Чому говорять, що Ethereum може повернутися до епохи PoW? Обговоримо новий режим PoW з апаратним прискоренням Майнінгу ZK.

Економічна модель Ethereum у кінцевому підсумку може стати спільним для PoS та PoW, утворюючи новий гібридний режим «Консенсусу01928374656574839201».

Написав: Юе Сяою

Засновник Web3Caff Gootor висловив дуже важливу думку, тут я поділюся деякими подальшими роздумами:

ETH-форум переходить на ZK, а ZK-підтверджувачі потребують апаратного прискорення, як у випадку BTC-Mining, що базується на апаратному забезпеченні, тому ZK-майнінг може стати новим типом PoW.

Економічна модель Ethereum може у кінці кінців стати гібридною моделлю «Консенсусу » PoS і PoW, яка поєднує обидві.

Далі ми розглянемо конкретну базову логіку вищезазначеного уявлення.

1、Етеріум знаходиться в процесі ZK

Основним принципом ZK (Доказ із нульовим розголошенням) є можливість одній стороні довести істинність заяви іншій стороні, не надавши при цьому жодної додаткової інформації.

Це дуже перспективна технологія.

Технологія ZK в даний час головним чином застосовується в області масштабування блокчейну.

V神 завжди підтримує технологію ZK, і через бажання та нахил Віталіка Бутерина, фонд Ethereum також інвестує в різноманітні проекти ZK.

Але проект ZK, як базовий шар, має тривалий цикл розвитку, тому наразі звичайні користувачі можуть відчувати різні рішення ZK Rollup, тобто рішення ZK Layer2 для Ethereum мережі.

Типовими представниками є zkSync, Starknet, Polygon zkEVM, Scroll, Linea тощо.

Це поєднання технології ZK на рівні виконання Ethereum.

А сама Ethereum поступово переходить до ZK.

（1）Консенсус шар ZK (наприклад, пропозиція ланцюга Beam): шляхом ZK у Консенсус операції можна спростити та прискорити процес Консенсусу.

（2）Рівень даних ZK 化：只存储证明而不存储所有交易数据，可以显著减少 у блокчейні 存储需求。

За допомогою цих методів мережа Ethereum може значно покращити продуктивність, включаючи швидкість обробки транзакцій, витрати та конфіденційність, зберігаючи Децентралізація та безпеку.

Введення технології ZK розглядається як частина стратегії довгострокового розширення екосистеми Ethereum для відповіді на збільшені потреби користувачів та складність застосувань.

2. З чого складається необхідність поєднання ZK з апаратним забезпеченням?

Як зазначено вище, ZK має багато переваг, але найбільшою перешкодою для ZK в даний час є проблема продуктивності створення ZKP (докази нульового знання).

Механізм роботи ZK полягає в тому, що валідатори об’єднують кілька угод в один простий доказ, а потім надсилають угоди до Основна мережа, що в кінцевому підсумку призводить до масштабування Основна мережа.

Але ZK також має свої обмеження, оскільки процес створення підтверджень вимагає великих затрат часу та енергії.

Оскільки потрібні багато складних математичних обчислень, таких як піднесення до степеня, оберенення та обчислення попарного добутку, процес створення доказу зазвичай затримується.

Просте оптимізація програмного забезпечення не зможе подальшого покращення продуктивності, тому потрібне поєднання з апаратним забезпеченням, за допомогою спеціалізованого обладнання для прискорення, можна зробити, щоб швидкість генерації доказів з попередніх годин піднялася до рівня секунд, це буде великим покращенням.

Отже, ZK має апаратні залежності і потребує спеціалізованої мікросхеми.

З підвищенням кількості застосувань технології ZKP в областях приватного обчислення, розширення блокчейну тощо, стає очевидним, що швидкість та ефективність генерації ZKP стають перешкодою, і попит на апаратне забезпечення на ринку теж зростає.

3、Як поєднати PoS і ZK Майнінг?

Якщо використовувати апаратне прискорення ZK, можна реалізувати апаратний Майнінг, що приводить до появи нової економічної моделі.

Що таке ZK Майнінг?

Традиційний PoW (Доказ роботи) Майнінг ґрунтується на розв’язанні складних математичних задач, тоді як ZK апаратне Майнінг - це здатність швидко генерувати ZKP.

