Майбутнє Ethereum: поєднання технології ZK та апаратного прискорення
Нещодавно деякі експерти в області Web3 висловили цікаву думку: Ethereum проходить процес ZK-ізації, що може призвести до появи нового типу механізму доказу роботи (PoW). Ця зміна може змусити економічну модель Ethereum еволюціонувати в змішану консенсусну модель, в якій одночасно існують доказ частки (PoS) і PoW. Давайте детальніше розглянемо основну логіку цієї ідеї.
Ethereum ZK-процес
Технологія нульового знання (ZK) дозволяє одній стороні довести іншій стороні правдивість певної заяви без надання будь-якої додаткової інформації. Ця технологія в основному використовується в сфері блокчейну для масштабування. В екосистемі Ethereum вже з'явилося кілька проєктів ZK Rollup, таких як zkSync, Starknet, Polygon zkEVM тощо, які є спробами інтегрувати технологію ZK в шар виконання Ethereum.
Одночасно, Ethereum також поступово впроваджує технологію ZK:
ZK-урівень консенсусу: спростити та прискорити процес консенсусу, ZK-уючи процес верифікації операцій консенсусу.
Шар даних ZK: зберігаються лише докази, а не всі дані транзакцій, що суттєво зменшує вимоги до зберігання на ланцюгу.
Ці зміни спрямовані на покращення продуктивності мережі Ethereum, включаючи швидкість обробки транзакцій, ефективність витрат і захист приватності, при цьому зберігаючи децентралізацію та безпеку.
Необхідність технології ZK та апаратного прискорення
Незважаючи на очевидні переваги технології ZK, найбільшим викликом, з яким вона стикається на даний момент, є продуктивність генерації доказів нульового знання (ZKP). Процес генерації ZKP включає складні математичні обчислення, такі як піднесення до степеня, обчислення обернених значень та обчислення білинейних пар, які є надзвичайно витратними за часом.
Щоб подолати це обмеження, апаратне прискорення стало неминучим вибором. Спеціалізоване апаратне забезпечення може підвищити швидкість генерації доказів з годин до секунд, що є величезним прогресом, який робить технологію ZK більш життєздатною в практичному застосуванні. Таким чином, розвиток технології ZK тісно пов'язаний з проєктуванням і виробництвом спеціалізованих чіпів.
Поєднання PoS та ZK-майнінгу
Поява апаратного прискорення ZK проклала шлях для нової економічної моделі — ZK-майнінг. Ця модель подібна до традиційного PoW-майнінгу, учасники змагаються за швидкість та ефективність генерації ZKP, перший учасник, який згенерує дійсне підтвердження, отримує винагороду.
У системах PoS ZK-докази можуть використовуватися для перевірки правильності транзакцій і блоків, підвищуючи безпеку та знижуючи витрати на верифікацію. Верифікатори, виконуючи свої обов'язки в PoS, також можуть генерувати ZKP як додатковий доказ роботи. Успішні верифікатори, які подають дійсний ZKP, можуть отримати додаткову винагороду, якою можуть бути ETH або інші форми винагороди всередині мережі.
У цій моделі нагорода за блок у основній мережі може бути поділена на дві частини: одна частина використовується для традиційної перевірки PoS, а інша частина розподіляється відповідно до внеску вузлів у генерацію ZK-доказів. Стейкери, окрім отримання нагороди PoS за стейкінг ETH, також можуть отримувати додатковий дохід, запустивши вузли для генерації ZK-доказів.
Однак для інтеграції цього механізму в існуючу систему PoS Ethereum потрібно внести зміни або розширення до поточного протоколу та розробити справедливу модель стимулювання, щоб не послабити ефект PoS, одночасно сприяючи впровадженню технології ZK.
Зовнішність ZK-майнінгу
У порівнянні з чистим PoS, ZK-майнінг може ввести нові зовнішні фактори в екосистему Ethereum. Системи PoS в основному базуються на стейкінгу токенів, а економічна діяльність є досить закритою. Натомість ZK-майнінг, подібно до PoW, потребує спеціального обладнання, що розширить економічну діяльність блокчейну в реальний світ, впливаючи на виробництво обладнання та технологічні інновації.
На відміну від видобутку PoW, видобуток ZK може бути більш енергоефективним. Оскільки він не вирішує безглузді математичні задачі, а генерує дійсні підтвердження транзакцій, уникнувши повторної безглуздої праці між вузлами.
