ZK-кооперуючий процесор: перетворення нової парадигми застосування Блокчейн

Історичні витоки співпроцесора

Копрцесор існує в комп'ютерній сфері вже давно, головна роль якого полягає в розподілі певних завдань між CPU. Наприклад, M7 спортивний копрцесор, випущений Apple у 2013 році, значно покращив здатність розумних пристроїв до сприйняття руху, тоді як відомий GPU був представлений Nvidia у 2007 році як графічний копрцесор. Ця архітектура зазвичай називається "гетерогенними обчисленнями" або "гібридними обчисленнями".

Основна перевага співпроцесора полягає в тому, що він може виконувати деякі складні та високопродуктивні специфічні завдання, що дозволяє ЦПУ зосередитися на більш гнучких та змінних обчислювальних роботах.

Виклики, з якими стикається Ефір

Ефіріум наразі стикається з двома основними проблемами:

1. Високі витрати на газ обмежують розробку складних додатків. Звичайний переказ вимагає 21000 Gas, а більш складні операції коштують ще дорожче, що серйозно заважає широкому впровадженню додатків та користувачів.

2. Смарт-контракти можуть отримувати доступ лише до обмеженої кількості недавніх Блок даних. Майбутні оновлення мережі можуть ще більше обмежити зберігання історичних даних, що ускладнює реалізацію багатьох інноваційних застосунків, які залежать від великої кількості даних.

Ці питання виникають через те, що на початку розробки Ефіру не було враховано обробку великих обсягів обчислень та завдань, що потребують багато даних. Для сумісності з цими додатками потрібно ввести концепцію співпроцесорів. Головний ланцюг Ефіру виступає як "ЦПУ", а співпроцесори подібні до "ГПУ", які можуть гнучко обробляти обчислювальні та дані, насичені завдання. У поєднанні з технологією нульових знань співпроцесори можуть виконувати надійні обчислення поза ланцюгом.

! [Чому ЗК – це кінець гри?] ](https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-eea519e979a6ccccd6b2be8ae28e1200.webp)

Перспективи застосування супутніх процесорів

Застосування ZK-копрограмувальників є надзвичайно широким, практично охоплюючи всі реальні децентралізовані сценарії застосування, включаючи, але не обмежуючись:

• Соціальний додаток
• Ігра
• DeFi протокол
• Система управління ризиками на основі даних з Блокчейн
• Оракул
• Зберігання даних
• Навчання та інференція великих мовних моделей

Теоретично, будь-який веб-додаток Web2 може бути реалізований на Блокчейн за допомогою ZK-координатора, одночасно використовуючи Ethereum як безпечний рівень розрахунків.

! [Чому ЗК – це кінець гри?] ](https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-0feafa3a17036d4f79bd3def93876e3d.webp)

Огляд основних проектів співпроцесорів

Наразі відомі проекти співпроцесорів у галузі в основному зосереджені на трьох основних сферах застосування:

1. Індекс даних на блокчейні
2. Оркестр
3. ZKML ( нульове знання машинного навчання )

Загальний ZK-копрограматор (General-ZKM) може покривати всі три сценарії. Архітектура базової віртуальної машини, що використовується різними проектами, також різниться: наприклад, Delphinus зосереджений на zkWASM, тоді як Risc Zero базується на архітектурі RISC-V.

! [Чому ЗК – це кінець гри?] ](https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-f740bf9900d7fb63300faaa8fea3bc6f.webp)

Технічна архітектура типової проекту співпроцесора

Risc Zero

ZK-копроцесор Risc Zero називається Bonsai, його мета - стати універсальним копроцесором, незалежним від блокчейну. Bonsai базується на архітектурі набору інструкцій RISC-V і підтримує різні мови програмування, такі як Rust, C++, Solidity, Go тощо.

Основні компоненти Bonsai включають:

• Мережа доказателів: отримання та генерація ZK доказів
• Запитний пул: зберігає запити на підтвердження, ініційовані користувачами
• Rollup двигун: збирає та подає результати доказів до основної мережі
• Image Hub: візуалізаційна платформа для розробників
• Стан зберігання: позасистемна база даних ключ-значення
• Доказовий ринок: платформа для узгодження попиту та пропозиції обчислювальної потужності

Лагранжа

Lagrange має на меті створення спільного процесора та верифікованої бази даних, яка міститиме історичні дані з Блокчейн для підтримки розробки обчислювальних та даних інтенсивних застосунків.

