ZK المعالج المساعد: إعادة تشكيل نموذج جديد لتطبيقات البلوكتشين

تاريخ وحدات المعالجة المساعدة

تعتبر المعالجات المساعدة موجودة منذ فترة طويلة في مجال الكمبيوتر، حيث تتحمل بشكل أساسي دور توزيع المهام المحددة على وحدة المعالجة المركزية. على سبيل المثال، عززت معالج الحركة M7 الذي أطلقته شركة آبل في عام 2013 بشكل كبير من قدرة الأجهزة الذكية على إدراك الحركة، بينما المعالج الرسومي المعروف على نطاق واسع هو معالج معالجة الرسوميات الذي طرحته شركة Nvidia في عام 2007. وغالبًا ما يُطلق على هذه البنية "الحوسبة غير المتجانسة" أو "الحوسبة المختلطة".

الميزة الرئيسية لوحدة المعالجة المساعدة هي أنها تستطيع معالجة بعض المهام المعقدة والتي تتطلب أداءً عاليًا، مما يسمح لوحدة المعالجة المركزية بالتركيز على الأعمال الحسابية الأكثر مرونة وتنوعًا.

التحديات التي تواجه الإيثيريوم

تواجه إيثريوم حالياً مشكلتين رئيسيتين:

1. تقيّد تكاليف الغاز المرتفعة تطوير التطبيقات المعقدة. تتطلب التحويلات العادية 21000 غاز، وتكون تكاليف العمليات الأكثر تعقيدًا أعلى، مما يعيق بشدة اعتماد التطبيقات والمستخدمين على نطاق واسع.

2. يمكن للعقود الذكية الوصول فقط إلى بيانات الكتل الحديثة المحدودة. قد تؤدي ترقيات الشبكة المستقبلية إلى تقييد تخزين البيانات التاريخية بشكل أكبر، مما يجعل العديد من التطبيقات الابتكارية التي تعتمد على كميات كبيرة من البيانات صعبة التنفيذ.

تنبع هذه المشاكل من عدم اعتبار تصميم الإيثريوم في البداية لمعالجة المهام الحسابية الكبيرة والمهام التي تتطلب كثافة بيانات. للتوافق مع هذه التطبيقات، يجب إدخال مفهوم المعالج المساعد. تعتبر سلسلة الإيثريوم الرئيسية بمثابة "وحدة المعالجة المركزية"، بينما يشبه المعالج المساعد "وحدة معالجة الرسومات"، حيث يمكنه معالجة المهام الحسابية والبيانات بشكل مرن. بالتعاون مع تقنية إثبات المعرفة الصفرية، يمكن للمعالج المساعد إجراء حسابات موثوقة خارج السلسلة.

آفاق تطبيق المعالج المساعد

تطبيقات ZK المعالجة المساعدة واسعة النطاق، وتغطي تقريباً جميع سيناريوهات التطبيقات اللامركزية الحقيقية، بما في ذلك على سبيل المثال لا الحصر:

• تطبيقات التواصل الاجتماعي
• لعبة
• بروتوكول DeFi
• نظام إدارة المخاطر القائم على بيانات البلوكتشين
• الأوراكيل
• تخزين البيانات
• تدريب واستدلال نموذج اللغة الكبير

نظرًا لأن أي تطبيق Web2 يمكن أن يتحقق على البلوكتشين من خلال معالج ZK المساعد، بينما يمكن الاستفادة من الإيثيريوم كطبقة تسوية آمنة.

نظرة عامة على مشاريع المعالجات الرئيسية

تتركز المشاريع المعروفة لوحدات المعالجة المساعدة في الصناعة حاليًا على ثلاثة مجالات تطبيق رئيسية:

1. فهرس بيانات البلوكتشين
2. أوراكل
3. ZKML ( التعلم الآلي القائم على المعرفة الصفرية )

يمكن لمشروع المعالج المساعد ZK العام ( General-ZKM) تغطية جميع السيناريوهات الثلاثة. كما أن بنية الآلة الافتراضية الأساسية المستخدمة في المشاريع المختلفة تختلف أيضًا، مثل Delphinus الذي يركز على zkWASM، بينما Risc Zero مبني على بنية RISC-V.

الهيكل الفني لمشاريع المعالجات المساعدة النموذجية

ريسك زيرو

معالج ZK المساعد من Risc Zero يسمى Bonsai، وهدفه هو أن يصبح معالجًا مساعدًا عامًا غير مرتبط بسلسلة. يعتمد Bonsai على بنية مجموعة تعليمات RISC-V، ويدعم العديد من لغات البرمجة مثل Rust وC++ وSolidity وGo.

تشمل المكونات الرئيسية لـ Bonsai:

• شبكة المدققين: استلام وتوليد إثباتات ZK
• طلب المجموعة: تخزين طلبات الإثبات التي بدأها المستخدم
• محرك Rollup: جمع وتقديم نتائج الإثبات إلى الشبكة الرئيسية
• مركز الصور: منصة مطورين مرئية
• تخزين الحالة: قاعدة بيانات قيمة المفتاح خارج السلسلة
• إثبات السوق: منصة لمطابقة طلب وعرض قوة الحوسبة

لاغرانج

يهدف Lagrange إلى بناء وحدة معالجة مساعدة وقاعدة بيانات قابلة للتحقق، تحتوي على البيانات التاريخية على البلوكتشين، لدعم تطوير التطبيقات التي تتطلب حسابات وبيانات كثيفة.

