лише доказів, а не всіх даних транзакцій, може значно зменшити потреби в зберіганні на ланцюгу.
Цими способами Ethereum може значно підвищити продуктивність своєї мережі, зберігаючи при цьому децентралізацію та безпеку, включаючи швидкість обробки транзакцій, витрати та захист конфіденційності.
Впровадження технології ZK розглядається як частина довгострокової стратегії розширення екосистеми Ethereum для задоволення зростаючих потреб користувачів та складності застосувань.
2、Чому ZK потребує поєднання з апаратним забезпеченням?
Вищезгадане зазначає багато переваг ZK, але найбільшим перешкодою, з якою ZK наразі стикається, є проблема продуктивності генерації ZKP (доказів з нульовими знаннями).
Механізм роботи ZK полягає в об'єднанні кількох транзакцій у єдиний, лаконічний доказ, а потім поданні транзакції до основної мережі, що в кінцевому підсумку досягає масштабованості основної мережі.
Але ZK також має обмеження, оскільки процес генерації доказів є дуже ресурсоємним як у часовому, так і в енергетичному плані.
Оскільки для створення доказів потрібні багато складних математичних обрахунків, таких як піднесення до степеня, обчислення обернених значень та обчислення двочасткових пар, процес створення доказів зазвичай сповільнює швидкість.
Простим програмним оптимізаціям недостатньо для подальшого підвищення продуктивності, тому необхідно поєднувати з апаратним забезпеченням; використання спеціалізованого апаратного забезпечення для прискорення може підвищити швидкість генерації доказів з годинникового рівня до секундного, що буде величезним покращенням.
Отже, ZK має залежність від апаратного забезпечення, потребує спеціалізованих чіпів.
З поступовим зростанням застосувань технології ZKP у сфері приватних обчислень, масштабування блокчейнів та інших сферах, швидкість та ефективність генерації ZKP стають вузьким місцем, і попит на апаратне забезпечення зростає.
3、Як поєднати PoS та ZK видобуток?
Якщо використовувати ZK апаратне прискорення, це може призвести до апаратного видобутку, що створює нову економічну модель.
Що таке ZK видобуток?
Традиційний PoW (доказ роботи) видобуток залежить від вирішення складних математичних проблем, тоді як ZK апаратний видобуток базується на швидкій генерації ZKP.
Подібно до PoW видобутку, учасники можуть змагатися за швидкість та ефективність генерування ZKP, перший учасник, що створить дійсний доказ, отримає винагороду.
Як саме PoS та ZK можуть поєднуватися?
У системі PoS верифікатори (тобто стейкери) відповідають за верифікацію транзакцій та внесення нових блоків. ZK докази можуть використовуватися для підтвердження правильності певного блоку або серії транзакцій, підвищуючи безпеку та знижуючи витрати на верифікацію.
Верифікатори, виконуючи свої обов'язки PoS, генерують ZKP як додатковий доказ своєї роботи. Верифікатори, які успішно генерують і подають дійсний ZKP, можуть отримати додаткові винагороди понад існуючі блокові винагороди.
Це може бути винагорода у формі ETH або якоїсь внутрішньої винагороди в мережі (наприклад, частина певного токена або плати за газ).
Блокові винагороди основної мережі можуть бути розділені на дві частини, утворюючи ієрархічну систему винагород: частина винагороди використовується для традиційної верифікації PoS, інша частина розподіляється відповідно до внеску вузлів у генерування ZK доказів.
Таким чином, видно, що ZK може бути підсиленням для верифікації PoS, а ZK видобуток може бути розширенням для стейкингу PoS.
Стейкери, окрім стейкінгу ETH для отримання винагород PoS, також можуть отримувати додаткові винагороди, беручи участь у проектах, пов'язаних із ZK. Наприклад, стейкери можуть запускати вузли для генерації ZK доказів, надаючи обчислювальні ресурси для підтримки застосування технології ZK.
Але це лише одна з можливостей; якщо хочемо інтегрувати ZK технології у існуючий PoS механізм Ethereum, потрібно вносити зміни або розширення до поточного PoS протоколу, щоб врахувати роль ZK доказів.
І потрібно розробити справедливу модель стимулювання, щоб забезпечити, що це не зменшить ефективність стимулювання PoS, але водночас сприятиме впровадженню технології ZK.
4、Чи введе ZK видобуток нові позитивні зовнішні ефекти?
Після переходу Ethereum з PoW на PoS, найбільш критикуваним моментом є те, що зовнішні ефекти не були введені в цю 'закриту' економічну систему.
PoW має зовнішні ефекти, потребує енергії, апаратного забезпечення, що розширює економічну діяльність блокчейну за його межі, впливаючи на реальний світ.
У системі PoS кваліфікація для верифікації блоків головним чином базується на кількості токенів, що утримуються (тобто стейкінг), економічна діяльність більше зосереджена на стейкінгу та внутрішніх транзакціях, а не на зовнішніх галузях, як у PoW, що включає виробництво майнінгових машин, ринок електроенергії тощо.
ZK прискорювальне апаратне забезпечення, як і PoW майнери, потребує спеціалізованого апаратного забезпечення, але проблема 'непотрібних витрат електроенергії' буде зменшена, оскільки PoW вирішує математичні задачі для отримання права на блокування, а ZK видобуток генерує дійсні докази для верифікації транзакцій, без повторних непотрібних зусиль від різних вузлів.
