ZK Co-processeur : Nouvelle paradigme de calcul Web3
Dans le domaine des ordinateurs traditionnels, les coprocesseurs sont responsables du traitement d'autres tâches complexes pour le CPU. Par exemple, le coprocesseur de mouvement M7 lancé par Apple en 2013 a amélioré la sensibilité au mouvement des appareils intelligents, et le GPU proposé par Nvidia en 2007 est responsable du rendu graphique, etc. Les coprocesseurs accélèrent l'exécution des applications CPU en déchargeant du code intensif en calcul et chronophage, cette architecture est appelée "calcul hétérogène" ou "calcul hybride".
Le coprocesseur peut décharger des codes complexes et exigeants en performances, laissant au CPU le traitement des parties plus flexibles et variées. Sur la chaîne Ethereum, il existe deux problèmes majeurs qui entravent le développement des applications :
Les frais de Gas élevés limitent le champ de développement des applications sur la chaîne, la plupart des codes des contrats étant uniquement écrits autour des opérations d'actifs, les opérations complexes nécessitant beaucoup de Gas, ce qui constitue un obstacle sérieux à l'adoption à grande échelle des applications et des utilisateurs.
Les contrats intelligents ne peuvent accéder qu'aux données des 256 derniers blocs, à l'avenir, les nœuds complets ne stockeront plus les données des blocs passés, ce qui rend difficile l'émergence d'applications innovantes basées sur les données. Cela limite la construction d'applications basées sur les données sur la blockchain, comme TikTok et Instagram.
Cela indique que le calcul et les données limitent l'émergence de nouveaux paradigmes de calcul. La blockchain Ethereum elle-même n'est pas conçue pour traiter de grandes quantités de tâches intensives en calcul et en données. Pour être compatibles avec ces applications, il est nécessaire d'introduire des coprocesseurs. La chaîne Ethereum agit comme un CPU, les coprocesseurs étant similaires aux GPU, la chaîne elle-même traite des données et des opérations d'actifs simples, tandis que les applications peuvent utiliser de manière flexible les coprocesseurs pour le calcul des données.
Les limites d'application des coprocesseurs ZK sont vastes, couvrant divers scénarios tels que les réseaux sociaux, les jeux, la DeFi, la gestion des risques, les oracles, le stockage de données et l'entraînement de grands modèles. En théorie, les fonctionnalités réalisables dans les applications Web2 peuvent être mises en œuvre sur la blockchain grâce aux coprocesseurs ZK, tout en utilisant Ethereum comme couche de règlement pour garantir la sécurité.
Actuellement, les définitions de coprocesseurs ZK dans l'industrie varient, des termes comme ZK-Query, ZK-Oracle, ZKM, etc., étant tous considérés comme des coprocesseurs. Ils peuvent aider à interroger des données complètes sur la chaîne, des données fiables hors chaîne et des résultats de calcul. Dans cette optique, Layer2 peut également être considéré comme un coprocesseur d'Ethereum.
Aperçu du projet de coprocesseur
Les projets de coprocesseurs actuellement connus se divisent principalement en trois grands scénarios d'application : l'indexation des données on-chain, les oracles et le ZKML. Le ZKM général couvre ces trois scénarios. Les machines virtuelles off-chain utilisées par les différents projets varient également, comme Delphinus qui se concentre sur zkWASM et Risc Zero qui se concentre sur l'architecture Risc-V.
Architecture technique des coprocesseurs
L'analyse suivante de l'architecture prend comme exemple le processeur ZK générique, principalement axée sur trois projets : Risc Zero, Lagrange et Succinct.
Risc Zero
Le coprocesseur ZK de Risc Zero s'appelle Bonsai, c'est un ensemble de composants de preuve à connaissance nulle indépendants de la chaîne. Basé sur l'architecture de jeu d'instructions Risc-V, il prend en charge des langages tels que Rust, C++, Solidity, Go, etc. Les principales fonctionnalités incluent :
zkVM universel, pouvant exécuter n'importe quelle machine virtuelle dans un environnement à connaissance nulle / vérifiable.