Спільне використання обчислювальної потужності AI та ZK
З розвитком технологій можуть з'явитися комплексні обчислювальні сервісні платформи для спільного використання AI потужності та ZK потужності. Ці платформи можуть підтримувати високопродуктивні AI завдання та генерацію ZK доказів. Завдяки смарт-контрактам або протоколам, постачальники AI потужності також можуть брати участь у генерації ZK доказів або використовувати ZK технології для перевірки результатів AI обчислень.
У цьому режимі ресурси обчислювальної потужності можуть динамічно розподілятися відповідно до потреб. Коли попит на завдання ШІ низький, надлишкова потужність може використовуватися для генерації ZK-доказів, і навпаки, що забезпечує ефективне використання ресурсів.
Провідні проекти з апаратним прискоренням ZK
У сфері апаратного прискорення ZK проект Cysic заслуговує на увагу. Компанія спеціалізується на розробці та виробництві спеціалізованих інтегральних схем (ASIC), програмованих логічних матриць (FPGA) та рішень на основі GPU для прискорення генерації ZKP.
Cysic випустила два основні апаратні продукти:
ZK Air: легкий пристрій, призначений для особистих користувачів, обчислювальна потужність якого дорівнює 10 RTX 4090 GPU.
ZK Pro: високопродуктивний пристрій для великих ZK проектів, продуктивність якого еквівалентна 50 графічним процесорам RTX 4090.
Окрім апаратного забезпечення, Cysic також надає бібліотеки CUDA, які підтримують різні системи ZKP, що значно підвищує продуктивність. Водночас, Cysic Network як ZK майнінг-пул та SaaS платформа інтегрує та управляє обчислювальними ресурсами спільноти.
Ще одним проектом, який варто згадати, є Scroll. Як рішення Layer2, Scroll формує унікальну конкурентну перевагу, розробляючи спеціалізоване ZK-апаратне прискорення GUP. Незважаючи на те, що Scroll у певних аспектах є суперечливим, його зусилля у сфері ZK-апаратного прискорення безумовно заслуговують на визнання.
Висновок
Зі збільшенням процесу ZK на Ethereum важливість апаратного прискорення ZK буде зростати. Ця технологія не лише може змінити економічну модель Ethereum, але й може мати глибокий вплив на всю індустрію блокчейн. Сфера апаратного прискорення ZK вже продемонструвала величезний потенціал, що заслуговує на постійну увагу та глибоке дослідження з боку фахівців галузі.
Ця сторінка може містити контент третіх осіб, який надається виключно в інформаційних цілях (не в якості запевнень/гарантій) і не повинен розглядатися як схвалення його поглядів компанією Gate, а також як фінансова або професійна консультація. Див. Застереження для отримання детальної інформації.
Ethereum ZK-реалізація та апаратне прискорення: народження нового механізму консенсусу та економічної моделі
Майбутнє Ethereum: поєднання технології ZK та апаратного прискорення
Нещодавно деякі експерти в області Web3 висловили цікаву думку: Ethereum проходить процес ZK-ізації, що може призвести до появи нового типу механізму доказу роботи (PoW). Ця зміна може змусити економічну модель Ethereum еволюціонувати в змішану консенсусну модель, в якій одночасно існують доказ частки (PoS) і PoW. Давайте детальніше розглянемо основну логіку цієї ідеї.
Ethereum ZK-процес
Технологія нульового знання (ZK) дозволяє одній стороні довести іншій стороні правдивість певної заяви без надання будь-якої додаткової інформації. Ця технологія в основному використовується в сфері блокчейну для масштабування. В екосистемі Ethereum вже з'явилося кілька проєктів ZK Rollup, таких як zkSync, Starknet, Polygon zkEVM тощо, які є спробами інтегрувати технологію ZK в шар виконання Ethereum.
Одночасно, Ethereum також поступово впроваджує технологію ZK:
Ці зміни спрямовані на покращення продуктивності мережі Ethereum, включаючи швидкість обробки транзакцій, ефективність витрат і захист приватності, при цьому зберігаючи децентралізацію та безпеку.
Необхідність технології ZK та апаратного прискорення
Незважаючи на очевидні переваги технології ZK, найбільшим викликом, з яким вона стикається на даний момент, є продуктивність генерації доказів нульового знання (ZKP). Процес генерації ZKP включає складні математичні обчислення, такі як піднесення до степеня, обчислення обернених значень та обчислення білинейних пар, які є надзвичайно витратними за часом.
