في مجال الحوسبة التقليدية، تكون المعالجات المساعدة مسؤولة عن معالجة مهام أخرى معقدة لوحدة المعالجة المركزية (CPU). على سبيل المثال، زاد معالج M7 الرياضي المساعد الذي أطلقته أبل في عام 2013 من حساسية الحركة للأجهزة الذكية، بينما كانت وحدة معالجة الرسوميات (GPU) التي اقترحتها Nvidia في عام 2007 مسؤولة عن تصيير الرسوميات وما إلى ذلك. تعمل المعالجات المساعدة على تسريع تشغيل تطبيقات وحدة المعالجة المركزية من خلال تفريغ التعليمات البرمجية التي تتطلب حسابات كثيفة وتستغرق وقتًا طويلاً، وتُعرف هذه البنية بـ "الحوسبة غير المتجانسة" أو "الحوسبة المختلطة".
يمكن لوحدة المعالجة المساعدة إلغاء تحميل الشفرات المعقدة ذات متطلبات الأداء العالية، مما يسمح لوحدة المعالجة المركزية بالتعامل مع الأجزاء الأكثر مرونة وتنوعًا. على سلسلة إيثيريوم، هناك مشكلتان رئيسيتان تعيقان تطوير التطبيقات:
رسوم الغاز المرتفعة تحد من نطاق تطوير التطبيقات على السلسلة، حيث يتم كتابة معظم رموز العقود حول عمليات الأصول، وتتطلب العمليات المعقدة كميات كبيرة من الغاز، مما يشكل عائقًا خطيرًا أمام اعتماد التطبيقات والمستخدمين على نطاق واسع.
العقود الذكية يمكنها الوصول فقط إلى بيانات آخر 256 كتلة، ولن تقوم العقد الكاملة بتخزين بيانات الكتل السابقة في المستقبل، مما يجعل من الصعب ظهور التطبيقات المبتكرة المعتمدة على البيانات. هذا يحد من بناء التطبيقات المعتمدة على البيانات مثل تيك توك وإنستغرام على البلوكشين.
هذا يدل على أن الحوسبة والبيانات قد قيدت ظهور نمط الحوسبة الجديد. سلسلة الكتل الخاصة بإيثريوم لم تُصمم أساسًا للتعامل مع المهام الكثيفة من حيث الحوسبة والبيانات. من أجل التوافق مع هذه التطبيقات، يلزم إدخال وحدات معالجة مساعدة. تُعتبر سلسلة إيثريوم بمثابة وحدة المعالجة المركزية، بينما تشبه وحدات المعالجة المساعدة وحدة معالجة الرسوميات، حيث تتعامل السلسلة نفسها مع بيانات الأصول والعمليات البسيطة، ويمكن للتطبيقات استخدام وحدات المعالجة المساعدة بشكل مرن لإجراء حسابات البيانات.
تتمتع معالجات ZK بحدود تطبيق واسعة، يمكن أن تغطي مشاهد متنوعة مثل الشبكات الاجتماعية، الألعاب، التمويل اللامركزي، إدارة المخاطر، الأورacles، تخزين البيانات، وتدريب النماذج الكبيرة. من الناحية النظرية، يمكن تحقيق الوظائف التي يمكن أن تحققها تطبيقات Web2 باستخدام معالجات ZK على blockchain، ويمكن أيضًا استخدام Ethereum كطبقة تسوية لحماية الأمان.
حالياً، تختلف التعريفات الخاصة بمعالجات ZK في الصناعة، حيث تُعتبر ZK-Query و ZK-Oracle و ZKM من المعالجات المساعدة، التي يمكن أن تساعد في استعلام البيانات الكاملة على السلسلة، والبيانات الموثوقة خارج السلسلة، ونتائج الحسابات. من هذه الزاوية، يمكن اعتبار Layer2 أيضاً كمعالج مساعد لإيثريوم.