Système de génération de preuves ZK pouvant être intégré à tout contrat intelligent ou chaîne.
Rollup générique, distribuant les calculs prouvés sur Bonsai sur la chaîne.
Les composants de Bonsai incluent le réseau des validateurs, le pool de requêtes, le moteur Rollup, le centre d'images, le stockage d'état et le marché des preuves, etc.
Lagrange
Lagrange vise à construire des coprocesseurs et des bases de données vérifiables, contenant des données historiques de blockchain, facilitant le développement d'applications sans confiance. Fonctionnalités principales :
Base de données vérifiable : stockage des contrats sur la chaîne d'index, reconstruction du stockage, de l'état et des blocs de la blockchain.
Calcul basé sur le principe MapReduce : utilisation d'instances multiples de calcul parallèle avec séparation des données, appelé zkMR.
La conception de la base de données implique le stockage des données de contrat, les données d'état EOA et les données de bloc.
Le calcul de la machine virtuelle ZKMR de Lagrange se fait en deux étapes :
Carte : Les machines distribuées mappent les données pour générer des paires clé-valeur.
Réduire : calculer séparément les preuves par des ordinateurs distribués, puis fusionner les preuves.
Succinct
L'objectif de Succinct Network est d'intégrer des faits programmables dans toutes les parties du développement de la blockchain.
Succinct accepte des langages de code spécialisés tels que Solidity et les domaines des connaissances nulles, en les transférant à un processeur de co-traitement hors chaîne, pour réaliser l'indexation des données de la chaîne cible et envoyer les demandes de preuve au marché des preuves. Sa caractéristique est que le marché des preuves est compatible avec divers systèmes de preuves.
Le ZKVM hors chaîne de Succinct s'appelle SP, prend en charge des langages LLVM tels que Rust. Les caractéristiques principales incluent :
Technologie de preuve récursive basée sur STARKs
Emballeur de SNARKs à STARKs
Architecture zkVM centrée sur la précompilation
Comparer
La comparaison des processeurs ZK génériques est principalement basée sur les points suivants :
Problèmes d'indexation/synchronisation des données
Choix de la technologie sous-jacente ( SNARKs vs STARKs )
Est-ce que la récursivité est supportée
Système de preuve
Coopération écologique
Situation de financement
Actuellement, les chemins technologiques des différents projets convergent, comme l'utilisation d'emballages STARKs vers SNARKs, le support de la récursivité, la construction de réseaux de prouveurs et des marchés de calcul cloud, etc. Dans un contexte de similarité technologique, les ressources d'équipe et la coopération écologique seront essentielles.
Similarités et différences entre le coprocesseur et Layer2
Les coprocesseurs sont orientés vers les applications, tandis que Layer2 est orienté vers les utilisateurs. Les coprocesseurs peuvent servir de composants d'accélération ou de composants modulaires, les scénarios d'application incluent :
En tant que composant de machine virtuelle hors chaîne de ZK Layer2
Applications de blockchain publique déchargent la puissance de calcul hors chaîne
Oracle pour l'obtention de données vérifiables d'autres chaînes dans les applications de blockchain publique
Passerelle inter-chaînes pour la transmission de messages
Les coprocesseurs offrent le potentiel d'une synchronisation des données en temps réel sur toute la chaîne et d'un calcul de confiance à haute performance et à faible coût, pouvant reconstruire divers middleware de blockchain.
Défis auxquels est confronté le coprocesseur
Le seuil d'entrée pour les développeurs est élevé, il faut maîtriser des langages et des outils spécifiques.
Le secteur est très précoce, les performances impliquent plusieurs dimensions, la configuration n'est pas claire.
Les infrastructures de base telles que le matériel ne sont pas encore arrivées à maturité.
Les chemins technologiques sont similaires, il est difficile d'avoir une avancée significative, la concurrence se concentre sur les ressources et l'écosystème.
Résumé et perspectives
La technologie ZK possède une grande polyvalence, ce qui aide l'écosystème Ethereum à aller vers la décentralisation. Le coprocesseur ZK est un outil important pour la mise en œuvre de la technologie ZK, avec des applications étendues.
