Автор: Юе Сяоюй
Засновник Web3Caff Gootor висловив дуже важливу думку, тут ділюся деякими подальшими роздумами:
Ефіріум переходить на ZK, а ZK-доказники потребують апаратного прискорення, так само, як і майнінг биткоїнів, тому ZK-майнінг може перетворитися на новий тип PoW.
Економічна модель Ethereum в кінцевому підсумку може перетворитися в таку, що поєднує PoS і PoW, формуючи нову модель «гибридного консенсусу».
Тепер ми конкретно розглянемо базову логіку вищезазначених припущень.
1. Ethereum переходить на ZK
Основний принцип ZK (нульового знання) полягає в тому, що одна сторона може довести іншій стороні, що твердження є істинним, не надаючи жодної додаткової інформації.
Це дуже перспективна технологія.
Технологія ZK в сфері блокчейну наразі застосовується переважно для розширення.
В теорії V постійно просуває технологію ZK, і завдяки його бажанню Ethereum Foundation також інвестує в різні проекти ZK.
Однак у проектів ZK такий тривалий цикл на рівні інфраструктури, тому звичайні користувачі зараз можуть безпосередньо сприймати лише різні ZK Rollup, тобто рішення Ethereum Layer2 на основі ZK.
Типові представники: zkSync, Starknet, Polygon zkEVM, Scroll, Linea тощо.
Це все впровадження технології ZK на виконавчому рівні Ethereum.
А сам Ethereum також поступово переходить на ZK.
ZK-верифікація на рівні консенсусу (наприклад, пропозиція Beam Chain): шляхом ZK-верифікації процесу верифікації операцій консенсусу можна спростити та прискорити процес консенсусу.
ZK-верифікація на рівні даних: зберігати лише докази, а не всі дані транзакцій, що може суттєво зменшити потребу в зберіганні на ланцюзі.
Завдяки цим підходам Ethereum здатний значно підвищити продуктивність своєї мережі, зберігаючи при цьому децентралізацію та безпеку, включаючи швидкість обробки транзакцій, витрати та захист конфіденційності.
Введення технології ZK вважається частиною довгострокової стратегії розширення екосистеми Ethereum, що дозволяє впоратися з вищими вимогами користувачів та складністю додатків.
2. Чому ZK потрібно поєднувати з апаратним забезпеченням?
Вищезазначене вказувало на численні переваги ZK, але найбільшим бар'єром, з яким стикається ZK, є проблема продуктивності генерації ZKP (доказів нульових знань).
Механізм роботи ZK полягає в тому, що валідатори об'єднують кілька транзакцій в один єдиний, стислий доказ, а потім подають транзакції до основної мережі, в результаті чого досягається розширення основної мережі.
Але ZK також має обмеження, оскільки процес генерації доказів є дуже ресурсомістким як у часі, так і в зусиллях.
Оскільки потрібно виконати багато складних математичних операцій, таких як піднесення до степеня, обчислення обернених чисел і обчислення білярних пар, створення доказів зазвичай сповільнюється.
Просто оптимізація програмного забезпечення не може суттєво підвищити продуктивність, тому необхідно поєднувати з апаратним забезпеченням; використання спеціалізованого апаратного забезпечення для прискорення може дозволити зменшити час генерації доказів з годин до секунд, що стане величезним покращенням.
Отже, ZK має апаратну залежність і потребує спеціалізованих чіпів.
Зі зростанням застосування технології ZKP в таких сферах, як конфіденційні обчислення та розширення блокчейну, швидкість і ефективність генерації ZKP стали вузьким місцем, а потреба в апаратному забезпеченні зростає.
3. Як поєднуються PoS та ZK-майнінг?
Якщо впровадити апаратне прискорення ZK, можна буде реалізувати апаратний майнінг, що призведе до появи нової економічної моделі.
Що таке ZK-майнінг?
Традиційний PoW (доказ роботи) майнінг залежить від вирішення складних математичних задач, в той час як ZK-майнінг полягає у швидкій генерації ZKP.
