ZK Ko-işlemci: Web3 Hesaplama Yeni Paradigması

Geleneksel bilgisayar alanında, yardımcı işlemciler CPU'ya diğer karmaşık görevleri işlemekten sorumludur. Örneğin, Apple'ın 2013 yılında piyasaya sürdüğü M7 hareket yardımcı işlemcisi akıllı cihazların hareket hassasiyetini artırmıştır; Nvidia'nın 2007 yılında önerdiği GPU ise grafik işleme gibi görevleri üstlenmektedir. Yardımcı işlemciler, hesaplama yoğun ve zaman alıcı kodları CPU uygulama çalıştırmasını hızlandırmak için devre dışı bırakarak "heterojen" veya "karışık" hesaplama olarak adlandırılan bu mimarinin bir parçasıdır.

Ko-prosessor, karmaşık ve yüksek performans gerektiren kodları yükten çıkararak, CPU'nun daha esnek ve değişken kısımları işlemesine olanak tanır. Ethereum zincirinde, uygulama gelişimini ciddi şekilde engelleyen iki sorun vardır:

1. Yüksek Gas ücretleri, zincir üzerindeki uygulamaların geliştirme kapsamını sınırlıyor, çoğu sözleşme kodu yalnızca varlık işlemleri etrafında yazılıyor, karmaşık işlemler büyük miktarda Gas gerektiriyor, bu da uygulamaların ve kullanıcıların büyük ölçekli benimsenmesi için ciddi bir engel oluşturuyor.

2. Akıllı sözleşmeler yalnızca son 256 blok verilerine erişebilir, gelecekte tam düğümler geçmiş blok verilerini saklamayacak, bu da veri tabanlı yenilikçi uygulamaların ortaya çıkmasını zorlaştırır. Bu, TikTok, Instagram gibi veri tabanlı uygulamaların blok zincirinde inşa edilmesini kısıtlar.

Bu, hesaplama ve verilerin yeni hesaplama paradigmasının ortaya çıkışını sınırladığını göstermektedir. Ethereum blok zinciri, büyük miktarda hesaplama ve veri yoğun görevleri işlemek için tasarlanmamıştır. Bu uygulamalarla uyumlu hale getirmek için yardımcı işlemcilerin eklenmesi gerekmektedir. Ethereum zinciri CPU gibi, yardımcı işlemciler ise GPU gibidir; zincir kendisi basit varlık verilerini ve işlemleri işlerken, uygulamalar yardımcı işlemcileri veri hesaplaması için esnek bir şekilde kullanabilir.

ZK yardımcı işlemcinin uygulama sınırları geniştir, sosyal medya, oyun, DeFi, risk yönetimi, oracle, veri depolama, büyük model eğitimi gibi çeşitli senaryoları kapsayabilir. Teorik olarak, Web2 uygulamalarının gerçekleştirebileceği işlevler, ZK yardımcı işlemci ile blok zincirinde gerçekleştirilebilir ve güvenliği korumak için Ethereum'u bir uzlaşma katmanı olarak kullanabilir.

Şu anda sektörde ZK yardımcı işlemcilerinin tanımı tam olarak aynı değil, ZK-Query, ZK-Oracle, ZKM gibi birçok yardımcı işlemci, zincir üzerindeki tam verileri, zincir dışındaki güvenilir verileri ve hesaplama sonuçlarını sorgulamada yardımcı olabilir. Bu açıdan bakıldığında, Layer2 de Ethereum'un yardımcı işlemcisi olarak görülmektedir.

Yardımcı İşlemci Projesi Genel Görünümü

Mevcut tanınmış yardımcı işlemci projeleri esas olarak üç ana uygulama senaryosuna ayrılmaktadır: zincir üstü veri indeksleme, oracle ve ZKML. Genel ZKM ise bu üç senaryoyu kapsamaktadır. Farklı projelerin kullandığı zincir dışı sanal makineler de birbirinden farklıdır; örneğin Delphinus, zkWASM'a odaklanırken, Risc Zero Risc-V mimarisine odaklanmaktadır.

Eş İşlemci Teknoloji Mimarisi

Aşağıda, genel ZK yardımcı işlemcisi bir örnek olarak ele alınarak mimarisi analiz edilecek, esas olarak Risc Zero, Lagrange ve Succinct üç projenin etrafında dönecektir:

Risc Zero

Risc Zero'nun ZK yardımcı işlemcisi Bonsai olarak adlandırılmaktadır ve zincir ile bağımsız bir sıfır bilgi kanıtı bileşenleri setidir. Risc-V komut seti mimarisine dayanmaktadır ve Rust, C++, Solidity, Go gibi dilleri desteklemektedir. Ana işlevleri şunlardır:

1. Genel zkVM, sıfır bilgi/doğrulanabilir bir ortamda herhangi bir sanal makine çalıştırabilir.

2. Herhangi bir akıllı sözleşmeye veya zincire entegre edilebilen ZK kanıtı oluşturma sistemi.

3. Genel rollup, Bonsai üzerinde kanıtlanmış hesaplamaları zincire dağıtır.

Bonsai bileşeni, kanıtlayıcı ağ, istek havuzu, Rollup motoru, ayna merkezi, durum depolama ve kanıt pazarı gibi bileşenleri içerir.

