El modelo económico de Ethereum podría eventualmente convertirse en una combinación de PoS y PoW, formando un nuevo modo de “Consensus” híbrido.
Escrito por: Yue Xiaoyu
El fundador de Web3Caff, Gootor, ha planteado un punto de vista muy importante. Aquí comparto algunas reflexiones adicionales:
La red Ethereum está en proceso de ZK rollup, y el verificador ZK requiere aceleración de hardware, al igual que BTCMinería depende del hardware, por lo que ZK Minería podría convertirse en un nuevo tipo de PoW.
El modelo económico de Ethereum podría eventualmente convertirse en una combinación de PoS y PoW, formando un nuevo modelo de “Consenso híbrido”.
A continuación, vamos a ver específicamente la lógica subyacente de la idea anterior.
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1, La ZKificación de Ethereum está en curso
El principio básico de ZK (Prueba de conocimiento cero) es que una parte puede demostrar a otra parte que una declaración es verdadera sin necesidad de proporcionar ninguna otra información.
Esta es una tecnología muy prometedora.
La tecnología ZK actualmente se aplica principalmente a la escalabilidad en el campo de la cadena de bloques.
V God has always been promoting ZK technology, and due to V God’s will and inclination, the Ethereum Foundation has also invested in various ZK projects.
Sin embargo, el ciclo de construcción de proyectos como ZK es bastante largo, por lo que lo que los usuarios comunes pueden percibir directamente en este momento son varias soluciones de ZK Rollup, es decir, soluciones de capa 2 de Ethereum de la familia ZK.
Los ejemplos típicos incluyen zkSync, Starknet, Polygon zkEVM, Scroll, Linea, etc.
Estos son todos fusionando la tecnología ZK en la capa de ejecución de Ethereum.
Y Ethereum en sí también está avanzando hacia la ZK.
Capa de consenso ZK (como en la propuesta de Beam Chain): la verificación del proceso de operación de consenso se puede simplificar y acelerar mediante la ZKificación del proceso de validación de operación de consenso.
（2） Capa de datos ZK化：只存储证明而不存储所有交易数据，可以显著减少on-chain存储需求。
De esta manera, Ethereum puede mejorar significativamente el rendimiento de su red, incluyendo la velocidad de procesamiento de transacciones, los costos y la protección de la privacidad, mientras mantiene su descentralización y seguridad.
La introducción de la tecnología ZK se considera parte de la estrategia a largo plazo de expansión del ecosistema de Ethereum, para hacer frente a una mayor demanda de usuarios y complejidad de aplicaciones.
2. ¿Por qué ZK necesita combinarse con hardware?
Se mencionaron muchas ventajas de ZK anteriormente, pero el mayor obstáculo que enfrenta ZK actualmente es el problema de rendimiento de generación de ZKP (pruebas de conocimiento cero).
El mecanismo de operación de ZK funciona mediante la consolidación de múltiples transacciones en una única y concisa prueba por parte de los validadores, que luego se envían a la Mainnet, logrando finalmente la escalabilidad de la Mainnet.
Sin embargo, ZK también tiene limitaciones, ya que el proceso de generación de pruebas requiere mucho tiempo y recursos.
Debido a la necesidad de realizar muchos cálculos matemáticos complejos, como potencias, operaciones de inversión y cálculos de emparejamiento bilineal, la creación de pruebas suele ralentizarse.
La optimización del software por sí sola no puede mejorar aún más el rendimiento, por lo que es necesario combinarlo con hardware y utilizar hardware especializado para acelerar el proceso, lo que puede aumentar la velocidad de generación de pruebas de horas a segundos, lo cual sería una mejora significativa.
Por lo tanto, ZK tiene dependencia de hardware y requiere chips especializados.
Con la creciente aplicación de la tecnología ZKP en campos como el cálculo de privacidad y la expansión de blockchain, la velocidad y eficiencia de generación de ZKP se han convertido en cuellos de botella, y la demanda de hardware en el mercado también está aumentando.
3、¿Cómo se combinan PoS y ZK Minería?
Si se utiliza la aceleración de hardware ZK, se puede lograr la Minería de hardware, lo que da lugar a un nuevo modelo económico.
¿Qué es ZK Minería?
La minería tradicional de PoW (Prueba de trabajo) depende de resolver problemas matemáticos complejos, mientras que la minería de hardware ZK es la capacidad de generar rápidamente ZKP.