نظرة عامة على مشروع المعالج المساعد
تتنوع مشاريع المعالجات المساعدة المعروفة حاليًا إلى ثلاثة مشاهد رئيسية: فهرسة بيانات السلسلة، والأوراكل، وZKML. بينما تشمل ZKM العامة هذه المشاهد الثلاثة. كما أن الآلات الافتراضية خارج السلسلة التي تستخدمها المشاريع المختلفة متنوعة أيضًا، مثل Delphinus التي تركز على zkWASM، وRisc Zero التي تركز على بنية Risc-V.
! [لماذا ZK هي نهاية اللعبة؟] ](https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-eea519e979a6ccccd6b2be8ae28e1200.webp)
بنية تقنية المعالج المساعد
فيما يلي تحليل لهندسة المعالج ZK العام باستخدام Risc Zero و Lagrange و Succinct كمشاريع رئيسية.
ريسك زيرو
معالج ZK المساعد لشركة Risc Zero يسمى Bonsai، وهو مجموعة من مكونات إثبات المعرفة الصفرية غير المرتبطة بالسلسلة. يعتمد على مجموعة تعليمات Risc-V، ويدعم لغات مثل Rust و C++ و Solidity و Go. تشمل الوظائف الرئيسية ما يلي:
zkVM العام، يمكنه تشغيل أي آلة افتراضية في بيئة ذات معرفة صفرية / قابلة للتحقق.
نظام توليد إثباتات ZK يمكن دمجه في أي عقد ذكي أو سلسلة.
رولوپ العامة، توزيع الحسابات المثبتة على Bonsai إلى السلسلة.
تتضمن مكونات Bonsai شبكة المدققين، وحوض الطلبات، ومحرك Rollup، ومركز الصور، وتخزين الحالة، وسوق الإثباتات.
لاغرانج
يهدف Lagrange إلى بناء معالج مساعد وقاعدة بيانات قابلة للتحقق، تتضمن بيانات تاريخية من البلوكشين، لتسهيل تطوير التطبيقات بدون الحاجة للثقة. الوظائف الرئيسية:
قاعدة بيانات قابلة للتحقق: تخزين العقود على السلسلة، إعادة هيكلة تخزين blockchain، الحالة والكتل.
حساب قائم على مبادئ MapReduce: يعتمد على فصل البيانات عبر تنفيذ متعدد متوازي، يسمى zkMR.
تصميم قاعدة البيانات يتضمن تخزين بيانات العقد، بيانات حالة EOA وبيانات الكتلة.
يتم حساب آلة Lagrange ZKMR الافتراضية على خطوتين:
الخريطة: تقوم الآلات الموزعة بعمل خرائط للبيانات، مما ينتج أزواج المفاتيح والقيم.
تقليل: الحواسيب الموزعة تحسب الإثباتات بشكل منفصل وتجمع الإثباتات.
مختصر
هدف شبكة Succinct هو دمج الحقائق القابلة للبرمجة في أجزاء تطوير blockchain.
Succinct يقبل أكواد مثل Solidity واللغات المتخصصة في مجال المعرفة الصفرية، ويدخلها إلى معالج المساعدة خارج السلسلة، لإكمال فهرسة بيانات السلسلة المستهدفة، وإرسال طلبات الإثبات إلى سوق الإثبات. وتتميز بأن سوق الإثبات متوافق مع أنظمة الإثبات المختلفة.
تسمى ZKVM خارج السلسلة لـ Succinct بـ SP، وتدعم لغات LLVM مثل Rust. تشمل الميزات الأساسية:
تقنية الإثبات التكراري المستندة إلى STARKs
حزمة SNARKs إلى STARKs
بنية zkVM المركزة على الترجمة المسبقة
مقارنة
المقارنة بين معالجات ZK العامة تستند أساسًا إلى النقاط التالية:
مشكلة فهرسة البيانات / المزامنة
اختيار التقنية الأساسية ( SNARKs مقابل STARKs )
هل تدعم الاستدعاء الذاتي
نظام الإثبات
التعاون البيئي
حالة التمويل
في الوقت الحالي، تتجه مسارات التكنولوجيا لمختلف المشاريع نحو التشابه، مثل استخدام غلاف STARKs إلى SNARKs، ودعم الاستدعاء، وبناء شبكة من المبرهنين وسوق الحوسبة السحابية، وما إلى ذلك. في ظل تكنولوجيا متشابهة، ستكون موارد الفريق والتعاون الإيكولوجي هي المفتاح.