Lagrange

Lagrange, güvene ihtiyaç duymadan uygulama geliştirmek için blok zinciri tarih verilerini içeren bir yardımcı işlemci ve doğrulanabilir veritabanı oluşturmayı hedefliyor. Ana işlevleri:

1. Doğrulanabilir veri tabanı: Zincir üzerindeki sözleşmeleri depolamak için indeksleme, blok zinciri depolamasını, durumunu ve blokları yeniden yapılandırma.

2. MapReduce ilkesine dayalı hesaplama: Veri ayrımı çoklu örnekleme paralel hesaplama kullanılır, buna zkMR denir.

Veritabanı tasarımı, sözleşme depolama verileri, EOA durum verileri ve blok verilerini içerir.

Lagrange'ın ZKMR sanal makinesi hesaplaması iki aşamadan oluşur:

1. Harita: Dağıtık makineler verileri haritalar, anahtar-değer çiftleri oluşturur.
2. Azalt: Dağıtık bilgisayarlar ayrı ayrı kanıt hesaplar, kanıtları birleştirir.

Kısa

Succinct Network'ün hedefi, programlanabilir gerçekleri blok zinciri geliştirmesinin çeşitli bölümlerine entegre etmektir.

Succinct, Solidity ve sıfır bilgi alanındaki özel dilleri kabul eden kodları alır, bunları zincir dışı işleyiciye gönderir, hedef zincir veri indekslemesini tamamlar ve kanıt talebini kanıt pazarına gönderir. Özelliği, kanıt pazarının çeşitli kanıt sistemleriyle uyumlu olmasıdır.

Succinct'in zincir dışı ZKVM'si SP olarak adlandırılır ve Rust gibi LLVM dillerini destekler. Temel özellikleri şunlardır:

1. STARKs tabanlı tekrar eden kanıt teknolojisi
2. SNARKs'tan STARKs'a geçiş aracı
3. Önceden derlenmiş merkezi zkVM mimarisi

Karşılaştırma

Genel ZK işleme birimlerinin karşılaştırması esas olarak aşağıdaki noktalara dayanmaktadır:

1. Veri indeksleme/senkronizasyon sorunu
2. Alt düzey teknoloji seçimi ( SNARK'ler vs STARK'ler )
3. Rekürsiyonu destekliyor mu?
4. Kanıt Sistemi
5. Ekosistem İşbirliği
6. Finansman Durumu

Şu anda çeşitli projelerin teknik yolları benzerlik göstermektedir, örneğin STARKs'ten SNARKs'a geçiş, tekrarlamayı destekleme, kanıtlayıcı ağlar ve bulut hesaplama pazarları oluşturma gibi. Teknik benzerliklerin olduğu durumlarda, ekip kaynakları ve ekosistem iş birlikleri kritik olacaktır.

İşlemci ve Layer2'nin Benzerlikleri ve Farklılıkları

Hızlandırıcılar uygulamaya, Layer2 ise kullanıcıya yöneliktir. Hızlandırıcılar, hızlandırma bileşeni veya modüler bileşen olarak kullanılabilir; uygulama senaryoları şunları içerir:

1. ZK Layer2'nin zincir dışı sanal makine bileşeni olarak
2. Kamu zinciri uygulamaları hesaplama gücünü zincir dışına yükler.
3. Açık zincir uygulamaları, diğer zincirlerden doğrulanabilir verileri elde etmek için oracle kullanır.
4. Köprü üzerinden mesaj iletimi

Koşul işleyicileri, tam zincir gerçek zamanlı senkronize veri ve yüksek performanslı düşük maliyetli güvenilir hesaplama potansiyeli sunarak, blok zincirinin çeşitli ara yazılımlarını yeniden yapılandırabilir.

Yardımcı işlemcilerin karşılaştığı zorluklar

1. Geliştirici girişi yüksek bir eşik, belirli dilleri ve araçları öğrenmek gerekmektedir.
2. Yolda çok erken aşamalarda, performans birden fazla boyutu kapsıyor, yapı net değil.
3. Donanım gibi temel altyapı henüz olgunlaşmamış ve hayata geçirilmemiştir.
4. Teknik yollar benzer, devrim niteliğinde bir üstünlük sağlamak zor, rekabetin odak noktası kaynaklar ve ekosistemdir.

Özet ve Görünüm

ZK teknolojisi büyük bir evrenselliğe sahiptir ve Ethereum ekosisteminin güven kaybına doğru ilerlemesine yardımcı olur. ZK yardımcı işlemcisi, ZK teknolojisinin uygulanmasında önemli bir araçtır ve uygulama sınırları oldukça geniştir.

ZK yardımcı işlemcilerin büyük ölçekli ticari uygulamaları için ön koşul, ZK hesaplama çiplerinin uygulanmasıdır. Bir sonraki döngüde ZK endüstri zincirinin ticari olarak hayata geçmesi bekleniyor, şu anda bir sonraki nesil büyük ölçekli uygulama teknolojisinin inşa edilmesi için bir fırsat penceresi.