Ethereum có trở lại kỷ nguyên PoW không? Hãy nói về mô hình khai thác tăng tốc phần cứng ZK PoW mới

Tác giả: Yue Xiaoyu

Ethereum đang trở thành định hướng ZK. Trình chứng minh ZK yêu cầu tăng tốc phần cứng và có các phụ thuộc phần cứng như khai thác Bitcoin, vì vậy khai thác ZK có thể trở thành một loại PoW mới.

Mô hình kinh tế của Ethereum cuối cùng có thể trở thành sự cùng tồn tại của PoS và PoW, hình thành một mô hình "đồng thuận lai" mới.

Tiếp theo, chúng ta hãy xem xét kỹ hơn logic cơ bản của ý tưởng trên.

1. Ethereum đang hướng tới ZK

Nguyên tắc cơ bản của ZK (bằng chứng không có kiến ​​thức) là một bên có thể chứng minh cho bên kia rằng tuyên bố đó là đúng mà không cần cung cấp bất kỳ thông tin nào khác.

Đây là một công nghệ rất hứa hẹn.

Công nghệ ZK hiện chủ yếu được sử dụng để mở rộng trong lĩnh vực blockchain.

V God đã và đang quảng bá công nghệ ZK. Do sự sẵn lòng và thiên hướng của V God, Ethereum Foundation cũng đã đầu tư vào nhiều dự án ZK khác nhau.

Tuy nhiên, chu kỳ của lớp cơ sở hạ tầng của dự án ZK tương đối dài, vì vậy những gì người dùng thông thường như chúng ta hiện có thể trực tiếp nhận thấy là các Bản cuộn ZK khác nhau, tức là , Giải pháp Ethereum Layer2 dòng ZK.

Các đại diện tiêu biểu là zkSync, Starknet, Polygon zkEVM, Scroll, Linea, v.v.

Tất cả đều được tích hợp với công nghệ ZK ở lớp thực thi của Ethereum.

Bản thân Ethereum cũng đang dần trở thành ZK.

(1) ZK hóa lớp đồng thuận (chẳng hạn như đề xuất Beam Chain): Bằng cách ZK hóa quy trình xác minh các hoạt động đồng thuận, sự đồng thuận có thể được thực hiện quá trình đơn giản hóa và tăng tốc.

(2) ZKization lớp dữ liệu: chỉ lưu trữ bằng chứng thay vì tất cả dữ liệu giao dịch có thể giảm đáng kể yêu cầu lưu trữ trên chuỗi.

Thông qua các phương pháp này, Ethereum có thể cải thiện đáng kể hiệu suất của mạng, bao gồm tốc độ xử lý giao dịch, chi phí, trong khi vẫn duy trì tính phân cấp, bảo mật và bảo vệ quyền riêng tư.

Việc giới thiệu công nghệ ZK được coi là một phần trong chiến lược mở rộng dài hạn của hệ sinh thái Ethereum nhằm đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của người dùng và độ phức tạp của ứng dụng.

2. Tại sao ZK cần kết hợp với phần cứng?

Ở trên đã đề cập đến nhiều ưu điểm của ZK, nhưng trở ngại lớn nhất mà ZK hiện gặp phải là vấn đề hiệu suất trong việc tạo ra ZKP (Zero-Knowledge Proofs).

ZK hoạt động bằng cách cho phép người xác thực hợp nhất nhiều giao dịch thành một bằng chứng ngắn gọn, duy nhất trước khi gửi giao dịch lên mạng chính. đạt được.

Nhưng ZK cũng có những hạn chế, vì quá trình tạo ra bằng chứng rất tốn tài nguyên về thời gian và năng lượng.

Việc tạo bằng chứng thường bị chậm lại do yêu cầu nhiều phép toán phức tạp, chẳng hạn như phép lũy thừa, phép tính nghịch đảo và phép tính ghép cặp song tuyến.

