ETH возвращается в эпоху PoW? Обсудим новый тип PoW-модели с ZK-аппаратным ускорением Майнинга

Автор: Юэ Сяою

Эфириум ZKIZИЗИРУЕТСЯ, и ZK-проверкам нужно аппаратное ускорение, как и майнинг биткоина, который имеет аппаратную зависимость, тогда ZK-майнинг может стать новым типом PoW. **

Экономическая модель Ethereum в конечном итоге может стать совместным использованием PoS и PoW, что приведет к появлению новой модели “hybrid Соглашение”.

Далее мы рассмотрим конкретную нижележащую логику вышеупомянутой концепции.

1、Эфир坊正在ZK化

Основной принцип ZK (Доказательство с нулевым разглашением) заключается в том, что одна сторона может доказать другой стороне, что утверждение является истинным, не предоставляя никакой другой информации.

Это очень перспективная технология.

Технология ZK в настоящее время основным применением в области блокчейна является масштабирование.

Виталик Бутерин всегда выступал за продвижение технологии ZK, и поскольку это соответствует его желаниям и установкам, фонд Ethereum также инвестирует в различные проекты по ZK.

Но проект ZK имеет более длительный цикл на уровне инфраструктуры, поэтому на данный момент обычные пользователи могут непосредственно ощутить различные решения ZK Rollup, то есть решения ZK для второго уровня ETH.

Типичными представителями являются zkSync, Starknet, Polygon zkEVM, Scroll, Linea и другие.

Это все объединено с помощью технологии ZK на уровне исполнения Ethereum.

Сам Ethereum также постепенно ZK-ифицируется.

（1）Уровень соглашения ZK (например, предложение Beam Chain): путем ZK-преобразования процесса проверки операций соглашения можно упростить и ускорить процесс соглашения.

（2）ZK-слой данных: хранение только доказательств, а не всех данных о транзакциях, может значительно сократить потребность в хранении в блокчейне.

Через эти методы, Ethereum может значительно улучшить производительность своей сети, включая скорость обработки транзакций, стоимость и защиту конфиденциальности, при сохранении своей децентрализации и безопасности.

Введение технологии ZK рассматривается как часть стратегии долгосрочного расширения экосистемы ETH, которая может справиться с более высокими потребностями пользователей и сложностью применения.

2、Почему ZK должен сочетать с аппаратным обеспечением?

Упомянутые выше преимущества ZK, однако, наибольшим препятствием для ZK в настоящее время является проблема производительности при создании ZKP (доказательства незнания).

Механизм работы ZK заключается в том, что валидаторы объединяют несколько транзакций в один простой доказательство, а затем отправляют транзакции в Основная сеть, что в конечном итоге позволяет масштабировать Основная сеть.

Но ZK также имеет свои ограничения, поскольку процесс генерации доказательств требует значительных затрат времени и усилий.

Из-за необходимости выполнения множества сложных математических операций, таких как возведение в степень, обратная операция и вычисление билинейных пар, процесс создания доказательств обычно замедляется.

Просто оптимизировать программное обеспечение для дальнейшего улучшения производительности недостаточно, поэтому необходимо использовать специальное оборудование для ускорения путем комбинации с аппаратной частью, что может увеличить скорость генерации подтверждений с уровня часов до уровня секунд, что будет огромным улучшением.

Поэтому ZK имеет аппаратные зависимости и требует специализированных микросхем.

Поскольку использование технологии ZKP в областях конфиденциальных вычислений, масштабирования блокчейна и других становится все более распространенным, скорость и эффективность генерации ZKP становятся узким местом, и рынок все больше требует аппаратных решений.

3. Как сочетаются PoS и ZKМайнинг?

Если использовать аппаратное ускорение ZK, можно реализовать аппаратный Майнинг, что приводит к появлению новой экономической модели.

Что такое ZKМайнинг?

Традиционный майнинг PoW (доказательство работы) основан на решении сложных математических задач, а майнинг на аппаратном обеспечении ZK - это способность быстро генерировать ZKP.