Similar a la Minería PoW, los participantes compiten por la velocidad y eficiencia en la generación de ZKP, siendo el primer participante en generar una prueba válida el que recibe una recompensa.
¿Cómo se combinan concretamente PoS y ZK?
En el sistema de PoS, los validadores (también conocidos como stakers) son responsables de validar transacciones y proponer nuevos Bloquear. Las pruebas de conocimiento cero (ZK) se pueden utilizar para demostrar la corrección de un Bloquear o una serie de transacciones, lo que aumenta la seguridad y reduce los costos de validación.
Los validadores, mientras cumplen con sus responsabilidades de PoS, generan ZKP como una prueba adicional de su trabajo. Los validadores que generan y presentan ZKP válidos con éxito pueden recibir una recompensa adicional además de la Recompensa de bloque existente.
Esto puede ser ETH o alguna forma de recompensa interna en la red (como un Token específico o parte de la tarifa de gas).
La recompensa de bloquear de Mainnet puede dividirse en dos partes, formando un sistema de recompensa en capas: una parte de la recompensa se utiliza para la validación tradicional de PoS, y la otra parte se asigna en función de la contribución del Nodo en la generación de pruebas ZK.
De esto se puede ver que ZK puede ser utilizado para mejorar la validación de PoS, mientras que ZK Minería puede ser utilizado como una extensión de la stake de PoS.
Además de hacer stake de ETH para obtener recompensas de PoS, los stake者 también pueden obtener recompensas adicionales participando en trabajos relacionados con ZK. Por ejemplo, pueden ejecutar un Nodo de generación de pruebas ZK y proporcionar recursos informáticos para respaldar la aplicación de la tecnología ZK.
Sin embargo, esto solo plantea una posibilidad. Si se desea integrar la tecnología ZK en el mecanismo PoS existente de Ethereum, es necesario modificar o ampliar el protocolo actual de PoS para acomodar el papel de las pruebas de ZK.
Y también es necesario diseñar un modelo de incentivos justo para garantizar que no se debilite el efecto de incentivo de PoS y promover la aplicación de la tecnología ZK.
4、ZK Minería会引入新的正外部性吗？
Después de que Ethereum se mude de PoW a PoS, la crítica más común es que no se ha introducido ninguna externalidad en este sistema económico ‘cerrado’.
PoW es externo, requiere energía, hardware, y extiende la actividad económica de la cadena de bloques a fuera de la cadena de bloques, impactando el mundo real.
En el sistema PoS, la calificación para validar Bloquear se basa principalmente en la cantidad de Tokens que se poseen (es decir, stake). Las actividades económicas se centran más en el stake y las transacciones dentro de la red, en lugar de involucrar una amplia producción de Rig de Minera, mercados de energía y otras industrias externas, como ocurre en PoW.
El hardware de aceleración ZK, como PoW Rig de Minera, requiere hardware dedicado, pero el problema del “consumo de energía no válido” es utilizado por Soltar, porque PoW resuelve problemas matemáticos para competir por los derechos de bloque, mientras que ZK Minería genera pruebas válidas para verificar transacciones, sin la necesidad de que diferentes Nodos hagan trabajo no válido repetitivo.
5, AI y ZK comparten Potencia computacional
Además, habrá un mercado de Potencia computacional ZK, e incluso se podrá compartir Potencia computacional de IA y Potencia computacional ZK.
Es posible que aparezcan en el mercado plataformas integradas que brinden servicios de cálculo integral, que admitan la demanda de cálculo de tareas de AI y ZK.
Los usuarios pueden manejar tareas de IA que requieren alto rendimiento y tareas que requieren generación de pruebas ZK en la misma plataforma.
En el nivel del protocolo, también se pueden integrar: crear contratos inteligentes o protocolos para que los proveedores de Potencia computacional de IA también puedan participar en la generación de pruebas ZK o utilizar la tecnología ZK para verificar los resultados de los cálculos de IA.
La Potencia computacional también puede asignarse dinámicamente: los recursos de Potencia computacional se asignan dinámicamente según las necesidades de la tarea. Por ejemplo, cuando las demandas de la tarea de IA son bajas, estos recursos se pueden utilizar para generar pruebas de conocimiento cero (ZK), y viceversa.