أوجه التشابه والاختلاف بين المعالج المساعد وLayer2
المعالج المساعد موجه نحو التطبيقات، وLayer2 موجه نحو المستخدم. يمكن أن يعمل المعالج المساعد كعنصر تسريع أو عنصر معياري، تشمل سيناريوهات التطبيق:
كعنصر من مكونات الآلة الافتراضية خارج السلسلة Layer2 ZK
تطبيقات السلسلة العامة تقوم بإزالة القوة الحاسوبية إلى خارج السلسلة
تطبيقات السلسلة العامة الحصول على بيانات قابلة للتحقق من سلاسل أخرى عبر الأوركل
جسر عبر السلاسل لنقل الرسائل
تقدم المعالج المساعد إمكانيات لمزامنة البيانات في الوقت الفعلي عبر السلسلة بأداء عالٍ وتكاليف منخفضة للحوسبة الموثوقة، مما يسمح بإعادة تشكيل أنواع مختلفة من البرمجيات الوسيطة في البلوكشين.
التحديات التي تواجه المعالج المساعد
عتبة دخول المطورين عالية، يتطلب إتقان لغات وأدوات محددة
المسار في مرحلة مبكرة جدًا، الأداء يتعلق بأبعاد متعددة، والنمط غير واضح
لم تنضج البنية التحتية مثل الأجهزة بعد.
المسارات التقنية متشابهة، ومن الصعب تحقيق تقدم رائد، والتركيز في المنافسة على الموارد والبيئة.
! [لماذا ZK هي نهاية اللعبة؟] ](https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-aee8cc5ffbc1570ac8b60e3b9e0cd5e1.webp)
الملخص والتوقعات
تتمتع تقنية ZK بعمومية كبيرة، مما يساعد على تحقيق عدم الثقة في نظام إيثريوم البيئي. يعد معالج ZK المساعد أداة مهمة لتطبيق تقنية ZK، وله حدود تطبيق واسعة.
الشرط الأساسي للتطبيقات التجارية واسعة النطاق لمعالجات ZK هو تحقيق وجود شرائح ZK للقدرة الحاسوبية. من المتوقع أن تحقق سلسلة صناعة ZK في الدورة التالية تجارية، والآن هو الوقت المناسب لبناء تقنيات التطبيقات واسعة النطاق من الجيل التالي.
قد تحتوي هذه الصفحة على محتوى من جهات خارجية، يتم تقديمه لأغراض إعلامية فقط (وليس كإقرارات/ضمانات)، ولا ينبغي اعتباره موافقة على آرائه من قبل Gate، ولا بمثابة نصيحة مالية أو مهنية. انظر إلى إخلاء المسؤولية للحصول على التفاصيل.
ZK المعالج المساعد يفتح نموذج حساب جديد للويب 3 ويحل نقاط الألم في إثيريوم
ZK المعالج المساعد: نموذج جديد للحوسبة Web3
في مجال الحوسبة التقليدية، تكون المعالجات المساعدة مسؤولة عن معالجة مهام أخرى معقدة لوحدة المعالجة المركزية (CPU). على سبيل المثال، زاد معالج M7 الرياضي المساعد الذي أطلقته أبل في عام 2013 من حساسية الحركة للأجهزة الذكية، بينما كانت وحدة معالجة الرسوميات (GPU) التي اقترحتها Nvidia في عام 2007 مسؤولة عن تصيير الرسوميات وما إلى ذلك. تعمل المعالجات المساعدة على تسريع تشغيل تطبيقات وحدة المعالجة المركزية من خلال تفريغ التعليمات البرمجية التي تتطلب حسابات كثيفة وتستغرق وقتًا طويلاً، وتُعرف هذه البنية بـ "الحوسبة غير المتجانسة" أو "الحوسبة المختلطة".
