ZK领域硬件加速的先锋：解读Cysic的愿景与布局

近期，以太坊创始人Vitalik在香港区块链峰会上再次强调了ZK-SNARKs在以太坊Danksharding路线图中的重要性，并指出ASIC芯片对ZK加速的巨大潜力。事实上，ZK技术在Web3和传统行业都有望带来范式级变革，但目前ZK证明的生成效率和经济成本仍是制约其大规模应用的关键因素。

为解决这一问题，一些ZK加速项目应运而生。其中，Cysic凭借其在ZPrize竞赛中的优异表现和雄厚的融资背景,成为市场关注的焦点。本文将深入探讨Cysic的产品原理、业务模式以及ZK硬件加速的基本原理。

ZK证明系统的工作流程

ZK证明系统的核心流程包括:

1. 问题设置:确定待证明的内容
2. 算术化与CSP:将待证明内容转化为逻辑门电路和多项式形态
3. 选择合适的证明系统(如Halo、Plonk等)生成ZKP程序
4. 证明者使用ZKP程序生成证明,交由验证者验证

目前区块链中广泛使用的是zk-SNARK技术,主要利用了其简洁性而非零知识性。zk-SNARK的特点是证明生成成本高但验证成本低,这种不对称性使其非常适合去中心化验证场景。

但高昂的ZKP生成成本最终会转嫁到用户体验和手续费上,限制了ZK技术的大规模应用。为此,一些ZK加速项目如Cysic、Ingonyama等应运而生,试图从不同角度降低ZKP的生成成本。

ZKP生成的主要计算瓶颈

ZKP生成过程中,最消耗计算资源的两项任务是MSM(多标量乘法)和NTT(数论变换),占据证明生成时间的80-95%。

MSM主要用于椭圆曲线上的计算,可以大量并行化但需要消耗大量内存。NTT则用于加速多项式乘法,涉及随机内存访问,对硬件不友好。

优化这两项计算的方法包括:

• 算法优化:如Hyperplonk等新算法试图消除NTT操作
• 硬件加速:利用GPU、FPGA或ASIC等硬件提高计算效率

Cysic的ZK加速战略

Cysic的发展战略分为四个阶段:

1. 基于GPU开发SDK,为ZK应用提供解决方案并整合全网GPU资源
2. 利用FPGA实现定制化的ZK硬件加速
3. 自主研发基于ASIC的ZK Depin硬件
4. 构建Cysic Network,作为SAAS平台/矿池整合各类ZK算力资源

Cysic Network:ZK矿池与SaaS平台

Cysic Network作为ZK矿池和SaaS平台,将集成Cysic自有算力和第三方算力资源。其工作流程包括:

1. ZK项目方向代理人提交证明任务
2. Prover接受任务并生成ZK证明
3. 验证者委员会检查证明有效性并投票

Cysic Network还搭建了专属公链,采用Proof of Compute (PoC)共识算法。

GPU、FPGA和ASIC方案

在GPU加速方面,Cysic自研的CUDA SDK比开源框架提速50%-80%以上。

在FPGA领域,Cysic实现了全球最快的MSM、NTT等模块。其SolarMSM和SolarNTT在大规模计算中表现出色。

在ASIC方面,Cysic正在开发两款产品:面向普通用户的ZK Air和面向大型项目的ZK Pro。这两款设备预计2025年上市,将构建稳定可靠的ZK-DePIN网络。

随着Cysic Network的发展和ZK硬件的普及,ZK计算领域可能迎来类似比特币挖矿的热潮,市场规模有望实现爆发式增长。