Подібно до PoW-майнінгу, учасники можуть змагатися за швидкість і ефективність генерації ZKP, перший, хто створить дійсне підтвердження, отримає винагороду.
Як саме PoS та ZK поєднуються?
У системі PoS валідатори (тобто стейкери) відповідають за верифікацію транзакцій та пропозицію нових блоків. ZK-докази можуть використовуватися для підтвердження правильності певного блоку або серії транзакцій, підвищуючи безпеку та знижуючи вартість верифікації.
Валідатори, виконуючи свої обов'язки PoS, генерують ZKP як додаткове підтвердження своєї роботи. Валідатор, який успішно згенерує та подасть дійсний ZKP, може отримати додаткову винагороду на додаток до існуючих нагород за блоки.
Це може бути ETH або якась форма нагороди всередині мережі (наприклад, частина певного токена або плата за газ).
Нагороди за блоки основної мережі можна розділити на дві частини, утворюючи ієрархічну систему винагород: одна частина винагород використовується для традиційної перевірки PoS, а інша частина розподіляється залежно від внеску вузлів у процес генерації ZK-доказів.
Таким чином, видно, що ZK може слугувати посиленням верифікації PoS, а ZK-майнінг може слугувати розширенням стейків PoS.
Стейкери, окрім стейкінгу ETH для отримання винагород PoS, також можуть отримувати додаткові винагороди, беручи участь у роботі, пов'язаній з ZK. Наприклад, стейкери можуть запускати вузли генерації ZK-доказів, надаючи обчислювальні ресурси для підтримки впровадження технології ZK.
Але це лише одна з можливостей; якщо хочемо інтегрувати існуючий механізм PoS Ethereum з технологією ZK, потрібно буде змінити або розширити поточний протокол PoS для врахування ролі ZK-доказів.
Крім того, необхідно розробити справедливу модель стимулювання, яка забезпечить, що не зменшить ефективність стимулювання PoS, але водночас стимулюватиме впровадження технології ZK.
4. Чи впровадить ZK-майнінг нові позитивні зовнішні ефекти?
Після переходу Ethereum з PoW на PoS найбільш критикуваним аспектом 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 межі блокчейну, впливаючи на реальний світ.
У системах PoS право на верифікацію блоків базується переважно на кількості токенів, що тримаються (тобто стейк), а економічна діяльність більше зосереджена на стейках та внутрішніх транзакціях мережі, а не на залученні зовнішніх галузей, таких як виробництво майнінгових машин чи ринок електроенергії, як у випадку з PoW.
ZK-апаратне забезпечення, як і PoW-майнінгові машини, потребує спеціалізованого апаратного забезпечення, але проблема «неправильного споживання енергії» буде знижена, оскільки в PoW потрібно вирішувати математичні задачі, щоб змагатися за право на створення блоку, тоді як ZK-майнінг полягає у генерації дійсних доказів для верифікації транзакцій без повторювальних непотрібних дій з боку різних вузлів.
5. AI та спільне використання обчислювальної потужності ZK
Більш того, з'явиться ринок обчислювальної потужності ZK, і навіть може бути реалізовано спільне використання обчислювальної потужності AI та ZK.
На ринку можуть з'явитися платформи, що надають інтегровані обчислювальні послуги з підтримкою AI та ZK завдань.
Користувачі можуть обробляти на одній платформі AI-завдання, що потребують високої продуктивності, та завдання, що вимагають генерації ZK-доказів.
На рівні протоколу також можна здійснити інтеграцію: створити смарт-контракти або протоколи, які дозволять постачальникам обчислювальної потужності AI також брати участь у генерації ZK-доказів або використовувати технологію ZK для верифікації результатів обчислень AI.
Обчислювальні потужності також можуть бути динамічно розподілені: ресурси обчислювальної потужності розподіляються динамічно в залежності від вимог завдання. Наприклад, коли вимоги до AI-завдань низькі, ці ресурси можуть бути використані для генерації ZK-доказів, і навпаки.
6. Провідні гравці в області апаратного прискорення ZK
Наразі провідним проектом у сфері апаратного прискорення ZK є Cysic.
