هل عاد ETH بلوكشين إلى عصر PoW؟ دعنا نتحدث عن نمط جديد من PoW التعدين بتسريع ZK على الأجهزة

المؤلف: يويه شياو يو

يتم جعل Ethereum أكثر خصوصية من خلال التجزئة القابلة للتحقق ، وتحتاج جهاز إثبات التجزئة القابل للتحقق إلى تسريع الأجهزة مثل التعدين التقليدي لـ BTC ، لذلك يمكن للتعدين القابل للتحقق أن يصبح نوعًا جديدًا من PoW.

قد يصبح النموذج الاقتصادي ل Ethereum في النهاية تعايشا بين PoS و PoW ، مما يشكل نموذجا جديدا “للإجماع” الهجين. **

من الآن فصاعدًا، دعونا نلقي نظرة محددة على المنطق الأساسي المذكور أعلاه.

1. إثيريوم يتحول إلى ZK

المبدأ الأساسي ل ZK (دليل بدون معرفة) هو أنه يمكن لأحد الطرفين أن يثبت للآخر أن البيان صحيح دون تقديم أي معلومات إضافية.

هذه تقنية واعدة جدا.

تُستخدَم تقنية ZK حاليًا بشكل رئيسي في مجال سعة توسيع سلسلة الكتل.

Vitalik Buterin واصل الترويج لتقنية ZK، ونظرًا لرغبة وميول Vitalik Buterin، استثمرت مؤسسة الإثيريوم في مجموعة متنوعة من مشاريع ZK.

ولكن مشروع ZK هذا طويل الأمد في الطبقة الأساسية ، لذا ما يمكن للمستخدم العادي أن يشعر به حاليًا هو مجموعة متنوعة من ZK Rollup ، أي حلول ETH Layer2 في سلسلة ZK.

الممثل النموذجي هو zkSync وStarknet وPolygon zkEVM وScroll وLinea وما إلى ذلك.

كل هذه مدمجة في طبقة التنفيذ في إيثيريوم باستخدام تقنية ZK.

وETH نفسه يتحول تدريجياً إلى ZK.

（1）طبقة الإجماع ZK (مثل اقتراح سلسلة Beam)： من خلال جعل عملية التحقق من عمليات الإجماع ZK، يمكن تبسيط وتسريع عملية الإجماع.

(2) تجعل الطبقة البيانات داخل السلسلة مشفرة: يتم تخزين الأدلة فقط دون تخزين جميع بيانات المعاملات، مما يقلل بشكل كبير من متطلبات التخزين داخل السلسلة.

من خلال هذه الطرق، يمكن لإثيريوم أن يعزز أداء شبكته بشكل كبير، بما في ذلك سرعة معالجة المعاملات والتكلفة وحماية الخصوصية، وذلك مع الحفاظ على اللامركزية والأمان.

يُعتبر إدخال تقنية ZK جزءًا من استراتيجية توسيع طويلة الأجل لنظام الإيثريوم ETH ، يمكن أن يتعامل مع متطلبات المستخدمين الأعلى وتعقيد التطبيقات.

2، لماذا يحتاج ZK إلى الجمع بين الأجهزة؟

تمت ذكر العديد من مزايا ZK أعلاه، ولكن أكبر عائق يواجه ZK حاليًا هو أداء إنشاء ZKP (البراهين المعرفية الصفرية).

يتم عمل ZK من خلال دمج المدققون لعدة معاملات في دليل مفيد واحد ثم تقديم المعاملات إلى الشبكة الرئيسية، مما يؤدي في النهاية إلى توسيع الشبكة الرئيسية.

ولكن ZK لديها أيضًا قيود ، لأن عملية إنشاء البرهان تتطلب موارد كبيرة من الوقت والجهد.

نظرًا لاحتياجها إلى العديد من العمليات الرياضية المعقدة مثل عمليات الأس والقسمة وحسابات الزوج الثنائي، فإن إنشاء البرهان عادة ما يؤدي إلى بطء السرعة.