Його основні функції включають:

1. Верифікована база даних: індексація стану смарт-контрактів на Блокчейні
2. Паралельні обчислення на основі принципів MapReduce

Lagrange використав нову структуру даних для зберігання стану контрактів, стану облікових записів і даних блоку, щоб відповідати вимогам нульових знань. Його віртуальна машина ZKMR реалізує розподілені обчислення та об'єднання доказів через два кроки: Map і Reduce.

! [Чому ЗК – це кінець гри?] ](https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-ae8730f5c7364d7b7aee1edd206a0cf2.webp)

Стиснуто

Метою Succinct Network є інтеграція програмованих фактів у різні етапи розробки Блокчейн. Його поза ланцюгом ZKVM називається Succinct Processor (SP), підтримує Rust та інші мови LLVM.

Основні характеристики SP включають:

1. Рекурсивне доведення на основі STARKs
2. Обгортка SNARKs до STARKs
3. Архітектура zkVM, орієнтована на попередню компіляцію

Порівняння проектів сопроцесорів

При порівнянні загальних проектів ZK-кообробників основна увага приділяється кільком аспектам:

1. Здатність до індексації/синхронізації даних
2. Технічний шлях Блокчейн(SNARKs проти STARKs)
3. Чи підтримується рекурсивне доведення
4. Ефективність системи доказів
5. Стан екологічної співпраці
6. Фінансова фон

В цілому, технологічні шляхи основних проектів досить схожі, всі вони використовують обгортку STARKs до SNARKs, підтримують рекурсивні докази та створюють власну мережу доказувачів. У ситуації з серйозною гомогенізацією екологічна співпраця та здатність до отримання ресурсів можуть стати ключовими конкурентними факторами.

! [Чому ЗК – це кінець гри?] ](https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-aee8cc5ffbc1570ac8b60e3b9e0cd5e1.webp)

Різниця між супроцесором та Layer2

На відміну від Layer2, орієнтованого на користувачів, сопроцесор в основному націлений на розробку додатків. Він може діяти як компонент прискорення або модульний компонент, що застосовується в таких сценаріях:

1. Як компонент офлайн віртуальної машини ZK Layer2
2. Надати обчислювальну потужність поза блокчейном для застосувань на публічному блокчейні
3. Як перевіряємий оракул для крос-чейн даних
4. Служити мостом для міжланцюгового обміну повідомленнями

Потенціал сопроцесора далеко не обмежується цим, він має надію реконструювати різні види проміжного програмного забезпечення в екосистемі Блокчейн, включаючи оракли, запити даних, міжланцюгові мости тощо.

! [Чому ЗК – це кінець гри?] ](https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-fe6083de94d1cad00548ac281b79eb35.webp)

Виклики, з якими стикається співпроцесор

1. Високий поріг входу для розробки: технологія ZK є складною, потрібно оволодіти певними мовами та інструментами.
2. Доріжка все ще на початковому етапі: усі проекти все ще досліджують оптимальні технологічні маршрути
3. Недостатня підтримка апаратного забезпечення: спеціалізоване ZK-апаратне забезпечення ще не було масштабно впроваджено в комерцію.
4. Технічна однорідність: важко сформувати значну технологічну перевагу, конкуренція може зосередитися на здатності отримувати ресурси

Перспективи майбутнього

Технологія ZK має потенціал для перетворення парадигми розробки застосунків Блокчейн. Перспективи застосування універсального ZK-копроцесора є широкими, теоретично він може реалізувати будь-яку версію Web2-застосунку на Блокчейн.

Два ключові показники для досягнення "масштабного впровадження": це база даних з можливістю реального часу для всієї ланцюга та низька вартість обчислень поза ланцюгом. Це завдання потребує поетапного досягнення, комерціалізація чіпів ZK також є важливою передумовою.

В поточному циклі не вистачає справжніх інновацій, що відкриває вікно можливостей для створення технологій та додатків "для масового використання" наступного покоління. Очікується, що в наступному циклі індустрія ZK реалізує комерційне застосування, що закладе основу для взаємодії на блокчейні Web3 для мільярдів користувачів.

! [Чому ЗК – це кінець гри?] ](https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-e4e1adea44bef5b7457f150e0eb240a9.webp)