Джерело статті: Юе Сяоюй
Автор: Юе Сяоюй
Гудтор, засновник Web3Caff, висловив дуже важливу думку, тут поділюсь деякими подальшими роздумами:
Ethereum переходить на ZK, тоді як ZK верифікатори потребують апаратного прискорення; як і при видобутку Bitcoin, що має залежність від обладнання, ZK видобуток може стати новим типом PoW.
Економічна модель Ethereum врешті-решт може стати такою, що PoS і PoW співіснують, формуючи нову 'гібридну консенсусну' модель.
Тепер давайте конкретно розглянемо базову логіку вищеописаного.
1. Ethereum переходить на ZK
Основний принцип ZK (докази з нульовими знаннями) полягає в тому, що одна сторона може довести іншій стороні, що певне твердження є істинним, не надаючи жодної іншої інформації.
Це дуже перспективна технологія.
Технологія ZK наразі в основному використовується в сфері розширення блокчейну.
Він (Віталік Бутерін) завжди активно просуває технологію ZK, завдяки його бажанню та схильності Ethereum Foundation також інвестує в різні проекти ZK.
Але через тривалість циклів інфраструктури проектів ZK, звичайні користувачі наразі можуть безпосередньо сприймати лише різні ZK Rollup, тобто рішення Ethereum Layer2 для ZK систем.
Типові представники: zkSync, Starknet, Polygon zkEVM, Scroll, Linea тощо.
Це все технології ZK, інтегровані в виконавчий шар Ethereum.
І сам Ethereum також поступово переходить на ZK.
Шар консенсусу ZK (такий як пропозиція Beam Chain): шляхом ZK верифікації процесу консенсусу можна спростити та прискорити процес консенсусу.
ZK на рівні даних: зберігати лише докази, не зберігаючи всі дані транзакцій, може значно зменшити вимоги до зберігання на ланцюгу.
Завдяки цим методам Ethereum може значно підвищити продуктивність своєї мережі, зберігаючи децентралізацію та безпеку, включаючи швидкість обробки транзакцій, витрати та захист конфіденційності.
Введення технології ZK вважається частиною стратегії довгострокового розширення екосистеми Ethereum, що дозволяє реагувати на вищі вимоги користувачів та складність застосування.
2. Чому ZK потребує поєднання з апаратним забезпеченням?
Вищезазначене згадує багато переваг ZK, але найбільшою перешкодою, з якою стикається ZK в даний момент, є проблема продуктивності генерації ZKP (доказів з нульовими знаннями).
Механізм роботи ZK полягає в тому, що валідатори об'єднують кілька транзакцій в єдине, стиснуте підтвердження, яке потім подається в основну мережу, зрештою досягаючи розширення основної мережі.
Але ZK також має обмеження, оскільки процес генерації доказів є дуже ресурсомістким у плані часу та зусиль.
Зважаючи на те, що потрібно виконувати багато складних математичних обчислень, таких як піднесення до степеня, обчислення обернених значень та обчислення дволінійних зв'язків, створення доказів зазвичай уповільнюється.
Просто завдяки програмному забезпеченню неможливо досягти подальшого підвищення продуктивності, тому потрібне поєднання з обладнанням, використання спеціалізованого обладнання для прискорення може підвищити швидкість генерації доказів з годин до секунд, що буде величезним покращенням.
Отже, ZK має залежність від обладнання, потрібні спеціалізовані чіпи.
Зі зростанням застосування технології ZKP у сферах захисту приватності, розширення блокчейнів тощо, швидкість та ефективність генерації ZKP стають вузьким місцем, а попит на апаратне забезпечення зростає.
3. Як PoS та ZK видобуток можуть поєднуватися?
Якщо використовувати апаратне прискорення ZK, можна реалізувати апаратний видобуток, що призводить до нової економічної моделі.
Що таке ZK видобуток?
Традиційний видобуток PoW (доказ роботи) залежить від розв'язання складних математичних задач, тоді як ZK апаратний видобуток базується на швидкості генерації ZKP.