6、Los principales jugadores acelerados por hardware ZK
Actualmente, el proyecto líder en el campo de la aceleración de hardware ZK es Cysic.
Cysic se centra en el diseño y la producción de Circuitos integrados de aplicación específica (ASIC), matrices de puertas programables en campo (FPGA) y soluciones de aceleración de GPU para acelerar el proceso de generación de ZKP.
Cysic ha diseñado dos productos de hardware:
（1）ZK Air: dispositivo ZK ligero, del tamaño de un adaptador de corriente para portátil, con una capacidad de cálculo equivalente a 10 GPU RTX 4090, adecuado para usuarios individuales.
（2）ZK Pro: un dispositivo más potente, con un rendimiento equivalente a 50 GPU RTX 4090, diseñado para proyectos ZK de gran escala como zkRollup y zkML.
Además del hardware, Cysic también proporciona una biblioteca CUDA trampa que admite varios sistemas ZKP como Plonky2, Gnark, Halo2, RapidSnark, etc. Estas bibliotecas pueden mejorar significativamente el rendimiento en al menos un 50% en comparación con el marco de Código abierto.
Al mismo tiempo, Cysic tiene un ecosistema, Cysic Network, principalmente para integrar y gestionar los recursos informáticos de la comunidad, conectar ZK equipo detrás del proyecto, proveedores de potencia informática y validadores de la comunidad, formando una red de potencia informática confiable.
En pocas palabras, Cysic Network es un ZK Pool de minería y una plataforma SaaS.
Actualmente, Cysic ha colaborado con varios proyectos zkRollup, demostrando la utilidad de sus productos y la demanda del mercado.
Además de Cysic, hay otro proyecto muy característico que vale la pena mencionar: Scroll
No esperaba que Scroll, conocido por ser ‘notorio’ y ‘controvertido’, estuviera tan avanzado en la aceleración de hardware ZK.
En comparación con otros proyectos de ZK Rollup, Scroll puede considerarse como una alternativa única. Comenzando desde el hardware, ha desarrollado su propio acelerador de hardware ZK GUP para establecer una barrera competitiva única. Esta también es la ventaja competitiva más grande de Scroll en términos de diferenciación.
Simplemente a partir de este aspecto, Scroll es realmente un proyecto muy sólido.
Sin embargo, Scroll y Cysic tienen diferentes enfoques: para Scroll, la aceleración de hardware es parte de su solución integral de Capa 2; mientras que Cysic se dedica a proporcionar servicios de aceleración de hardware para todo el ecosistema ZKP.
7、Resumen
Por último, resumamos el contenido de este artículo:
（1）La plataforma Ethereum se está ZKificando: Ethereum está implementando la tecnología de Prueba de Conocimiento Cero (ZK) para lograr escalabilidad y mejorar la privacidad. La tecnología ZK ya se ha aplicado en la capa de consenso y en la capa de datos para mejorar el rendimiento de la red.
（2）ZK necesita aceleración de hardware: dado que generar Prueba de conocimiento cero consume una gran cantidad de recursos de cálculo, la aceleración de hardware (como ASIC, FPGA) se considera un medio necesario para mejorar la eficiencia.
（3）La combinación de PoS y Minería ZK: se propone un nuevo modelo económico en el que se utiliza la Minería ZK como una extensión de PoS, los validadores obtienen recompensas adicionales al proporcionar capacidad de cálculo de ZK, lo que crea un modelo híbrido de PoS y PoW.
（4）ZK Minería introduce una nueva externalidad positiva: en comparación con PoW, ZK Minería puede reducir el consumo de energía inútil, pero todavía requiere hardware especializado, lo que incentiva la producción de hardware e innovación tecnológica.
（5）AI y ZK Potencia computacional compartida: las tareas de cálculo de AI y ZK pueden compartir recursos de hardware, formando un mercado integral de servicios de cálculo.
（6）Proyectos líderes en el mercado: Cysic y Scroll son líderes en el campo de la aceleración de hardware ZK, el primero se enfoca en proporcionar hardware para el ecosistema ZK, mientras que el segundo lo utiliza como parte de su solución Layer2.
Finalmente, el camino de aceleración de hardware de ZK ha comenzado a tomar forma. Con la creciente adopción de ZK en Ethereum, la aceleración de hardware de ZK se volverá aún más importante e incluso podría cambiar el modelo económico de Ethereum. Vale la pena seguir este camino.