5、AI та ZK спільне використання обчислювальних ресурсів
Далі може виникнути ринок обчислювальних ресурсів ZK, навіть може бути реалізовано спільне використання обчислювальних ресурсів AI та ZK.
На ринку можуть з'явитися платформи, що надають комплексні обчислювальні послуги, які підтримують обчислювальні потреби AI та ZK завдань.
Користувачі можуть обробляти AI завдання, що потребують високої продуктивності, та завдання, що потребують генерації ZK доказів, на одній платформі.
На рівні протоколу також можна проводити інтеграцію: створення смарт-контрактів або протоколів, які дозволяють постачальникам обчислювальних ресурсів AI також брати участь у генерації ZK доказів або використовувати ZK технології для верифікації результатів AI обчислень.
Обчислювальні ресурси також можуть динамічно розподілятися: розподіл обчислювальних ресурсів відповідно до вимог завдань. Наприклад, коли попит на AI завдання низький, ці ресурси можуть використовуватися для генерації ZK доказів, і навпаки.
6、ZK апаратне прискорення провідних гравців
Наразі провідним проектом у сфері апаратного прискорення ZK є Cysic.
Cysic зосереджується на проектуванні та виробництві спеціалізованих інтегрованих схем (ASIC), полів програмованих вентилів (FPGA) та рішень з прискорення GPU для пришвидшення процесу генерації ZKP.
Cysic розробила два апаратних продукти:
ZK Air: легкий ZK пристрій, розміром близько блоку живлення ноутбука, обчислювальна потужність еквівалентна 10 RTX 4090 GPU, підходить для особистих користувачів.
ZK Pro: більш потужний пристрій, продуктивність якого еквівалентна 50 RTX 4090 GPU, призначений для великих ZK проектів, таких як zkRollup та zkML.
Окрім апаратного забезпечення, Cysic також пропонує набір CUDA бібліотек, що підтримують різні системи ZKP, такі як Plonky2, Gnark, Halo2, RapidSnark тощо. Ці бібліотеки можуть значно підвищити продуктивність, порівняно з відкритими фреймворками, принаймні на 50%.
У той же час Cysic має екосистему, Cysic Network, основною метою якої є інтеграція та управління обчислювальними ресурсами громади, з'єднуючи проекти ZK, постачальників обчислювальних ресурсів та верифікаторів громади, формуючи надійну мережу обчислювальних ресурсів.
Простими словами, Cysic Network - це ZK майнінг-пул та SaaS платформа.
Наразі Cysic вже співпрацює з кількома проектами zkRollup, демонструючи практичність своїх продуктів та потребу на ринку.
Окрім Cysic, є ще один дуже цікавий проект: Scroll
Не очікував, що 'зневажений' Scroll у сфері апаратного прискорення ZK є досить попереду.
В порівнянні з іншими проектами ZK Rollup, Scroll можна сказати, що він обрав інший шлях, почавши з апаратного забезпечення та розробивши спеціалізоване ZK прискорювальне апаратне забезпечення GUP, створивши свої конкурентні бар'єри, що є найбільшою конкурентною перевагою Scroll.
Просто з цієї точки зору, Scroll дійсно є досить потужним проектом.
Але Scroll і Cysic мають різні позиції: для Scroll апаратне прискорення є частиною його загального рішення Layer2; тоді як Cysic прагне надати послуги апаратного прискорення для всієї екосистеми ZKP.
7、Висновок
На завершення, підсумуємо зміст статті:
Ethereum переходить на ZK: Ethereum досягає масштабованості та підвищення конфіденційності шляхом впровадження технології нульових знань (ZK), вже застосувавши ZK технології на рівні консенсусу та даних для покращення продуктивності мережі.
ZK потребує апаратного прискорення: оскільки генерація нульових знань потребує великої кількості обчислювальних ресурсів, апаратне прискорення (таке як ASIC, FPGA) вважається необхідним засобом для підвищення ефективності.
Поєднання PoS та ZK видобутку: пропонує нову економічну модель, де ZK видобуток розглядається як розширення PoS, стейкери отримують додаткові винагороди за надання ZK обчислювальних можливостей, утворюючи модель співіснування PoS та PoW.
ZK видобуток вводить нові позитивні зовнішні ефекти: у порівнянні з PoW, ZK видобуток може зменшити непотрібні витрати енергії, але все ще потребує спеціалізованого апаратного забезпечення, що стимулює виробництво апаратного забезпечення та технологічні інновації.
AI та ZK обчислювальні ресурси можуть ділити апаратні ресурси, створюючи ринок комплексних обчислювальних послуг.
Лідируючі проекти на ринку: Cysic та Scroll є лідерами у сфері апаратного прискорення ZK, перший зосередився на забезпеченні апаратним забезпеченням для ZK екосистеми, другий розглядає це як частину рішення Layer2.
На останок, сектор апаратного прискорення ZK вже починає проявлятися, і з подальшою ZK трансформацією Ethereum, апаратне прискорення ZK стане ще важливішим, і навіть може змінити економічну модель Ethereum, що варто постійно стежити за цим сектором.