يمكن لوحدة المعالجة المساعدة إلغاء تحميل الشفرات المعقدة ذات متطلبات الأداء العالية، مما يسمح لوحدة المعالجة المركزية بالتعامل مع الأجزاء الأكثر مرونة وتنوعًا. على سلسلة إيثيريوم، هناك مشكلتان رئيسيتان تعيقان تطوير التطبيقات:
رسوم الغاز المرتفعة تحد من نطاق تطوير التطبيقات على السلسلة، حيث يتم كتابة معظم رموز العقود حول عمليات الأصول، وتتطلب العمليات المعقدة كميات كبيرة من الغاز، مما يشكل عائقًا خطيرًا أمام اعتماد التطبيقات والمستخدمين على نطاق واسع.
العقود الذكية يمكنها الوصول فقط إلى بيانات آخر 256 كتلة، ولن تقوم العقد الكاملة بتخزين بيانات الكتل السابقة في المستقبل، مما يجعل من الصعب ظهور التطبيقات المبتكرة المعتمدة على البيانات. هذا يحد من بناء التطبيقات المعتمدة على البيانات مثل تيك توك وإنستغرام على البلوكشين.
هذا يدل على أن الحوسبة والبيانات قد قيدت ظهور نمط الحوسبة الجديد. سلسلة الكتل الخاصة بإيثريوم لم تُصمم أساسًا للتعامل مع المهام الكثيفة من حيث الحوسبة والبيانات. من أجل التوافق مع هذه التطبيقات، يلزم إدخال وحدات معالجة مساعدة. تُعتبر سلسلة إيثريوم بمثابة وحدة المعالجة المركزية، بينما تشبه وحدات المعالجة المساعدة وحدة معالجة الرسوميات، حيث تتعامل السلسلة نفسها مع بيانات الأصول والعمليات البسيطة، ويمكن للتطبيقات استخدام وحدات المعالجة المساعدة بشكل مرن لإجراء حسابات البيانات.
تتمتع معالجات ZK بحدود تطبيق واسعة، يمكن أن تغطي مشاهد متنوعة مثل الشبكات الاجتماعية، الألعاب، التمويل اللامركزي، إدارة المخاطر، الأورacles، تخزين البيانات، وتدريب النماذج الكبيرة. من الناحية النظرية، يمكن تحقيق الوظائف التي يمكن أن تحققها تطبيقات Web2 باستخدام معالجات ZK على blockchain، ويمكن أيضًا استخدام Ethereum كطبقة تسوية لحماية الأمان.
حالياً، تختلف التعريفات الخاصة بمعالجات ZK في الصناعة، حيث تُعتبر ZK-Query و ZK-Oracle و ZKM من المعالجات المساعدة، التي يمكن أن تساعد في استعلام البيانات الكاملة على السلسلة، والبيانات الموثوقة خارج السلسلة، ونتائج الحسابات. من هذه الزاوية، يمكن اعتبار Layer2 أيضاً كمعالج مساعد لإيثريوم.
نظرة عامة على مشروع المعالج المساعد
تتنوع مشاريع المعالجات المساعدة المعروفة حاليًا إلى ثلاثة مشاهد رئيسية: فهرسة بيانات السلسلة، والأوراكل، وZKML. بينما تشمل ZKM العامة هذه المشاهد الثلاثة. كما أن الآلات الافتراضية خارج السلسلة التي تستخدمها المشاريع المختلفة متنوعة أيضًا، مثل Delphinus التي تركز على zkWASM، وRisc Zero التي تركز على بنية Risc-V.
! [لماذا ZK هي نهاية اللعبة؟] ](https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-eea519e979a6ccccd6b2be8ae28e1200.webp)
بنية تقنية المعالج المساعد
فيما يلي تحليل لهندسة المعالج ZK العام باستخدام Risc Zero و Lagrange و Succinct كمشاريع رئيسية.
ريسك زيرو
معالج ZK المساعد لشركة Risc Zero يسمى Bonsai، وهو مجموعة من مكونات إثبات المعرفة الصفرية غير المرتبطة بالسلسلة. يعتمد على مجموعة تعليمات Risc-V، ويدعم لغات مثل Rust و C++ و Solidity و Go. تشمل الوظائف الرئيسية ما يلي:
zkVM العام، يمكنه تشغيل أي آلة افتراضية في بيئة ذات معرفة صفرية / قابلة للتحقق.