Схоже на видобуток PoW, учасники можуть змагатися у швидкості та ефективності генерації ZKP; перший учасник, що створить дійсний доказ, отримує винагороду.
Як саме PoS та ZK можуть поєднуватися?
У системах PoS валідатори (тобто стейкери) відповідають за верифікацію транзакцій та пропонування нових блоків. ZK докази можуть бути використані для підтвердження правильності певного блоку або серії транзакцій, підвищуючи безпеку та знижуючи витрати на верифікацію.
Валідатори, виконуючи свої обов'язки PoS, генерують ZKP як додаткове підтвердження своєї роботи. Валідатори, які успішно генерують і подають дійсні ZKP, можуть отримувати додаткові винагороди поза існуючими блоковими винагородами.
Це може бути ETH або певна форма винагороди всередині мережі (наприклад, частина специфічного токена або плати за газ).
Нагорода за блоки основної мережі може бути розділена на дві частини, формуючи таку собі багаторівневу систему винагород: одна частина винагороди використовується для традиційної верифікації PoS, інша частина розподіляється залежно від внеску вузлів у генерацію ZK доказів.
Таким чином, ZK може слугувати посиленням для верифікації PoS, а ZK видобуток може виступати як розширення для стейкінгу PoS.
Стейкери, окрім стейкінгу ETH для отримання винагород PoS, можуть також отримувати додаткові винагороди, беручи участь у роботі, пов'язаній з ZK. Наприклад, стейкер може запускати вузол генерації ZK доказів, надаючи обчислювальні ресурси для підтримки застосування технології ZK.
Але це лише одна з можливостей; для інтеграції існуючого механізму PoS Ethereum з технологією ZK потрібно буде внести зміни або розширення до поточного протоколу PoS, щоб врахувати роль ZK доказів.
Крім того, необхідно розробити справедливу модель стимулювання, щоб не послабити ефект стимулювання PoS та заохотити застосування технології ZK.
4. Чи введе ZK видобуток нові позитивні зовнішні ефекти?
Після переходу Ethereum з PoW на PoS, найбільшою критикою було те, що не було впроваджено зовнішніх ефектів у цю 'закриту' економічну систему.
PoW має зовнішні ефекти, потребує енергії, обладнання, що розширює економічну діяльність блокчейну за його межами, впливаючи на реальний світ.
У системах PoS кваліфікація для верифікації блоків в основному базується на кількості токенів (тобто стейку), економічна діяльність більше зосереджена на стейкінгу та транзакціях у мережі, а не на зовнішніх галузях, таких як виробництво майнінгових машин та ринок електроенергії, як у випадку з PoW.
Апаратне прискорення ZK потребує спеціалізованого обладнання, як і у випадку з PoW видобутком, але проблема 'неефективного споживання' буде знижена, оскільки PoW базується на розв'язанні математичних задач для отримання прав на блокування, а ZK видобуток генерує дійсні докази для верифікації транзакцій, без повторювальної безглуздої праці різних вузлів.
5. Спільне використання обчислювальної потужності AI та ZK
Далі може виникнути ринок обчислювальної потужності ZK, навіть може бути реалізовано спільне використання AI обчислювальної потужності та ZK обчислювальної потужності.
На ринку можуть з'явитися платформи, що пропонують інтегровані обчислювальні послуги, підтримуючи обчислювальні потреби AI та ZK завдань.
Користувачі можуть виконувати AI завдання, що потребують високої обчислювальної потужності, і завдання, що вимагають генерації ZK доказів, на одній платформі.
На рівні протоколу також може бути здійснено інтеграцію: створення смарт-контрактів або протоколів, що дозволяють постачальникам AI обчислювальної потужності також брати участь у генерації ZK доказів, або використовувати технологію ZK для верифікації результатів AI обчислень.
Обчислювальні потужності також можуть бути динамічно розподілені: ресурси обчислювальної потужності можна динамічно розподіляти відповідно до потреб завдання. Наприклад, коли потреба в AI завданні низька, ці ресурси можуть бути використані для генерації ZK доказів, і навпаки.