لا يمكن تحسين الأداء بشكل كامل فقط من خلال تحسين البرمجيات، وبالتالي يتطلب الجمع بين الأجهزة واستخدام أجهزة مخصصة للتسريع لرفع سرعة إنتاج البرهان من مستوى ساعات إلى مستوى ثوانٍ، وهذا سيكون تحسينًا هائلاً.

لذا، ZK يعتمد على الأجهزة ويحتاج إلى رقائق مخصصة.

مع زيادة تطبيق تقنية ZKP في مجالات الحوسبة الخصوصية وتوسيع سلسلة الكتل وغيرها، أصبحت سرعة وكفاءة إنتاج ZKP عقبة، وزاد الطلب على الأجهزة بشكل متزايد في السوق.

3、كيف يتم دمج PoS و ZKالتعدين؟

إذا تم استخدام تسريع الأجهزة ZK ، يمكن تحقيق التعدين الأجهزة ، وبالتالي يظهر نموذج اقتصادي جديد.

ما هو ZKالتعدين؟

يعتمد التعدين التقليدي بنظام PoW (إثبات العمل) على حل مشكلات رياضية معقدة، بينما يعتمد التعدين بواسطة جهاز ZK على القدرة على إنشاء بروتوكول التحقق الصفري بسرعة.

مشابه لتعدين PoW ، يمكن للمشاركين أن يتنافسوا في سرعة وكفاءة إنشاء ZKP ، حيث يحصل المشارك الذي يولد الدليل الصالح أولاً على جائزة.

كيف يتم دمج PoS و ZK بالضبط؟

في نظام PoS، المدققون (أي المراقبون) مسؤولون عن التحقق من المعاملات وطرح كتلة جديدة. يمكن استخدام البراهين ZK لإثبات صحة كتلة معينة أو سلسلة من المعاملات، وتعزيز الأمان وتخفيض تكلفة التحقق.

يقوم المدققون بتولي مسؤوليات PoS الخاصة بهم وفي نفس الوقت يقومون بإنشاء ZKP كدليل إضافي على عملهم. يمكن للمدققين الذين ينجحون في إنشاء ZKP صالحة وتقديمها بنجاح الحصول على مكافأة إضافية بخلاف مكافأة الكتلة الموجودة حالياً.

يمكن أن يكون هذا مكافأة ETH أو شكل من أشكال الجوائز داخل الشبكة (مثل جزء محدد من العملة أو تكاليف الغاز).

الشبكة الرئيسيةيمكن تقسيم مكافآت الخمس إلى جزأين ، لتشكيل نظام مكافآت متدرج: يتم استخدام جزء واحد من المكافأة للتحقق من صحة نقاط البيع التقليدية ، ويتم توزيع الجزء الآخر وفقا لمساهمة عقدة في توليد دليل ZK.

يمكن رؤية من خلال هذا أن ZK يمكن أن يكون تعزيزًا للتحقق من صحة PoS، بينما ZK التعدين يمكن أن يكون توسيعًا لـ PoS التكديس.

إلى جانب تكديس ETH للحصول على مكافآت PoS، يمكن للمكدسين الحصول على مكافآت إضافية من خلال المشاركة في أعمال ذات صلة بـ ZK. على سبيل المثال، يمكن للمكدسين تشغيل عقدة توليد برهان ZK وتوفير موارد الحساب لدعم تطبيقات تقنية ZK.

ولكن هنا فقط تم طرح إحتمال واحد، إذا كنا نريد دمج آلية PoS الحالية في إيثريوم مع تقنية ZK، فإنه من الضروري تعديل أو توسيع بروتوكول PoS الحالي لاستيعاب دور البرهان ZK.

ويجب أيضًا تصميم نموذج حافز عادل لضمان عدم ضعف فعالية PoS وتعزيز تطبيق تقنية ZK.

4、ZKالتعدين会引入新的正外部性吗？

بعد تحول إثيريوم من PoW إلى PoS، أكثر ما انتقد هو عدم إدخال الخارجيات إلى هذا النظام الاقتصادي “المغلق”.

