ZK Co-Processor: Merombak Paradigma Baru Aplikasi Blockchain

Sejarah Asal Usul Co-processor

Ko-prosesor telah ada di bidang komputer untuk waktu yang lama, berfungsi untuk membagi tugas tertentu dengan CPU. Misalnya, ko-prosesor M7 yang diluncurkan oleh Apple pada tahun 2013 secara signifikan meningkatkan kemampuan persepsi gerakan perangkat pintar, sementara GPU yang dikenal luas adalah ko-prosesor pemrosesan grafis yang diusulkan oleh Nvidia pada tahun 2007. Arsitektur ini biasanya disebut sebagai "komputasi heterogen" atau "komputasi campuran".

Keuntungan utama dari co-processor adalah dapat menangani beberapa tugas khusus yang kompleks dan memiliki tuntutan kinerja tinggi, sehingga CPU dapat fokus pada pekerjaan komputasi yang lebih fleksibel dan bervariasi.

Tantangan yang Dihadapi Ethereum

Ethereum saat ini menghadapi dua masalah utama:

1. Biaya Gas yang tinggi membatasi pengembangan aplikasi yang kompleks. Transfer biasa memerlukan 21000 Gas, sementara operasi yang lebih kompleks biayanya lebih tinggi, yang secara serius menghambat adopsi aplikasi dan pengguna secara luas.

2. Kontrak pintar hanya dapat mengakses data blok terbaru yang terbatas. Pembaruan jaringan di masa depan mungkin lebih lanjut membatasi penyimpanan data historis, yang membuat banyak aplikasi inovatif yang bergantung pada data dalam jumlah besar sulit untuk direalisasikan.

Masalah ini berasal dari kenyataan bahwa desain awal Ethereum tidak mempertimbangkan penanganan tugas komputasi besar dan berbasis data. Untuk mengakomodasi aplikasi ini, perlu diperkenalkan konsep coprocessor. Rantai utama Ethereum berfungsi sebagai "CPU", sedangkan coprocessor mirip dengan "GPU", yang dapat secara fleksibel menangani tugas komputasi dan berbasis data. Dengan menggabungkan teknologi bukti nol pengetahuan, coprocessor dapat melakukan perhitungan yang dapat dipercaya di luar rantai.

Prospek Aplikasi Co-Processor

Bidang aplikasi ZK co-processor sangat luas, hampir mencakup semua skenario aplikasi terdesentralisasi yang nyata, termasuk namun tidak terbatas pada:

• Aplikasi sosial
• Permainan
• Protokol DeFi
• Sistem manajemen risiko berbasis data on-chain
• Oracle
• Penyimpanan data
• Pelatihan dan inferensi model bahasa besar

Secara teoritis, aplikasi Web2 mana pun dapat diimplementasikan di Blockchain melalui ZK co-processor, sambil memanfaatkan Ethereum sebagai lapisan penyelesaian yang aman.

Tinjauan Proyek Prosesor Koordinasi Utama

Saat ini, proyek coprocessor yang terkenal di industri terutama berfokus pada tiga skenario aplikasi utama:

1. Indeks data di Blockchain
2. Oracle
3. ZKML ( pembelajaran mesin zero-knowledge )

Proyek General-ZKM ( dapat mencakup ketiga skenario. Arsitektur mesin virtual dasar yang digunakan oleh proyek yang berbeda juga bervariasi, seperti Delphinus yang fokus pada zkWASM, sementara Risc Zero berbasis arsitektur RISC-V.

![Mengapa ZK disebut End Game?])https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-f740bf9900d7fb63300faaa8fea3bc6f.webp(

Arsitektur Teknologi Proyek Co-Processor yang Tipikal

) Risc Zero

Koprocessor ZK Risc Zero bernama Bonsai, yang bertujuan untuk menjadi koprocessor umum yang tidak tergantung pada blockchain. Bonsai dibangun di atas arsitektur set instruksi RISC-V, mendukung berbagai bahasa pemrograman seperti Rust, C++, Solidity, Go, dan lainnya.

Komponen utama Bonsai meliputi:

• Jaringan Pembuktian: Menerima dan Menghasilkan Bukti ZK
• Permintaan kolam: menyimpan permintaan bukti yang diajukan oleh pengguna
• Mesin Rollup: Mengumpulkan dan mengirimkan hasil bukti ke jaringan utama
• Image Hub: platform pengembang visual
• Penyimpanan status: basis data pasangan kunci nilai di luar rantai
• Bukti pasar: platform yang mencocokkan penawaran dan permintaan daya komputasi

![Mengapa ZK disebut End Game?]###https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-f3a3381c195d9b402239451466aaa952.webp(

) Lagrange

Lagrange bertujuan untuk membangun sebuah koprosesor dan basis data yang dapat diverifikasi, yang berisi data historis di Blockchain, untuk mendukung pengembangan aplikasi yang membutuhkan komputasi dan data yang intensif.