Аналогічно до майнінгу PoW, учасники можуть змагатися за швидкість та ефективність генерації ZKP, перший учасник, який згенерує дійсний доказ, отримує винагороду.

Як конкретно поєднується PoS і ZK?

У системі PoS валідатори (тобто забезпечуючі) відповідають за перевірку транзакцій та створення нового Блоку. ZK доказ може бути використаний для підтвердження правильності певного Блоку або послідовності транзакцій, що збільшує безпеку та знижує вартість валідації.

валідатори, виконуючи свої обов’язки по PoS, генерують ZKP як додаткове підтвердження своєї роботи. Успішне генерування та подання дійсного ZKP дозволяє валідаторам отримувати додаткову нагороду, окрім наявної Блок нагороди.

Це може бути ETH або певна форма винагороди в мережі (наприклад, певний Токен або частина вартості газу).

Основна мережа Нагорода за блок може бути розділена на дві частини, утворюючи систему східної нагороди: одна частина нагороди використовується для традиційної перевірки PoS, а інша частина розподіляється залежно від внеску Ноди в генерацію доказів ZK.

З цього можна побачити, що ZK може виступати як посилення підтвердження PoS, а ZK Майнінг може виступати як розширення PoS застейкати.

Особа, яка здійснює застейкання, крім застейкання ETH для отримання винагороди PoS, також може отримати додаткову винагороду за участь у роботі, пов’язаній з ZK. Наприклад, застейкатель може запускати Ноду для генерації ZK-підтверджень, надавати обчислювальні ресурси для підтримки застосування технології ZK.

Але це лише висловлює одну можливість, якщо ви хочете інтегрувати ZK-технологію з існуючим механізмом PoS на Ethereum, потрібно змінити або розширити поточний протокол PoS, щоб вміщувати роль ZK-підтверджень.

Треба також розробити справедливу модель стимулювання, щоб забезпечити, що вона не підірве ефективність стимулювання PoS, але сприятиме застосуванню технології ZK.

4, Чи вводить Майнінг ZK нову позитивну зовнішню економію?

Після переходу Ethereum з PoW на PoS найбільш критикованою є відсутність зовнішньої економічної системи в цій “замкнутій” системі.

PoW є зовнішнім за своєю природою, потребує енергії та обладнання, що розширило економічну діяльність Блокчейн за межі блокчейну та вплинуло на реальний світ.

У системі PoS, вибір Блоку головним чином ґрунтується на кількості Токенів, які утримується (тобто застейкати), економічна діяльність більше зосереджена на застейкати та внутрішніх торгівлях, а не так, як у PoW, вимагає широкого спектру Установка для майнінгу, електроенергетичний ринок та інші зовнішні промисловості.

ZK прискорюють апаратне забезпечення, як і установка для майнінгу PoW, потребує спеціалізованого обладнання, але проблема «некорисного споживання енергії» буде зменшена, оскільки PoW полягає в тому, щоб вирішувати математичні завдання для конкуренції за право генерації блоків, а ZK Майнінг полягає в генерації дійсних доказів для перевірки транзакцій, без необхідності виконувати некорисну працю на різних вузлах.

5, AI та ZK спільно використовують Обчислювальну потужність

Додатково, буде ринок ZK Обчислювальна потужність, навіть можна реалізувати спільне використання AI Обчислювальна потужність і ZK Обчислювальна потужність.

На ринку може з’явитися інтегрована платформа, що надає послуги комплексного обчислення, підтримку обчислювальних потреб штучного інтелекту та ZK завдань.

Користувачі можуть обробляти завдання штучного інтелекту, які потребують високопродуктивних обчислень, і завдання, які потребують генерації доказу ZK, на одній платформі.

На рівні протоколу також можна здійснити інтеграцію: створити смартконтракт або протокол, щоб постачальники обчислювальної потужності ШІ могли брати участь у генерації ZK-підтверджень або використовувати ZK-технологію для перевірки результатів обчислення ШІ.

Обчислювальна потужність також може бути динамічно розподілена: в залежності від вимог завдання динамічно розподіляти ресурси обчислювальної потужності. Наприклад, коли вимоги до завдання штучного інтелекту низькі, ці ресурси можуть бути використані для генерації ZK-підтверджень, і навпаки.