La condition préalable à l'application commerciale à grande échelle des coprocesseurs ZK est le déploiement des puces de calcul ZK. La prochaine phase du cycle devrait voir la commercialisation de la chaîne d'approvisionnement ZK, et c'est maintenant la période de fenêtre pour construire les technologies d'application à grande échelle de nouvelle génération.
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BitcoinDaddy
· 07-07 21:39
C'est encore du web3, ça reste loin.
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GweiTooHigh
· 07-06 12:30
Les frais de gaz sont trop élevés pour être résolus.
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ContractExplorer
· 07-04 22:09
Accélérer le développement de l'ETH nécessite d'urgence de la Puissance de calcul ZK
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ExpectationFarmer
· 07-04 22:05
Résoudre le gaz élevé est la chose la plus importante.
Le coprocesseur ZK ouvre un nouveau paradigme de calcul Web3 et résout les points de douleur d'Ethereum
ZK Co-processeur : Nouvelle paradigme de calcul Web3
Dans le domaine des ordinateurs traditionnels, les coprocesseurs sont responsables du traitement d'autres tâches complexes pour le CPU. Par exemple, le coprocesseur de mouvement M7 lancé par Apple en 2013 a amélioré la sensibilité au mouvement des appareils intelligents, et le GPU proposé par Nvidia en 2007 est responsable du rendu graphique, etc. Les coprocesseurs accélèrent l'exécution des applications CPU en déchargeant du code intensif en calcul et chronophage, cette architecture est appelée "calcul hétérogène" ou "calcul hybride".
Le coprocesseur peut décharger des codes complexes et exigeants en performances, laissant au CPU le traitement des parties plus flexibles et variées. Sur la chaîne Ethereum, il existe deux problèmes majeurs qui entravent le développement des applications :
Les frais de Gas élevés limitent le champ de développement des applications sur la chaîne, la plupart des codes des contrats étant uniquement écrits autour des opérations d'actifs, les opérations complexes nécessitant beaucoup de Gas, ce qui constitue un obstacle sérieux à l'adoption à grande échelle des applications et des utilisateurs.
Les contrats intelligents ne peuvent accéder qu'aux données des 256 derniers blocs, à l'avenir, les nœuds complets ne stockeront plus les données des blocs passés, ce qui rend difficile l'émergence d'applications innovantes basées sur les données. Cela limite la construction d'applications basées sur les données sur la blockchain, comme TikTok et Instagram.
Cela indique que le calcul et les données limitent l'émergence de nouveaux paradigmes de calcul. La blockchain Ethereum elle-même n'est pas conçue pour traiter de grandes quantités de tâches intensives en calcul et en données. Pour être compatibles avec ces applications, il est nécessaire d'introduire des coprocesseurs. La chaîne Ethereum agit comme un CPU, les coprocesseurs étant similaires aux GPU, la chaîne elle-même traite des données et des opérations d'actifs simples, tandis que les applications peuvent utiliser de manière flexible les coprocesseurs pour le calcul des données.
Les limites d'application des coprocesseurs ZK sont vastes, couvrant divers scénarios tels que les réseaux sociaux, les jeux, la DeFi, la gestion des risques, les oracles, le stockage de données et l'entraînement de grands modèles. En théorie, les fonctionnalités réalisables dans les applications Web2 peuvent être mises en œuvre sur la blockchain grâce aux coprocesseurs ZK, tout en utilisant Ethereum comme couche de règlement pour garantir la sécurité.
Actuellement, les définitions de coprocesseurs ZK dans l'industrie varient, des termes comme ZK-Query, ZK-Oracle, ZKM, etc., étant tous considérés comme des coprocesseurs. Ils peuvent aider à interroger des données complètes sur la chaîne, des données fiables hors chaîne et des résultats de calcul. Dans cette optique, Layer2 peut également être considéré comme un coprocesseur d'Ethereum.