Chỉ dựa vào tối ưu hóa phần mềm thì không thể cải thiện hiệu suất hơn nữa, do đó cần phải kết hợp với phần cứng chuyên dụng để tăng tốc, tốc độ tạo bằng chứng có thể được tăng lên. từ cấp độ giờ ban đầu sang cấp độ giây, đây sẽ là một cải tiến lớn.

Do đó, ZK phụ thuộc vào phần cứng và yêu cầu chip chuyên dụng.

Khi ứng dụng công nghệ ZKP ngày càng gia tăng trong các lĩnh vực như điện toán bảo mật và mở rộng blockchain, tốc độ tạo và hiệu quả của ZKP đã trở thành điểm nghẽn, và thị trường Nhu cầu về phần cứng cũng ngày càng tăng.

3. Làm cách nào để kết hợp khai thác PoS và ZK?

Nếu sử dụng khả năng tăng tốc phần cứng ZK, việc khai thác phần cứng có thể được thực hiện và một mô hình kinh tế mới sẽ xuất hiện.

Khai thác ZK là gì?

Khai thác PoW (bằng chứng công việc) truyền thống dựa vào việc giải quyết các vấn đề toán học phức tạp, trong khi khai thác phần cứng ZK nhanh chóng tạo ra khả năng ZKP.

Tương tự như khai thác PoW, người tham gia có thể cạnh tranh về tốc độ và hiệu quả trong việc tạo ZKP và người tham gia đầu tiên tạo ra bằng chứng hợp lệ sẽ được khen thưởng.

Làm cách nào để kết hợp PoS và ZK?

Trong hệ thống PoS, người xác thực (tức là người đặt cược) chịu trách nhiệm xác thực các giao dịch và đề xuất các khối mới. Bằng chứng ZK có thể được sử dụng để chứng minh tính chính xác của một khối hoặc một loạt giao dịch, tăng cường bảo mật và giảm chi phí xác minh.

Người xác minh, trong khi thực hiện trách nhiệm PoS của mình, sẽ tạo ra ZKP làm bằng chứng bổ sung cho công việc của họ. Người xác thực tạo và gửi thành công ZKP hợp lệ có thể nhận được phần thưởng bổ sung ngoài phần thưởng khối hiện có.

Đây có thể là ETH hoặc một số hình thức phần thưởng trong mạng (như mã thông báo cụ thể hoặc một phần phí gas).

Phần thưởng khối mainnet có thể được chia thành hai phần, tạo thành hệ thống phần thưởng theo cấp độ: một phần phần thưởng được sử dụng để xác minh PoS truyền thống và phần còn lại dựa trên phân phối Đóng góp nút trong thế hệ bằng chứng ZK.

Có thể thấy rằng ZK có thể được sử dụng như một biện pháp nâng cao xác minh PoS và khai thác ZK có thể được sử dụng như một phần mở rộng của đặt cược PoS.

Ngoài việc đặt cược ETH để nhận phần thưởng PoS, người đặt cược cũng có thể nhận được phần thưởng bổ sung bằng cách tham gia vào công việc liên quan đến ZK. Ví dụ: người đặt cược có thể chạy các nút tạo bằng chứng ZK và cung cấp tài nguyên máy tính để hỗ trợ ứng dụng công nghệ ZK.

Nhưng đây chỉ là một khả năng. Nếu bạn muốn tích hợp cơ chế PoS hiện có của Ethereum với công nghệ ZK, bạn cần sửa đổi hoặc mở rộng giao thức PoS hiện tại. đáp ứng vai trò chống ZK.

Và một mô hình khuyến khích công bằng phải được thiết kế để đảm bảo không làm suy yếu tác dụng khuyến khích của PoS và thúc đẩy ứng dụng công nghệ ZK.

4. Liệu việc khai thác ZK có tạo ra các tác động bên ngoài tích cực mới không?

Sau khi Ethereum chuyển từ PoW sang PoS, điểm bị chỉ trích nhiều nhất là không có ngoại tác nào được đưa vào hệ thống kinh tế "đóng" này.