6, Головні гравці у апаратному прискоренні ZK

Наразі провідним проєктом у галузі апаратного прискорення ZK є Cysic.

Cysic спеціалізується на проектуванні та виробництві Інтегральна схема для конкретного застосування (ASIC), полів програвання програмовання (FPGA) та рішень для прискорення GPU, щоб прискорити процес генерації ZKP.

Cysic розробив два апаратних продукта:

(1) ZK Air: легкий пристрій ZK з розмірами, що наближаються до блоку живлення для ноутбука, обчислювальна потужність якого дорівнює 10 картам RTX 4090 GPU, підходить для особистих користувачів.

(2) ZK Pro: потужний пристрій, що має продуктивність, еквівалентну 50 картам RTX 4090 GPU, розроблений для великих ZK-проектів, таких як zkRollup та zkML.

Крім апаратного забезпечення, Cysic також надає бібліотеку пастка CUDA, яка підтримує різні системи ZKP, такі як Plonky2, Gnark, Halo2, RapidSnark та інші. Ці бібліотеки можуть значно підвищити продуктивність, принаймні на 50% в порівнянні зі Відкритий вихідний код framework.

Тим часом, Cysic має екосистему, Cysic Network, головна мета - це інтеграція та управління ресурсами спільноти, з’єднання ZK 01928374656574839201, постачальників обчислювальної потужності та спільнотивалідатори, щоб сформувати надійну мережу обчислювальної потужності.

Просто кажучи, Cysic Network - це просто ZK Майнінговий пул та SaaS платформа.

На даний момент Cysic співпрацює з кількома проектами zkRollup, що демонструє практичність і ринкову потребу в їх продуктах.

Крім Cysic, є ще один дуже характерний проект, про який варто згадати: Scroll

Неочікувано, що Scroll, який відомий своєю “зрадою та відчуженістю”, виявився провідним у сфері апаратного прискорення ZK.

Порівняно з іншими проектами ZK Rollup, Scroll можна сказати, що він йде своїм шляхом, починаючи з апаратного забезпечення, через розробку спеціалізованого апаратного прискорення ZK GUP, він створив свій власний конкурентний бар’єр, що є найбільшою конкурентною перевагою Scroll.

На підставі цього Scroll дійсно є досить жорстким проектом.

Але Scroll та Cysic мають різні спрямування: для Scroll апаратне прискорення є частиною загального рішення на рівні 2; тоді як Cysic пропонує апаратне прискорення для всієї екосистеми ZKP.

7, підсумок

На завершення, підбиваючи підсумки, ось що було сказано в цій статті:

（1）Етеріум на шляху до ZK: Етеріум використовує технологію zk-SNARKs для масштабування та підвищення конфіденційності, яка вже застосовується на рівні консенсусу та рівні даних для покращення мережевої продуктивності.

（2）ZK потребує апаратного прискорення: оскільки генерація Доказів з нульовим розголошенням вимагає великої обчислювальної потужності, апаратне прискорення (таке як ASIC, FPGA) вважається необхідним засобом підвищення ефективності.

（3）PoS та поєднання ZK Майнінгу: запропоновано нову економічну модель, яка використовує ZK Майнінг як розширення PoS, стейкери отримують додаткову винагороду за надання обчислювальних можливостей ZK, створюючи модель співіснування PoS та PoW.

(4) ZK Mining вводить нову позитивну зовнішню економічну ефективність: порівняно з PoW, ZK Mining може зменшити енергоспоживання, пов’язане з невикористанням, але все ще потребує спеціалізованого обладнання, що стимулює виробництво і технічну інновацію обладнання.

（5）AI та ZK Обчислювальна потужність спільно використовуються: завдання з обчислювальних розрахунків AI та ZK можуть спільно використовувати апаратні ресурси, утворюючи інтегрований ринок обчислювальних послуг.

(6) ведучі проекти на ринку: Cysic та Scroll є лідерами у сфері апаратного прискорення ZK, перший спеціалізується на наданні апаратних засобів для екосистеми ZK, другий використовує його як частину рішення Layer2.

Наприкінці, шлях апаратного прискорення ZK вже почав проявлятися, із подальшою ZK-ізацією Ethereum, апаратне прискорення ZK стане ще важливішим, навіть Зворотний змінить економічну модель Ethereum, що варто підписатися на цю доріжку.