Aperçu du projet de coprocesseur
Les projets de coprocesseurs actuellement connus se divisent principalement en trois grands scénarios d'application : l'indexation des données on-chain, les oracles et le ZKML. Le ZKM général couvre ces trois scénarios. Les machines virtuelles off-chain utilisées par les différents projets varient également, comme Delphinus qui se concentre sur zkWASM et Risc Zero qui se concentre sur l'architecture Risc-V.
Architecture technique des coprocesseurs
L'analyse suivante de l'architecture prend comme exemple le processeur ZK générique, principalement axée sur trois projets : Risc Zero, Lagrange et Succinct.
Risc Zero
Le coprocesseur ZK de Risc Zero s'appelle Bonsai, c'est un ensemble de composants de preuve à connaissance nulle indépendants de la chaîne. Basé sur l'architecture de jeu d'instructions Risc-V, il prend en charge des langages tels que Rust, C++, Solidity, Go, etc. Les principales fonctionnalités incluent :
zkVM universel, pouvant exécuter n'importe quelle machine virtuelle dans un environnement à connaissance nulle / vérifiable.
Système de génération de preuves ZK pouvant être intégré à tout contrat intelligent ou chaîne.
Rollup générique, distribuant les calculs prouvés sur Bonsai sur la chaîne.
Les composants de Bonsai incluent le réseau des validateurs, le pool de requêtes, le moteur Rollup, le centre d'images, le stockage d'état et le marché des preuves, etc.
Lagrange
Lagrange vise à construire des coprocesseurs et des bases de données vérifiables, contenant des données historiques de blockchain, facilitant le développement d'applications sans confiance. Fonctionnalités principales :
Base de données vérifiable : stockage des contrats sur la chaîne d'index, reconstruction du stockage, de l'état et des blocs de la blockchain.
Calcul basé sur le principe MapReduce : utilisation d'instances multiples de calcul parallèle avec séparation des données, appelé zkMR.
La conception de la base de données implique le stockage des données de contrat, les données d'état EOA et les données de bloc.
Le calcul de la machine virtuelle ZKMR de Lagrange se fait en deux étapes :
Succinct
L'objectif de Succinct Network est d'intégrer des faits programmables dans toutes les parties du développement de la blockchain.
Succinct accepte des langages de code spécialisés tels que Solidity et les domaines des connaissances nulles, en les transférant à un processeur de co-traitement hors chaîne, pour réaliser l'indexation des données de la chaîne cible et envoyer les demandes de preuve au marché des preuves. Sa caractéristique est que le marché des preuves est compatible avec divers systèmes de preuves.
Le ZKVM hors chaîne de Succinct s'appelle SP, prend en charge des langages LLVM tels que Rust. Les caractéristiques principales incluent :
Comparer
La comparaison des processeurs ZK génériques est principalement basée sur les points suivants :
Actuellement, les chemins technologiques des différents projets convergent, comme l'utilisation d'emballages STARKs vers SNARKs, le support de la récursivité, la construction de réseaux de prouveurs et des marchés de calcul cloud, etc. Dans un contexte de similarité technologique, les ressources d'équipe et la coopération écologique seront essentielles.
Similarités et différences entre le coprocesseur et Layer2
Les coprocesseurs sont orientés vers les applications, tandis que Layer2 est orienté vers les utilisateurs. Les coprocesseurs peuvent servir de composants d'accélération ou de composants modulaires, les scénarios d'application incluent :
Les coprocesseurs offrent le potentiel d'une synchronisation des données en temps réel sur toute la chaîne et d'un calcul de confiance à haute performance et à faible coût, pouvant reconstruire divers middleware de blockchain.
Défis auxquels est confronté le coprocesseur
Résumé et perspectives
La technologie ZK possède une grande polyvalence, ce qui aide l'écosystème Ethereum à aller vers la décentralisation. Le coprocesseur ZK est un outil important pour la mise en œuvre de la technologie ZK, avec des applications étendues.
La condition préalable à l'application commerciale à grande échelle des coprocesseurs ZK est le déploiement des puces de calcul ZK. La prochaine phase du cycle devrait voir la commercialisation de la chaîne d'approvisionnement ZK, et c'est maintenant la période de fenêtre pour construire les technologies d'application à grande échelle de nouvelle génération.