PoW có các yếu tố bên ngoài và cần năng lượng và phần cứng, do đó mở rộng các hoạt động kinh tế của blockchain ra bên ngoài blockchain và ảnh hưởng đến thế giới thực.

Trong hệ thống PoS, tiêu chuẩn để xác minh các khối chủ yếu dựa trên số lượng token nắm giữ (tức là cam kết) và các hoạt động kinh tế tập trung hơn trong cam kết và giao dịch mạng lưới, thay vì liên quan đến nhiều ngành công nghiệp bên ngoài như sản xuất máy khai thác và thị trường điện như PoW.

Phần cứng tăng tốc ZK cũng giống như máy khai thác PoW, yêu cầu phần cứng đặc biệt nhưng vấn đề "tiêu thụ điện năng không hiệu quả" sẽ giảm bớt, vì PoW là để giải quyết các vấn đề toán học để cạnh tranh. Chặn quyền, trong khi khai thác ZK tạo ra bằng chứng hợp lệ để xác minh giao dịch mà không cần các nút khác nhau thực hiện công việc lặp đi lặp lại và không hiệu quả.

5. AI và ZK chia sẻ sức mạnh điện toán

Thêm Hơn nữa, một thị trường sức mạnh tính toán ZK sẽ xuất hiện và thậm chí sức mạnh tính toán AI và sức mạnh tính toán ZK có thể được chia sẻ.

Một nền tảng tích hợp cung cấp các dịch vụ điện toán toàn diện có thể xuất hiện trên thị trường để hỗ trợ nhu cầu điện toán của các tác vụ AI và ZK.

Người dùng có thể xử lý các tác vụ AI yêu cầu tính toán hiệu năng cao và các tác vụ yêu cầu tạo bằng chứng ZK trên cùng một nền tảng.

Việc tích hợp cũng có thể được thực hiện ở cấp độ giao thức: tạo các hợp đồng hoặc giao thức thông minh để các nhà cung cấp năng lượng điện toán AI cũng có thể tham gia vào việc tạo bằng chứng ZK hoặc sử dụng Công nghệ ZK để xác minh kết quả tính toán AI.

Sức mạnh tính toán cũng có thể được phân bổ động: tài nguyên sức mạnh tính toán được phân bổ động theo yêu cầu nhiệm vụ. Ví dụ: những tài nguyên này có thể được sử dụng để tạo bằng chứng ZK khi nhu cầu về nhiệm vụ AI thấp và ngược lại.

6. Công ty dẫn đầu về tăng tốc phần cứng ZK

Dự án hàng đầu hiện nay trên lộ trình tăng tốc phần cứng ZK là Cysic.

Cysic tập trung vào thiết kế và sản xuất các mạch tích hợp dành riêng cho ứng dụng (ASIC), mảng cổng lập trình trường (FPGA) và các giải pháp tăng tốc GPU để tăng tốc Quá trình tạo ZKP.

Cysic đã thiết kế hai sản phẩm phần cứng:

(1) ZK Air: nhẹ ZK Thiết bị có kích thước gần bằng một bộ đổi nguồn máy tính xách tay và có sức mạnh tính toán tương đương 10 GPU RTX 4090 nên phù hợp với người dùng cá nhân.

(2) ZK Pro: Một thiết bị mạnh mẽ hơn với hiệu năng tương đương 50 GPU RTX 4090, được thiết kế cho các dự án ZK quy mô lớn như zkRollup và zkML.

Ngoài phần cứng, Cysic còn cung cấp một bộ thư viện CUDA hỗ trợ nhiều hệ thống ZKP khác nhau như Plonky2, Gnark, Halo2, RapidSnark, v.v. Các thư viện này có thể cải thiện đáng kể hiệu suất, ít nhất 50% so với các framework nguồn mở.