PoW هو ذو طابع خارجي، يتطلب الطاقة والأجهزة، مما يوسع النشاط الاقتصادي لسلسلة الكتل إلى خارج سلسلة الكتل، ويؤثر على العالم الحقيقي.

في نظام PoS، يتم تأهيل التحقق من صحة الكتلة بشكل رئيسي على أساس كمية العملة المملوكة (أي التكديس)، معظم الأنشطة الاقتصادية تتركز في التكديس والمعاملات داخل الشبكة، بدلاً من إشراك الصناعات الخارجية مثل إنتاج جهاز التعدين وسوق الكهرباء كما هو الحال في نظام PoW.

تتطلب أجهزة تسريع ZK ، مثل PoW ، أجهزة مخصصة ، ولكن يتم استخدام مشكلة “استهلاك الطاقة غير الصالح” بواسطة PoW ، لأن PoW هو حل المشكلات الرياضية للتنافس على حقوق الكتلة ، بينما ZK هو إنشاء إثباتات صالحة للتحقق من المعاملات ، دون الحاجة إلى عقدة مختلفة للقيام بعمل غير صالح متكرر.

5، AI و ZK يشاركون قوة الحوسبة

更进一步，会出现ZKقوة الحوسبة市场，甚至可以实现AIقوة الحوسبة和ZKقوة الحوسبة共享。

من الممكن أن تظهر على الساحة منصة متكاملة لتقديم خدمات الحوسبة الشاملة، ودعم متطلبات الحوسبة للذكاء الاصطناعي والمهام ذات الصلة بالخصوصية.

يمكن للمستخدمين معالجة المهام التي تتطلب أداءً عاليًا للذكاء الاصطناعي والمهام التي تتطلب إنشاء البرهان الصفري على نفس المنصة.

بروتوكول الطبقة يمكن أيضا أن يدمج: إنشاء العقود الذكية أو البروتوكول، بحيث يمكن لمقدمي قوة الحوسبة الذكية أيضا المشاركة في إنشاء البرهان ZK، أو استخدام تقنية ZK للتحقق من نتائج حساب الذكاء الاصطناعي.

يمكن أيضا توزيع قوة الحوسبة ديناميكيا: توزيع موارد قوة الحوسبة وفقًا لاحتياجات المهمة. على سبيل المثال ، عندما تكون متطلبات مهمة الذكاء الاصطناعي منخفضة ، يمكن استخدام هذه الموارد لإنشاء دليل ZK والعكس بالعكس.

6، أعلى لاعب في تسريع الأجهزة ZK

المشروع الرائد حاليًا في مجال تسارع الأجهزة الخاص بـ ZK هو Cysic.

تتخصص Cysic في تصميم وإنتاج الدائرة المتكاملة الخاصة بالتطبيقات (ASIC) ومصفوفة الباب الميداني القابلة للبرمجة (FPGA) وحلول تسريع وحدة المعالجة الرسومية (GPU) لتسريع عملية إنشاء ZKP.

قام Cysic بتصميم منتجين من الأجهزة الأساسية:

（1） ZK Air: جهاز ZK خفيف الوزن ، يقترب من حجم محول طاقة الكمبيوتر المحمول ، ويتمتع بقدرة حسابية تعادل 10 بطاقات RTX 4090 GPU ، مناسب للاستخدام الفردي.

（2）ZK Pro: جهاز أكثر قوة ، بأداء يعادل 50 بطاقة RTX 4090 GPU ، مصمم لمشاريع ZK الكبيرة مثل zkRollup و zkML.

بالإضافة إلى العتاد، قدمت Cysic مكتبة CUDA فخ تدعم مجموعة متنوعة من أنظمة ZKP مثل Plonky2 و Gnark و Halo2 و RapidSnark إلخ. هذه المكتبات يمكن أن تعزز أداء النظام بشكل كبير، على الأقل بنسبة 50% مقارنة بالمصدر المفتوح.