نظام توليد إثباتات ZK يمكن دمجه في أي عقد ذكي أو سلسلة.
رولوپ العامة، توزيع الحسابات المثبتة على Bonsai إلى السلسلة.
تتضمن مكونات Bonsai شبكة المدققين، وحوض الطلبات، ومحرك Rollup، ومركز الصور، وتخزين الحالة، وسوق الإثباتات.
لاغرانج
يهدف Lagrange إلى بناء معالج مساعد وقاعدة بيانات قابلة للتحقق، تتضمن بيانات تاريخية من البلوكشين، لتسهيل تطوير التطبيقات بدون الحاجة للثقة. الوظائف الرئيسية:
قاعدة بيانات قابلة للتحقق: تخزين العقود على السلسلة، إعادة هيكلة تخزين blockchain، الحالة والكتل.
حساب قائم على مبادئ MapReduce: يعتمد على فصل البيانات عبر تنفيذ متعدد متوازي، يسمى zkMR.
تصميم قاعدة البيانات يتضمن تخزين بيانات العقد، بيانات حالة EOA وبيانات الكتلة.
يتم حساب آلة Lagrange ZKMR الافتراضية على خطوتين:
مختصر
هدف شبكة Succinct هو دمج الحقائق القابلة للبرمجة في أجزاء تطوير blockchain.
Succinct يقبل أكواد مثل Solidity واللغات المتخصصة في مجال المعرفة الصفرية، ويدخلها إلى معالج المساعدة خارج السلسلة، لإكمال فهرسة بيانات السلسلة المستهدفة، وإرسال طلبات الإثبات إلى سوق الإثبات. وتتميز بأن سوق الإثبات متوافق مع أنظمة الإثبات المختلفة.
تسمى ZKVM خارج السلسلة لـ Succinct بـ SP، وتدعم لغات LLVM مثل Rust. تشمل الميزات الأساسية:
مقارنة
المقارنة بين معالجات ZK العامة تستند أساسًا إلى النقاط التالية:
في الوقت الحالي، تتجه مسارات التكنولوجيا لمختلف المشاريع نحو التشابه، مثل استخدام غلاف STARKs إلى SNARKs، ودعم الاستدعاء، وبناء شبكة من المبرهنين وسوق الحوسبة السحابية، وما إلى ذلك. في ظل تكنولوجيا متشابهة، ستكون موارد الفريق والتعاون الإيكولوجي هي المفتاح.
أوجه التشابه والاختلاف بين المعالج المساعد وLayer2
المعالج المساعد موجه نحو التطبيقات، وLayer2 موجه نحو المستخدم. يمكن أن يعمل المعالج المساعد كعنصر تسريع أو عنصر معياري، تشمل سيناريوهات التطبيق:
تقدم المعالج المساعد إمكانيات لمزامنة البيانات في الوقت الفعلي عبر السلسلة بأداء عالٍ وتكاليف منخفضة للحوسبة الموثوقة، مما يسمح بإعادة تشكيل أنواع مختلفة من البرمجيات الوسيطة في البلوكشين.
التحديات التي تواجه المعالج المساعد
! [لماذا ZK هي نهاية اللعبة؟] ](https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-aee8cc5ffbc1570ac8b60e3b9e0cd5e1.webp)
الملخص والتوقعات
تتمتع تقنية ZK بعمومية كبيرة، مما يساعد على تحقيق عدم الثقة في نظام إيثريوم البيئي. يعد معالج ZK المساعد أداة مهمة لتطبيق تقنية ZK، وله حدود تطبيق واسعة.
الشرط الأساسي للتطبيقات التجارية واسعة النطاق لمعالجات ZK هو تحقيق وجود شرائح ZK للقدرة الحاسوبية. من المتوقع أن تحقق سلسلة صناعة ZK في الدورة التالية تجارية، والآن هو الوقت المناسب لبناء تقنيات التطبيقات واسعة النطاق من الجيل التالي.