تشمل وظائفها الرئيسية:

1. قاعدة بيانات قابلة للتحقق: حالة العقد الذكي على البلوكتشين
2. الحوسبة المتوازية المستندة إلى مبادئ MapReduce

اعتمد Lagrange هيكل بيانات جديد لتخزين حالة العقد وحالة الحساب وبيانات الكتلة، لتلبية متطلبات الإثباتات الصفرية. يتم تنفيذ الحوسبة الموزعة ودمج الإثباتات بواسطة آلة ZKMR الافتراضية من خلال خطوتي Map و Reduce.

موجز

هدف شبكة Succinct هو دمج الحقائق القابلة للبرمجة في جميع جوانب تطوير البلوكتشين. يسمى ZKVM خارج السلسلة بـ Succinct Processor (SP)، ويدعم لغات LLVM مثل Rust.

تتضمن الخصائص الأساسية لـ SP:

1. إثباتات متكررة قائمة على STARKs
2. حزمة SNARKs إلى STARKs
3. الهيكل المعتمد على zkVM المسبق التجميع

مقارنة مشاريع المعالجات المساعدة

عند مقارنة مشاريع معالجات ZK العامة، يتم أخذ الجوانب التالية بعين الاعتبار:

1. القدرة على فهرسة البيانات / مزامنتها
2. تقنية البلوكتشين الأساسية ( SNARKs مقابل STARKs )
3. هل تدعم الإثباتات المتكررة
4. كفاءة نظام الإثبات
5. حالة التعاون البيئي
6. خلفية التمويل

بشكل عام، فإن المسارات التقنية للمشاريع الرئيسية قريبة من بعضها البعض، حيث تستخدم جميعها أغلفة STARKs إلى SNARKs، وتدعم الإثباتات التكرارية، وتبني شبكتها الخاصة من المثبتين. في ظل الشبه الكبير، قد تصبح القدرة على التعاون البيئي والحصول على الموارد عوامل تنافسية رئيسية.

! [لماذا ZK هي نهاية اللعبة؟] ](https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-aee8cc5ffbc1570ac8b60e3b9e0cd5e1.webp)

الفرق بين المعالج المساعد و Layer2

على عكس Layer2 الموجهة للمستخدمين، فإن المعالج المساعد يركز بشكل أساسي على تطوير التطبيقات. يمكن استخدامه كمكون تسريع أو مكون معياري، ويطبق في السيناريوهات التالية:

1. كعنصر من مكونات الآلة الافتراضية خارج السلسلة لـ ZK Layer2
2. توفير قوة الحوسبة خارج السلسلة للتطبيقات على البلوكتشين العامة
3. كأوراكل قابل للتحقق من البيانات عبر الكتل
4. العمل كجسر لنقل الرسائل عبر البلوكتشين

إن إمكانيات المعالج المساعد تتجاوز ذلك بكثير، ومن المتوقع أن يعيد تشكيل مختلف أنواع البرمجيات الوسيطة في نظام البلوكتشين، بما في ذلك الأوراكل، واستعلام البيانات، وجسور السلاسل.

التحديات التي تواجه المعالجات المساعدة

1. عتبة تطوير عالية: تقنية ZK معقدة، وتتطلب إتقان لغات وأدوات محددة
2. المسار لا يزال في مراحله المبكرة: لا تزال المشاريع تستكشف أفضل مسار تقني
3. دعم الأجهزة غير كافٍ: لم يتم استخدام أجهزة ZK المتخصصة على نطاق واسع بعد.
4. التجانس التكنولوجي: من الصعب تشكيل ميزة تقنية ملحوظة، وقد يتحول التنافس نحو القدرة على الحصول على الموارد

آفاق المستقبل

تقنية ZK لديها القدرة على إعادة تشكيل نمط تطوير تطبيقات البلوكتشين. إن آفاق استخدام معالج ZK العام واسعة، ويمكن نظرياً تحقيق أي تطبيق Web2 في النسخة المعادلة على البلوكتشين.

المؤشران الرئيسيان لتحقيق "التبني على نطاق واسع" هما: قاعدة بيانات قابلة للإثبات في الوقت الحقيقي عبر البلوكتشين وحسابات منخفضة التكلفة خارج السلسلة. يتطلب هذا الهدف تحقيقه بشكل تدريجي، كما أن تجارية شرائح قوة ZK هي شرط مهم أيضًا.

تفتقر الدورة الحالية إلى الابتكار الحقيقي، مما يوفر نافذة فرصة لبناء تقنيات وتطبيقات "الاعتماد الواسع" من الجيل التالي. من المتوقع أن تحقق سلسلة صناعة ZK تجارية في الدورة التالية، مما يمهد الطريق لتفاعلات على السلسلة لمليارات المستخدمين في Web3.

! [لماذا ZK هي نهاية اللعبة؟] ](https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-e4e1adea44bef5b7457f150e0eb240a9.webp)