Аналогично майнингу PoW, участники могут соревноваться в скорости и эффективности генерации ZKP, и тот, кто первым создаст действительное доказательство, получит вознаграждение.

Как конкретно связываются PoS и ZK?

В системе PoS валидаторы (то есть стейкеры) отвечают за проверку транзакций и создание нового Блока. Доказательства ZK могут использоваться для подтверждения правильности определенного Блока или серии транзакций, что улучшает безопасность и снижает стоимость валидации.

валидаторы, выполняя свои обязанности PoS, генерируют ZKP в качестве дополнительного доказательства своей работы. Валидаторы, успешно генерирующие и представляющие действительные ZKP, могут получать дополнительные вознаграждения помимо существующей награды за блок.

Это может быть награда в виде ETH или какой-то формы внутренней вознаграждения (например, определенный Токен или часть Gas-сбора).

Награда за блок в основной сети может быть разделена на две части, что создает систему слоев награды: одна часть награды используется для традиционной проверки PoS, а другая часть распределяется на основе вклада Узла в генерацию ZK-доказательства.

Из этого можно видеть, что ZK может быть использован в качестве усиления для проверки PoS, а ZK Майнинг может быть использован в качестве расширения для застейкания PoS.

Помимо застейкать ETH для получения награды PoS, застейкать者 также может получить дополнительные награды за участие в работе, связанной с ZK. Например, застейкать者 может запустить Узел генерации ZK-доказательств, предоставляя вычислительные ресурсы в поддержку применения ZK-технологий.

Однако здесь только предполагается одна возможность, если необходимо интегрировать существующий механизм PoS Ethereum с технологией ZK, необходимо изменить или расширить текущий Протокол PoS, чтобы вместить роль ZK доказательств.

И, кроме того, необходимо разработать справедливую модель стимулирования, чтобы обеспечить сохранение стимулирующего эффекта PoS и одновременно содействовать применению технологии ZK.

4、ZKМайнинг会引入新的正外部性吗？

После перехода Ethereum с PoW на PoS, самой критикуемой стало то, что в эту “замкнутую” экономическую систему не была внесена внешняя составляющая.

PoW является внешним, требующим энергии и оборудования, что позволяет расширить экономическую деятельность блокчейна за его пределами и влиять на реальный мир.

В системе PoS, квалификация Блок основана в основном на количестве Токен, удерживаемых (т. е. замороженных), экономическая деятельность более сосредоточена на заморозке и внутренних транзакциях, а не на широком производстве Риг для майнинга, электроэнергетическом рынке и т. д., как в PoW.

Аппаратное ускорение ZK и PoW-майнинг рига для майнинга требуют специализированного оборудования, но проблема ‘ненужного энергопотребления’ будет снижена, так как PoW решает математические задачи для конкуренции за право на блок, а ZK-майнинг генерирует доказательства для проверки транзакций без необходимости повторной бесполезной работы разных узлов.

5. AI и ZK общая Вычислительная мощность

Далее появится рынок ZKВычислительная мощность, который даже позволит совместно использовать вычислительные мощности AIВычислительная мощность и ZKВычислительная мощность.

На рынке могут появиться интегрированные платформы, предоставляющие комплексные вычислительные услуги, поддерживающие вычислительные требования по AI и ZK.

Пользователи могут обрабатывать задачи искусственного интеллекта, требующие высокой производительности вычислений, и задачи, требующие генерации подтверждения ZK, на одной и той же платформе.

На уровне протокола также можно проводить интеграцию: создание смарт-контракта или Протокола, что позволяет поставщикам вычислительной мощности искусственного интеллекта участвовать в генерации доказательства ZK или использовать технологию ZK для проверки результатов вычислений искусственного интеллекта.

Вычислительная мощность также может быть динамически распределена: ресурсы вычислительной мощности могут быть динамически распределены в соответствии с требованиями задачи. Например, когда требования к задаче искусственного интеллекта низкие, эти ресурсы могут использоваться для генерации ZK-доказательства, и наоборот.

6, ведущий игрок в области аппаратного ускорения ZK

На данный момент ведущим проектом на треке ускорения оборудования ZK является Cysic.

