Apakah Ether kembali ke era PoW? Diskusikan tentang model PoW baru dengan akselerasi perangkat keras ZK Penambangan

Penulis: Yue Xiaoyu

Ethereum sedang melakukan ZK-rollup, dan ZK-prover membutuhkan akselerasi perangkat keras, seperti Penambangan Bitcoin memiliki ketergantungan perangkat keras, maka ZK Penambangan mungkin menjadi bentuk baru dari PoW.

Model ekonomi Ethereum pada akhirnya mungkin akan menjadi kombinasi dari PoS dan PoW, membentuk sebuah model ‘Konsensus’ campuran baru.

Selanjutnya, mari kita lihat secara rinci logika dasar dari gagasan di atas.

1. Ethereum sedang ZK化

Prinsip dasar dari ZK (Bukti Tanpa Pengetahuan) adalah bahwa satu pihak dapat membuktikan kepada pihak lain bahwa suatu pernyataan adalah benar tanpa perlu memberikan informasi lainnya.

Ini adalah teknologi yang sangat menjanjikan.

Teknologi ZK saat ini secara utama digunakan dalam bidang blockchain untuk skalabilitas.

Vitalik Buterin terus mendorong teknologi ZK, dan karena keinginan dan kecenderungannya, Yayasan ETH juga menginvestasikan berbagai proyek ZK.

Namun, proyek ZK seperti ini memiliki siklus infrastruktur yang lebih lama, sehingga yang bisa dirasakan langsung oleh pengguna biasa saat ini adalah berbagai solusi ZK Rollup, yaitu solusi Layer2 ETH berbasis ZK.

Representatif yang khas adalah zkSync, Starknet, Polygon zkEVM, Scroll, Linea, dll.

Semua ini adalah penggabungan teknologi ZK di lapisan eksekusi Ethereum.

Sementara itu, Ethereum sendiri juga sedang bergerak menuju ZK.

Lapisan Konsensus ZK (mis. Proposal Beam Chain): Dengan mem-ZK-an proses verifikasi operasi Konsensus, dapat menyederhanakan dan mempercepat proses Konsensus.

(2) ZK data layer: hanya menyimpan bukti tanpa menyimpan semua data transaksi, dapat secara signifikan mengurangi kebutuhan penyimpanan on-chain.

Dengan cara ini, Ether dapat meningkatkan kinerja jaringannya, termasuk kecepatan pemrosesan transaksi, biaya, dan perlindungan privasi, sambil tetap menjaga Desentralisasi dan keamanannya.

Pengenalan teknologi ZK dianggap sebagai bagian dari strategi ekspansi jangka panjang ekosistem Ethereum, untuk mengatasi kebutuhan pengguna yang lebih tinggi dan kompleksitas aplikasi.

**2, Mengapa ZK perlu dikombinasikan dengan perangkat keras?

Di atas telah disebutkan banyak keunggulan ZK, namun hambatan terbesar yang dihadapi ZK saat ini adalah masalah kinerja dalam menghasilkan ZKP (Bukti Nol Pengetahuan).

Mekanisme operasi ZK adalah dengan membuat validator menggabungkan beberapa transaksi menjadi satu bukti yang sederhana, kemudian mengirimkan transaksi tersebut ke Mainnet, akhirnya mewujudkan peningkatan kapasitas Mainnet.

Namun, ZK juga memiliki keterbatasan karena proses pembuatan bukti cukup memakan waktu dan sumber daya yang besar.

Karena membutuhkan banyak perhitungan matematika kompleks, seperti perhitungan pangkat, perhitungan kebalikan, dan perhitungan pasangan bilinear, pembuatan bukti biasanya akan melambat.

Hanya dengan mengoptimalkan perangkat lunak saja tidak dapat meningkatkan performa lebih lanjut, sehingga perlu dikombinasikan dengan perangkat keras, dengan menggunakan perangkat keras khusus untuk percepatan, kecepatan pembuatan bukti dapat ditingkatkan dari level jam menjadi level detik, ini akan menjadi peningkatan yang besar.

Oleh karena itu, ZK memiliki dependensi perangkat keras dan memerlukan chip khusus.

Dengan semakin banyaknya aplikasi teknologi ZKP dalam komputasi privasi, perluasan blockchain, dll., kecepatan dan efisiensi generasi ZKP telah menjadi bottleneck, dan permintaan pasar terhadap perangkat keras juga semakin kuat.

3, Bagaimana PoS dan ZKPenambangan digabungkan?

Jika menggunakan akselerasi perangkat keras ZK, ini dapat mewujudkan Penambangan perangkat keras, yang menghasilkan model ekonomi baru.

Apa itu ZKPenambangan?

Metode Penambangan PoW (Proof of Work) tradisional bergantung pada pemecahan masalah matematika yang kompleks, sementara Penambangan perangkat keras ZK adalah kemampuan untuk menghasilkan ZKP dengan cepat.