Щоб подолати це обмеження, апаратне прискорення стало неминучим вибором. Спеціалізоване апаратне забезпечення може підвищити швидкість генерації доказів з годин до секунд, що є величезним прогресом, який робить технологію ZK більш життєздатною в практичному застосуванні. Таким чином, розвиток технології ZK тісно пов'язаний з проєктуванням і виробництвом спеціалізованих чіпів.
Поєднання PoS та ZK-майнінгу
Поява апаратного прискорення ZK проклала шлях для нової економічної моделі — ZK-майнінг. Ця модель подібна до традиційного PoW-майнінгу, учасники змагаються за швидкість та ефективність генерації ZKP, перший учасник, який згенерує дійсне підтвердження, отримує винагороду.
У системах PoS ZK-докази можуть використовуватися для перевірки правильності транзакцій і блоків, підвищуючи безпеку та знижуючи витрати на верифікацію. Верифікатори, виконуючи свої обов'язки в PoS, також можуть генерувати ZKP як додатковий доказ роботи. Успішні верифікатори, які подають дійсний ZKP, можуть отримати додаткову винагороду, якою можуть бути ETH або інші форми винагороди всередині мережі.
У цій моделі нагорода за блок у основній мережі може бути поділена на дві частини: одна частина використовується для традиційної перевірки PoS, а інша частина розподіляється відповідно до внеску вузлів у генерацію ZK-доказів. Стейкери, окрім отримання нагороди PoS за стейкінг ETH, також можуть отримувати додатковий дохід, запустивши вузли для генерації ZK-доказів.
Однак для інтеграції цього механізму в існуючу систему PoS Ethereum потрібно внести зміни або розширення до поточного протоколу та розробити справедливу модель стимулювання, щоб не послабити ефект PoS, одночасно сприяючи впровадженню технології ZK.
Зовнішність ZK-майнінгу
У порівнянні з чистим PoS, ZK-майнінг може ввести нові зовнішні фактори в екосистему Ethereum. Системи PoS в основному базуються на стейкінгу токенів, а економічна діяльність є досить закритою. Натомість ZK-майнінг, подібно до PoW, потребує спеціального обладнання, що розширить економічну діяльність блокчейну в реальний світ, впливаючи на виробництво обладнання та технологічні інновації.
На відміну від видобутку PoW, видобуток ZK може бути більш енергоефективним. Оскільки він не вирішує безглузді математичні задачі, а генерує дійсні підтвердження транзакцій, уникнувши повторної безглуздої праці між вузлами.
Спільне використання обчислювальної потужності AI та ZK
З розвитком технологій можуть з'явитися комплексні обчислювальні сервісні платформи для спільного використання AI потужності та ZK потужності. Ці платформи можуть підтримувати високопродуктивні AI завдання та генерацію ZK доказів. Завдяки смарт-контрактам або протоколам, постачальники AI потужності також можуть брати участь у генерації ZK доказів або використовувати ZK технології для перевірки результатів AI обчислень.
У цьому режимі ресурси обчислювальної потужності можуть динамічно розподілятися відповідно до потреб. Коли попит на завдання ШІ низький, надлишкова потужність може використовуватися для генерації ZK-доказів, і навпаки, що забезпечує ефективне використання ресурсів.
Провідні проекти з апаратним прискоренням ZK
У сфері апаратного прискорення ZK проект Cysic заслуговує на увагу. Компанія спеціалізується на розробці та виробництві спеціалізованих інтегральних схем (ASIC), програмованих логічних матриць (FPGA) та рішень на основі GPU для прискорення генерації ZKP.
Cysic випустила два основні апаратні продукти:
Окрім апаратного забезпечення, Cysic також надає бібліотеки CUDA, які підтримують різні системи ZKP, що значно підвищує продуктивність. Водночас, Cysic Network як ZK майнінг-пул та SaaS платформа інтегрує та управляє обчислювальними ресурсами спільноти.
Ще одним проектом, який варто згадати, є Scroll. Як рішення Layer2, Scroll формує унікальну конкурентну перевагу, розробляючи спеціалізоване ZK-апаратне прискорення GUP. Незважаючи на те, що Scroll у певних аспектах є суперечливим, його зусилля у сфері ZK-апаратного прискорення безумовно заслуговують на визнання.
Висновок
Зі збільшенням процесу ZK на Ethereum важливість апаратного прискорення ZK буде зростати. Ця технологія не лише може змінити економічну модель Ethereum, але й може мати глибокий вплив на всю індустрію блокчейн. Сфера апаратного прискорення ZK вже продемонструвала величезний потенціал, що заслуговує на постійну увагу та глибоке дослідження з боку фахівців галузі.