Đồng thời, Cysic có một hệ sinh thái, Cysic Network, chủ yếu được sử dụng để tích hợp và quản lý tài nguyên máy tính cộng đồng và kết nối các dự án ZK, nhà cung cấp năng lượng máy tính và xác minh cộng đồng hoặc hình thành một mạng máy tính đáng tin cậy.

Nói một cách đơn giản, Cysic Network là một nhóm khai thác ZK và nền tảng SaaS.

Hiện tại, Cysic đã hợp tác với nhiều dự án zkRollup để chứng minh tính thực tiễn và nhu cầu thị trường của sản phẩm của mình.

Ngoài Cysic, còn có một dự án rất độc đáo phải kể đến: Scroll

Không ngờ, Scroll "khủng" và "khét tiếng" lại có khả năng tăng tốc phần cứng ZK rất cao cấp.

So với các dự án ZK Rollup khác, có thể nói Scroll đã có một cách tiếp cận khác, bắt đầu từ phần cứng và hình thành các rào cản cạnh tranh của riêng mình bằng cách phát triển phần cứng tăng tốc ZK chuyên dụng GUP. Đây cũng là lợi thế cạnh tranh lớn nhất của Scroll.

Chỉ nhìn vào điều này thôi, Scroll thực sự là một dự án rất khó tính.

Nhưng Scroll và Cysic có định vị khác nhau: đối với Scroll, khả năng tăng tốc phần cứng là một phần của giải pháp Layer2 tổng thể; trong khi Cysic cam kết cung cấp khả năng tăng tốc phần cứng cho toàn bộ hệ sinh thái ZKP; dịch vụ.

7. Tóm tắt

Cuối cùng, tóm tắt nội dung của bài viết này Nội dung:

(1) Ethereum đang được ZK-ified: Ethereum đã giới thiệu công nghệ zero-know proof (ZK) để đạt được khả năng mở rộng và cải thiện quyền riêng tư, đồng thời đã có sự đồng thuận Công nghệ ZK được áp dụng cho lớp và lớp dữ liệu để cải thiện hiệu suất mạng.

(2) ZK yêu cầu tăng tốc phần cứng: Vì việc tạo bằng chứng không có kiến ​​thức tiêu tốn rất nhiều tài nguyên máy tính nên việc tăng tốc phần cứng (như ASIC, FPGA) được coi là cần thiết để nâng cao hiệu quả phương tiện.

(3) Kết hợp khai thác PoS và ZK: Một mô hình kinh tế mới được đề xuất, sử dụng khai thác ZK như một phần mở rộng của PoS và những người cam kết cung cấp ZK bằng Máy tính power nhận được phần thưởng bổ sung, hình thành một mô hình trong đó PoS và PoW cùng tồn tại.

(4) Khai thác ZK mang lại những ngoại tác tích cực mới: So với PoW, khai thác ZK có thể giảm mức tiêu thụ năng lượng không hiệu quả nhưng vẫn yêu cầu phần cứng chuyên dụng Mang lại động lực cho phần cứng. sản xuất và đổi mới công nghệ.

(5) Chia sẻ sức mạnh điện toán AI và ZK: Các tác vụ điện toán AI và ZK có thể chia sẻ tài nguyên phần cứng, hình thành nên một thị trường dịch vụ điện toán toàn diện.

(6) Các dự án dẫn đầu thị trường: Cysic và Scroll là những dự án dẫn đầu trong lĩnh vực tăng tốc phần cứng ZK. Cysic và Scroll trước đây tập trung vào việc cung cấp phần cứng cho hệ sinh thái ZK và. cái sau sử dụng nó như một Phần của giải pháp Layer2.

Cuối cùng, lộ trình tăng tốc phần cứng ZK đã bắt đầu hình thành. Với việc ZK hóa Ethereum hơn nữa, việc tăng tốc phần cứng ZK sẽ trở nên quan trọng hơn và thậm chí còn phản tác dụng. mô hình kinh tế của Ethereum xứng đáng được chúng ta tiếp tục chú ý đến hướng đi này.