Mirip dengan Penambangan PoW, peserta dapat bersaing dalam kecepatan dan efisiensi menghasilkan ZKP, peserta yang pertama kali menghasilkan bukti yang valid akan mendapatkan hadiah.

Bagaimana PoS dan ZK dikombinasikan?

Dalam sistem PoS, validator (yaitu pihak yang memasang jaminan) bertanggung jawab untuk memvalidasi transaksi dan mengusulkan Blok baru. Bukti ZK dapat digunakan untuk membuktikan kebenaran Blok atau serangkaian transaksi tertentu, meningkatkan keamanan dan menurunkan biaya validasi.

validator ketika menjalankan tugas PoS-nya, menghasilkan Hadiah Blok sebagai bukti tambahan atas pekerjaannya. Validator yang berhasil menghasilkan dan mengirimkan ZKP yang valid dapat memperoleh hadiah tambahan di luar hadiah Blok yang sudah ada.

Ini bisa berupa ETH atau bentuk imbalan internal jaringan (seperti Token khusus atau sebagian biaya gas).

Hadiah Blok Mainnet dapat dibagi menjadi dua bagian, membentuk sistem hadiah bertingkat: satu bagian hadiah digunakan untuk verifikasi PoS tradisional, sedangkan bagian lainnya didistribusikan berdasarkan kontribusi Node dalam pembuatan bukti ZK.

Dari sini dapat dilihat, ZK dapat bertindak sebagai perkuatan verifikasi PoS, sementara ZK Penambangan dapat berperan sebagai perluasan stake PoS.

Selain melakukan stake ETH untuk mendapatkan imbalan PoS, stakeholder juga dapat memperoleh imbalan tambahan dengan berpartisipasi dalam pekerjaan terkait ZK. Misalnya, stakeholder dapat menjalankan Node pembangkit bukti ZK, menyediakan sumber daya komputasi untuk mendukung aplikasi teknologi ZK.

Namun ini hanya menyatakan kemungkinan, jika ingin mengintegrasikan mekanisme PoS Ethereum yang ada dengan teknologi ZK, perlu mengubah atau memperluas protokol PoS saat ini untuk menampung peran bukti ZK.

Dan harus merancang model insentif yang adil, memastikan tidak melemahkan efek insentif PoS, dan mendorong aplikasi teknologi ZK.

4、ZKPenambangan会引入新的正外部性吗？

Setelah Ethereum beralih dari PoW ke PoS, satu hal yang paling dikritik adalah tidak adanya eksternalitas yang dimasukkan ke dalam sistem ekonomi yang ‘tertutup’ ini.

PoW memiliki eksternalitas, membutuhkan energi, perangkat keras, sehingga memperluas aktivitas ekonomi Blokchain ke luar Blokchain, memengaruhi dunia nyata.

Dalam sistem PoS, kualifikasi untuk memvalidasi Blok terutama didasarkan pada jumlah Token yang dimiliki (yaitu stake), dengan aktivitas ekonomi yang lebih berfokus pada stake dan transaksi di dalam jaringan, bukan melibatkan produksi Rig Penambangan yang luas seperti pada PoW, pasar listrik, dan industri eksternal lainnya.

Perangkat keras akselerasi ZK, seperti PoWRig Penambangan, membutuhkan perangkat keras khusus, tetapi masalah “konsumsi daya tidak valid” akan dijatuhkan, karena PoW memecahkan masalah matematika untuk bersaing memperebutkan hak blok, sementara ZKPenambangan menghasilkan bukti yang valid untuk memverifikasi transaksi, tanpa perlu node yang berbeda untuk melakukan pekerjaan tidak valid yang berulang.

5, AI dan ZK Berbagi Daya Komputasi

Lebih lanjut, akan ada pasar ZKDaya Komputasi, bahkan dapat mencapai berbagi AIDaya Komputasi dan ZKDaya Komputasi.

Di pasar mungkin akan muncul platform integrasi layanan komputasi yang komprehensif, yang mendukung kebutuhan komputasi AI dan ZK.

Pengguna dapat menyelesaikan tugas AI yang membutuhkan komputasi berkinerja tinggi dan tugas yang membutuhkan pembuatan bukti ZK pada platform yang sama.

Integrasi juga dapat dilakukan pada tingkat protokol: membuat Smart Contract atau protokol, sehingga penyedia Daya Komputasi AI juga dapat ikut serta dalam pembuatan bukti ZK, atau menggunakan teknologi ZK untuk memverifikasi hasil perhitungan AI.

Daya Komputasi juga dapat dialokasikan secara dinamis: alokasi sumber Daya Komputasi berdasarkan kebutuhan tugas. Misalnya, ketika tugas AI membutuhkan sedikit daya, sumber daya ini dapat digunakan untuk menghasilkan bukti ZK, begitu pula sebaliknya.