Fungsi utamanya termasuk:

1. Database yang dapat diverifikasi: status kontrak pintar di blockchain
2. Penghitungan paralel berdasarkan prinsip MapReduce

Lagrange menggunakan struktur data baru untuk menyimpan status kontrak, status akun, dan data blok, untuk memenuhi kebutuhan bukti nol-pengetahuan. Mesin virtual ZKMR-nya melakukan komputasi terdistribusi dan penggabungan bukti melalui dua langkah yaitu Map dan Reduce.

![Mengapa ZK disebut End Game?]###https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-ae8730f5c7364d7b7aee1edd206a0cf2.webp(

) Singkat

Tujuan Succinct Network adalah mengintegrasikan fakta yang dapat diprogram ke dalam berbagai tahap pengembangan blockchain. ZKVM off-chain-nya disebut Succinct Processor ###SP(, mendukung bahasa LLVM seperti Rust.

Fitur inti SP mencakup:

1. Bukti rekursif berbasis STARKs
2. Pembungkus SNARKs ke STARKs
3. Arsitektur zkVM terpusat yang telah dipra-kompilasi

![Mengapa ZK disebut End Game?])https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-3e04c3e3bf32e46660eda994e5327768.webp(

Perbandingan Proyek Ko-Prosesor

Dalam membandingkan proyek ZK co-processor yang lebih umum, ada beberapa aspek utama yang perlu dipertimbangkan:

1. Kemampuan indeks/sinkronisasi data
2. Rute teknologi dasar ) SNARKs vs STARKs (
3. Apakah mendukung bukti rekursif
4. Efisiensi sistem pembuktian
5. Situasi Kerja Sama Ekosistem
6. Latar Belakang Pendanaan

Secara keseluruhan, jalur teknologi proyek-proyek utama cukup mendekati, semuanya menggunakan pembungkus STARKs ke SNARKs, mendukung bukti rekursif, dan membangun jaringan pembuktinya sendiri. Dalam situasi homogenitas yang serius, kemampuan untuk berkolaborasi dalam ekosistem dan mendapatkan sumber daya mungkin menjadi faktor kompetisi yang kunci.

![Mengapa ZK disebut End Game?])https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-aee8cc5ffbc1570ac8b60e3b9e0cd5e1.webp(

Perbedaan Co-processor dan Layer2

Berbeda dengan Layer2 yang ditujukan untuk pengguna, co-processor lebih ditujukan untuk pengembangan aplikasi. Ini dapat berfungsi sebagai komponen akselerasi atau komponen modular, diterapkan dalam skenario berikut:

1. Sebagai komponen mesin virtual off-chain dari ZK Layer2
2. Menyediakan kekuatan komputasi off-chain untuk aplikasi di blockchain publik
3. Sebagai oracle yang dapat diverifikasi untuk data lintas rantai
4. Bertindak sebagai jembatan untuk pengiriman pesan lintas rantai

Potensi coprocessor jauh lebih dari itu, diharapkan dapat membangun kembali berbagai middleware dalam ekosistem blockchain, termasuk oracle, kueri data, jembatan lintas rantai, dan lainnya.

![Mengapa ZK disebut End Game?])https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-fe6083de94d1cad00548ac281b79eb35.webp(

Tantangan yang Dihadapi oleh Prosesor Ko-prosesor

1. Ambang pengembangan tinggi: Teknologi ZK kompleks, perlu menguasai bahasa dan alat tertentu.
2. Jalur masih di tahap awal: setiap proyek masih mengeksplorasi rute teknologi yang optimal
3. Dukungan perangkat keras yang tidak memadai: perangkat keras ZK khusus belum digunakan secara komersial dalam skala besar
4. Homogenisasi teknologi: sulit untuk membentuk keunggulan teknologi yang signifikan, persaingan mungkin beralih ke kemampuan untuk mendapatkan sumber daya

Prospek Masa Depan

Teknologi ZK diharapkan dapat membentuk kembali paradigma pengembangan aplikasi blockchain. Prospek aplikasi coprocessor ZK yang umum sangat luas, secara teori dapat mewujudkan versi yang sesuai dari aplikasi Web2 di blockchain.

Dua indikator kunci untuk mencapai "adopsi skala besar" adalah: basis data yang dapat dibuktikan secara real-time di seluruh rantai dan komputasi off-chain yang berbiaya rendah. Tujuan ini memerlukan pencapaian bertahap, dan komersialisasi chip komputasi ZK juga merupakan prasyarat penting.

Siklus saat ini kekurangan inovasi yang nyata, memberikan peluang untuk membangun teknologi dan aplikasi "adopsi besar-besaran" generasi berikutnya. Diperkirakan dalam siklus berikutnya, rantai industri ZK akan mencapai komersialisasi, meletakkan dasar untuk interaksi on-chain Web3 yang melayani miliaran pengguna.

![Mengapa ZK disebut End Game?])https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-e4e1adea44bef5b7457f150e0eb240a9.webp(