6. Провідні гравці в апаратному прискоренні ZK
Наразі основними проектами в секторі апаратного прискорення ZK є Cysic.
Cysic зосереджується на розробці та виробництві спеціалізованих інтегральних схем (ASIC), програмованих логічних матриць (FPGA) та рішень для прискорення GPU для прискорення процесу генерації ZKP.
Cysic розробив два апаратних продукти:
ZK Air: Легкий ZK пристрій, розміром близько до адаптера живлення для ноутбука, обчислювальна потужність, що дорівнює 10 RTX 4090 GPU, підходить для особистих користувачів.
ZK Pro: більш потужні пристрої, продуктивність яких дорівнює 50 RTX 4090 GPU, розроблені для великих ZK проектів, таких як zkRollup та zkML.
Окрім обладнання, Cysic також пропонує набір бібліотек CUDA, які підтримують різні системи ZKP, такі як Plonky2, Gnark, Halo2, RapidSnark тощо. Ці бібліотеки можуть значно підвищити продуктивність, порівняно з відкритими фреймворками, принаймні на 50%.
Одночасно Cysic має екосистему, Cysic Network, яка в основному покликана інтегрувати та управляти обчислювальними ресурсами спільноти, з'єднуючи проекти ZK, постачальників обчислювальної потужності та валідаторів спільноти, формуючи надійну мережу обчислювальної потужності.
Простими словами, Cysic Network — це ZK пул для видобутку та SaaS платформа.
Наразі Cysic вже співпрацює з кількома проектами zkRollup, демонструючи практичність своїх продуктів та попит на ринку.
Окрім Cysic, є ще один дуже цікавий проект, який варто згадати: Scroll
Не очікував, що 'зраджений' та 'славнозвісний' Scroll насправді робить значні успіхи в апаратному прискоренні ZK.
У порівнянні з іншими проектами ZK Rollup, Scroll можна вважати новатором, розпочавши з обладнання, розробивши спеціалізоване ZK прискорювальне обладнання GUP, створивши власний конкурентний бар'єр, що є найбільшою відмінністю Scroll.
Один тільки Scroll дійсно є досить хардкорним проектом.
Але Scroll та Cysic мають різну орієнтацію: для Scroll апаратне прискорення є частиною її загального рішення Layer2; Cysic ж прагне надати апаратне прискорення для всієї екосистеми ZKP.
7. Підсумок
Наостанок, підсумуємо зміст цієї статті:
Ethereum переходить на ZK: Ethereum впроваджує технологію нульових знань (ZK) для розширення та підвищення конфіденційності, вже застосувавши ZK технологію на рівні консенсусу та даних для покращення продуктивності мережі.
ZK потребує апаратного прискорення: оскільки генерація нульових знань доказів вимагає великої кількості обчислювальних ресурсів, апаратне прискорення (таке як ASIC, FPGA) вважається необхідним засобом для підвищення ефективності.
Поєднання PoS та ZK видобутку: запропонована нова економічна модель, в якій ZK видобуток виступає як розширення PoS, а стейкери отримують додаткові винагороди за надання ZK обчислювальної потужності, формуючи модель, у якій PoS і PoW співіснують.
ZK видобуток вводить нові позитивні зовнішні ефекти: на відміну від PoW, ZK видобуток може зменшити неефективне споживання енергії, але все ще потребує спеціального обладнання, що стимулює виробництво обладнання та технологічні інновації.
Спільне використання обчислювальної потужності AI та ZK: AI та ZK обчислювальні завдання можуть ділити апаратні ресурси, формуючи ринок комплексних обчислювальних послуг.
Лідируючі проекти на ринку: Cysic та Scroll є лідерами у сфері апаратного прискорення ZK, перший зосереджується на наданні обладнання для екосистеми ZK, а другий інтегрує це в частину свого рішення Layer2.
Наостанок, сектора апаратного прискорення ZK вже починають формуватися; з подальшим переходом Ethereum на ZK, апаратне прискорення ZK стане ще важливішим, навіть може зворотно змінити економічну модель Ethereum, тому варто продовжувати слідкувати за цим сектором.