6, Pemain Utama Percepatan Hardware ZK

Saat ini, proyek unggulan dalam bidang percepatan perangkat keras ZK adalah Cysic.

Cysic fokus pada desain dan produksi Application-Specific Integrated Circuit (ASIC), Field-Programmabilitas Gate Array (FPGA), dan solusi percepatan GPU untuk mempercepat proses pembangkitan ZKP.

Cysic telah merancang dua produk perangkat keras:

（1） ZK Air: Perangkat ZK ringan, ukurannya hampir sama dengan adaptor daya laptop, dengan kekuatan komputasi setara dengan 10 GPU RTX 4090, cocok untuk pengguna individu.

(2) ZK Pro: Perangkat yang lebih kuat dengan kinerja setara dengan GPU 50 RTX 4090, dirancang untuk proyek ZK besar seperti zkRollup dan zkML.

Selain perangkat keras, Cysic juga menyediakan pustaka CUDA, mendukung berbagai sistem ZKP seperti Plonky2, Gnark, Halo2, RapidSnark, dll. Pustaka-pustaka ini dapat signifikan meningkatkan kinerja, setidaknya 50% lebih tinggi dibandingkan dengan kerangka Sumber Terbuka.

Saat yang sama, Cysic memiliki ekosistem, Cysic Network, yang dirancang untuk mengintegrasikan dan mengelola sumber daya komputasi komunitas, menghubungkan ZK tim proyek, penyedia daya komputasi, dan validator komunitas, membentuk jaringan daya komputasi yang dapat diandalkan.

Secara sederhana, Cysic Network adalah sebuah ZKPool Penambangan dan platform SaaS.

Saat ini, Cysic telah bekerja sama dengan beberapa proyek zkRollup, menunjukkan kegunaan dan permintaan pasar dari produk mereka.

Selain Cysic, ada satu proyek yang sangat menarik untuk dibahas: Scroll

Tidak disangka, “mencela orang tua dan mencemooh” Scroll yang terkenal buruk ternyata sangat maju dalam percepatan keras ZK.

Dibandingkan dengan proyek ZK Rollup lainnya, Scroll bisa dikatakan sebagai pendekatan yang berbeda, dimulai dari perangkat keras, dengan mengembangkan perangkat keras akselerasi ZK khusus GUP, Scroll membentuk keunggulan kompetitif yang berbeda, yang juga menjadi keunggulan kompetitif terbesar dari Scroll.

Dilihat dari satu aspek ini, Scroll memang merupakan proyek yang cukup hardcore.

Namun Scroll dan Cysic memiliki posisi yang berbeda: untuk Scroll, akselerasi perangkat keras adalah bagian dari solusi Layer2 keseluruhan mereka; sedangkan Cysic berkomitmen untuk menyediakan layanan akselerasi perangkat keras untuk seluruh ekosistem ZKP.

7, Ringkasan

Terakhir, mari kita ringkas konten artikel ini:

(1) Ether sedang di-ZKan: Ether menggunakan teknologi Zero-Knowledge Proof (ZK) untuk meningkatkan kapasitas dan privasi. Teknologi ZK telah diterapkan di lapisan konsensus dan Data Layer untuk meningkatkan kinerja jaringan.

（2）ZK memerlukan percepatan perangkat keras: Karena pembuatan Zero-Knowledge Proof membutuhkan sumber daya komputasi yang besar, percepatan perangkat keras (seperti ASIC, FPGA) dianggap sebagai cara yang diperlukan untuk meningkatkan efisiensi.

（3）PoS与ZKPenambangan的结合：提出了一个新的经济模型，即将ZKPenambangan作为PoS的扩展，质押者通过提供ZK计算能力获得额外奖励，形成PoS和PoW并存的模式。

（4）ZKPenambangan memperkenalkan eksternalitas positif baru: dibandingkan dengan PoW, ZKPenambangan mungkin mengurangi pemborosan energi yang tidak efisien, tetapi masih memerlukan perangkat keras khusus, mendorong produksi perangkat keras dan inovasi teknologi.

(5) AI dan ZK Daya Komputasi dapat berbagi: Tugas AI dan ZK dapat berbagi sumber daya perangkat keras, membentuk pasar layanan komputasi yang komprehensif.

(6) Proyek Unggulan di Pasar: Cysic dan Scroll adalah pemimpin di bidang akselerasi perangkat keras ZK, dengan yang pertama fokus pada menyediakan perangkat keras untuk ekosistem ZK, dan yang terakhir menggunakannya sebagai bagian dari solusi Layer2.

Akhirnya, jalur percepatan perangkat keras ZK sudah mulai terlihat, dengan lebih lanjutnya penggunaan ZK pada Ethereum, percepatan perangkat keras ZK akan menjadi lebih penting, bahkan dapat mengubah model ekonomi Ethereum secara Reverse, sehingga kita perlu ikuti terus jalur ini.