في الوقت نفسه ، يحتوي Cysic على نظام بيئي ، Cysic Network ، الذي يهدف في الأساس إلى دمج وإدارة موارد حوسبة المجتمع وربط فريق ZK ومزودي الطاقة الحاسوبية والمدققون في مجتمع شبكة حوسبة موثوقة. 01928374656574839201

ببساطة، Cysic Network هي منصة ZKمجمع التعدين و SaaS.

حالياً ، يعمل Cysic مع العديد من مشاريع zkRollup لعرض فعالية منتجه والطلب في السوق.

بالإضافة إلى Cysic، هناك مشروع آخر له ميزات مميزة يجب أن نذكره: Scroll

لم يكن لدي أي فكرة أن Scroll ، الذي يعتبر “خائنًا لأقرب الأشخاص إليه” و “مشهور بسوء سمعته” ، قد قام بتقديم تسارع قوي في تقنية ZK.

بالمقارنة مع مشاريع ZK Rollup الأخرى ، يمكن القول أن Scroll بطريقة مختلفة ، بدءا من الأجهزة ، من خلال تطوير أجهزة تسريع ZK المخصصة GUP ، مما يشكل حاجزا تنافسيا خاصا به ، وهو أيضا أكبر ميزة تنافسية مميزة ل Scroll.

من الناحية الوحيدة، يبدو أن Scroll هو مشروع صلب بالفعل.

ولكن يختلف تحديد موضع Scroll و Cysic: بالنسبة لـ Scroll، يعتبر التسارع الأجهزة جزءًا من حلها الشامل للطبقة 2؛ بينما يسعى Cysic لتوفير خدمات تسارع الأجهزة لنظام ZKP بأكمله.

7. التوصيات النهائية

أخيرًا ، لنلخص محتوى هذا المقال:

（1）إثيريوم يتجه نحو التحول إلى ZK: يقوم إثيريوم بتحسين القدرة على التوسع وزيادة الخصوصية من خلال إدخال تقنية ZK (البراهين بدون معرفة)، حيث تم تطبيق هذه التقنية بالفعل على طبقة البيانات وطبقة الاتفاق لتحسين أداء الشبكة.

(2) ZK يتطلب تسريع الأجهزة: نظرًا لأن إنشاء دليل بدون معرفة يستهلك الكثير من موارد الحساب، تعتبر تسريع الأجهزة (مثل ASIC و FPGA) وسيلة ضرورية لزيادة الكفاءة.

（3）دمج PoS و ZKالتعدين: تقديم نموذج اقتصادي جديد ، حيث يتم استخدام ZKالتعدين كتوسيع لـ PoS ، حيث يحصل المساهمون على مكافأة إضافية من خلال توفير قدرات حسابية ZK ، مما يؤدي إلى وجود نمط للتعدين المشترك بين PoS و PoW.

(4) يقدم تعدين ZK عوامل خارجية إيجابية جديدة: بالمقارنة مع PoW ، قد يقلل تعدين ZK من استهلاك الطاقة غير الفعال ، لكنه لا يزال يتطلب أجهزة مخصصة ، مما يوفر حوافز لإنتاج الأجهزة والابتكار التكنولوجي.

(5) مشاركة طاقة الحوسبة الذكاء الاصطناعي و ZK: قد تشترك مهام الحوسبة الذكاء الاصطناعي و ZK في موارد الأجهزة ، مما يشكل سوقا شاملا لخدمات الحوسبة.

（6）المشاريع الرائدة في السوق: Cysic وScroll هما رائدين في مجال تسريع الأجهزة الصلبة ZK، حيث يركز الأول على توفير الأجهزة الصلبة لبيئة ZK، بينما يُعتبر الثاني جزءًا من حلول Layer2.

وأخيرًا، بدأت مسارات تسريع الأجهزة ZK تظهر بوضوح، ومع تقدم إثيريوم نحو المزيد من التشفير ZK، ستصبح تسريع الأجهزة ZK أكثر أهمية، حتى قد تغير نموذج الاقتصاد لإثيريوم بشكل عكسي، مما يستحق متابعتنا المستمرة لهذا المسار.