Cysic специализируется на разработке и производстве интегральной схемы для конкретного приложения (ASIC), программируемых вентильных матриц (FPGA) и решений с ускорением на GPU для ускорения процесса генерации ZKP.

Cysic разработала две аппаратные продукта:

（1） ZK Air: легкое устройство ZK, размеры близки к адаптеру питания для ноутбука, вычислительная мощность соответствует 10 графическим процессорам RTX 4090, подходит для индивидуальных пользователей.

(2) ZK Pro: более мощное устройство с производительностью, эквивалентной 50 графическим процессорам RTX 4090, предназначенное для крупных проектов ZK, таких как zkRollup и zkML.

Помимо аппаратного обеспечения, Cysic также предоставляет ловушка библиотеку CUDA, поддерживающую различные системы ZKP, такие как Plonky2, Gnark, Halo2, RapidSnark и т. д. Эти библиотеки способны значительно увеличить производительность, по сравнению с Открытый исходный код фреймворк, по крайней мере, на 50%.

Кроме того, у Cysic есть экосистема, Cysic Network, в основном для интеграции и управления ресурсами общины, связывая команду проекта ZK, поставщиков вычислительной мощности и валидаторов сообщества, создавая надежную сеть вычислительной мощности.

Простыми словами, Cysic Network - это пул майнинга ZK и платформа SaaS.

В настоящее время Cysic сотрудничает с несколькими проектами zkRollup, демонстрируя практичность и рыночную потребность своих продуктов.

Кроме Cysic, стоит отметить один очень интересный проект: Scroll

Неожиданно, Scroll, известный как «ненавистный и зловонный», находится на переднем крае в области аппаратного ускорения ZK.

По сравнению с другими проектами ZK Rollup, Scroll можно сказать, что они идут по-другому, начиная с аппаратной части и разработки специального аппаратного ускорителя ZK GUP, что создает свои собственные конкурентные преимущества, что является самым большим дифференцирующим конкурентным преимуществом Scroll.

Исходя из этого, Scroll действительно жесткий проект.

Однако Scroll и Cysic имеют различное положение: для Scroll аппаратное ускорение является частью общего решения Layer2, в то время как Cysic стремится предоставить аппаратное ускорение для всей экосистемы ZKP.

7. Обзор

Наконец, подытожим содержание этой статьи:

(1) Эфиреум уходит в ZK: Эфиреум реализует масштабирование и повышение конфиденциальности за счет внедрения технологии zk-SNARKs, которая уже применяется на уровнях консенсуса и Уровня данных для повышения производительности сети.

（2）ZK需要硬件加速：由于生成Доказательство с нулевым разглашением耗费大量计算资源，硬件加速（如 ASIC、FPGA）被视为提高效率的必要手段。

(3) Сочетание PoS и ZK-майнинга: была предложена новая экономическая модель, где ZK-майнинг выступает в качестве расширения PoS, залогодержатели получают дополнительное вознаграждение за предоставление вычислительных мощностей ZK, что образует совместную модель PoS и PoW.

(4) ZKМайнинг вводит новую положительную внешнюю эффективность: по сравнению с PoW, ZKМайнинг может сократить неэффективное потребление энергии, но все еще требует специализированного оборудования, стимулируя производство аппаратного обеспечения и техническую инновацию.

(5) AI и ZK могут совместно использовать вычислительные ресурсы: задачи по искусственному интеллекту и ZK могут совместно использовать аппаратные ресурсы, чтобы создать общий рынок вычислительных услуг.

（6）ведущие проекты на рынке: Cysic и Scroll являются лидерами в области аппаратного ускорения ZK, первый фокусируется на предоставлении аппаратных средств для экосистемы ZK, в то время как второй использует его в качестве части решения Layer2.

Наконец, трасса ускорения аппаратного обеспечения ZK начала появляться на горизонте. С дальнейшей ZK-ификацией Ethereum, ускорение аппаратного обеспечения ZK станет еще более важным и даже изменит экономическую модель Ethereum, что заслуживает нашего постоянного следования.