Cysic зосереджується на проектуванні та виробництві спеціалізованих інтегральних схем (ASIC), програмованих логічних матриць (FPGA) та рішень для прискорення GPU, щоб прискорити процес генерації ZKP.
Cysic розробила два апаратних продукти:
ZK Air: легкий ZK-пристрій, розміром з адаптер живлення для ноутбука, з обчислювальною потужністю, що відповідає 10 графічним процесорам RTX 4090, підходить для особистих користувачів.
ZK Pro: потужніший пристрій, продуктивність якого відповідає 50 графічним процесорам RTX 4090, призначений для великих ZK проектів, таких як zkRollup та zkML.
Окрім апаратного забезпечення, Cysic також надає набір бібліотек CUDA, що підтримують різні системи ZKP, такі як Plonky2, Gnark, Halo2, RapidSnark тощо. Ці бібліотеки можуть суттєво підвищити продуктивність, принаймні на 50% у порівнянні з відкритими фреймворками.
Водночас у Cysic є екосистема, Cysic Network, створена для інтеграції та управління обчислювальними ресурсами спільноти, з'єднуючи проекти ZK, постачальників обчислювальної потужності та валідаторів спільноти, формуючи надійну мережу обчислювальної потужності.
Простими словами, Cysic Network - це ZK-майнінгова платформа та SaaS.
Наразі Cysic вже співпрацює з кількома проектами zkRollup, демонструючи практичність своїх продуктів та попит на них на ринку.
Окрім Cysic, є ще один проект, який варто згадати: Scroll.
Неочікувано, «непопулярний» та «суперечливий» Scroll у сфері апаратного прискорення ZK робить дуже великі успіхи.
Порівняно з іншими проектами ZK Rollup, Scroll можна вважати новаторським, починаючи з апаратного забезпечення, розробивши спеціальне апаратне прискорення ZK GUP, сформувавши власний конкурентний бар'єр, що є найбільшою конкурентною перевагою Scroll.
Якщо дивитися лише на цей аспект, Scroll дійсно є досить жорстким проектом.
Однак позиціонування Scroll та Cysic відрізняється: для Scroll апаратне прискорення є частиною загального рішення Layer2; у той час як Cysic прагне надати послуги апаратного прискорення для всієї екосистеми ZKP.
7. Підсумок
На завершення, підсумуємо зміст цієї статті:
Ethereum переходить на ZK: Ethereum реалізує розширення та підвищення конфіденційності шляхом впровадження технології нульових доказів (ZK), вже застосовано технологію ZK на рівні консенсусу та даних для підвищення продуктивності мережі.
ZK потребує апаратного прискорення: оскільки генерація нульових знань вимагає великої кількості обчислювальних ресурсів, апаратне прискорення (таке як ASIC, FPGA) вважається необхідним засобом для підвищення ефективності.
Поєднання PoS та ZK-майнінгу: пропонуючи нову економічну модель, де ZK-майнінг є розширенням PoS, стейкери отримують додаткові винагороди, надаючи обчислювальну потужність ZK.
ZK-майнінг запроваджує нові позитивні зовнішні ефекти: порівняно з PoW, ZK-майнінг може знизити неефективне споживання, але все ще потребує спеціалізованого апаратного забезпечення, що стимулює виробництво апаратного забезпечення та технологічні інновації.
Спільне використання обчислювальної потужності між AI та ZK: завдання AI та обчислювальні завдання ZK можуть ділити апаратні ресурси, формуючи інтегрований ринок обчислювальних послуг.
Лідери ринку: Cysic та Scroll є лідерами в сфері апаратного прискорення ZK, перший зосереджується на наданні апаратного забезпечення для екосистеми ZK, а другий інтегрує його як частину рішення Layer2.
Нарешті, трасування апаратного прискорення ZK вже починає набирати оберти, і з подальшим переходом Ethereum на ZK, апаратне прискорення ZK стане ще важливішим і навіть може змінити економічну модель Ethereum, що заслуговує на нашу постійну увагу.
