خلال كرنفال ويب 3 في هونغ كونغ لعام 2024، ألقى فيتاليك بوتيرين، المؤسس المشارك لإيثريوم، خطابًا بعنوان "الوصول إلى حدود تصميم البروتوكول". في هذا الخطاب، يشرح فيتاليك كيفية تحسين كفاءة zk-snark.
في خطابه، أشار فيتاليك إلى أن التطوير الحالي لـ blockchain يعتمد على التضحية بالخصوصية وقابلية التوسع، ويمكن لخصائص zk-snark معالجة التضحية بالخصوصية وقابلية التوسع. ومع ذلك، فإن كفاءة zk-snark منخفضة حاليًا، ففي الايثيريوم، يبلغ الوقت الذي تستغرقه عقدة الايثيريوم للتحقق من الكتلة حوالي 400 مللي ثانية، في حين أن الوقت الذي يستغرقه zk-snark للتحقق من كتلة الايثيريوم حوالي 20 دقيقة. مما يؤدي إلى توفير الخصوصية وقابلية التوسع للشبكة، ويكون وقت التشغيل أطول بمقدار 3000 مرة. لذلك، إذا كنت ترغب في تشغيل zk-snark في شبكة blockchain الحالية، فأنت بحاجة إلى توفير "دليل في الوقت الفعلي"، وإذا تم تقليل وقت إنشاء الإثبات، فيمكن تحسين الخصوصية وقابلية التوسع مع ضمان سرعة تشغيل blockchain. .
ما هي الطريقة التي يمكن أن تحقق "الدليل في الوقت الحقيقي"؟ ولتحقيق هذه الغاية، ستقوم Odaily Planet Daily بتحليل الأفكار التي قدمها فيتاليك في كلمته وتقديم مقدمة موجزة للمشاريع المقابلة.
zk-snark ينفذ ثلاثة اتجاهات "للإثبات في الوقت الفعلي"
قبل ذلك، دعونا نتعرف على zk-snark، الاسم الكامل لـ zk-snark هو برهان المعرفة الصفرية المختصر وغير التفاعلي، ولفهم أفضل، سنشرحه بشكل منفصل:
برهان المعرفة الصفرية: أي أن المثبت (Prover) يستطيع أن يجعل المتحقق يعتقد أن تأكيداً معيناً صحيح دون تقديم أي معلومات مفيدة للمحقق (Verifier).
بسيطة: تعني أن عملية التحقق من المعاملة لا تتضمن كميات كبيرة من نقل البيانات وأن خوارزمية التحقق بسيطة.
غير تفاعلي: لا حاجة للتفاعل بين المثبت والمحقق.
ما يلي هو مخطط تدفق عملية zk-snark. تفسير بسيط ل zk-snark من الصورة:
استخدم الإعداد لإنشاء معلمة الثقة F باستخدام أرقام عشوائية، وإنشاء مفتاح الإثبات pk ومفتاح التحقق v.
يقوم المُثبت بإدخال المدخلات الخاصة W والمدخلات العامة x، وإنشاء الدليل π، وتوقيعه باستخدام المفتاح الخاص pk. يتم تشفير π عبر منحنى إهليلجي، مما يخفي W
يتحقق المدقق من الدليل: يمسك المدقق v، ويدخل x وπ، ويؤكد أن المثبت يعرف W. لا يمكن للمدقق معرفة W
يتم إرجاع النتيجة: TRUE إذا تم التحقق بنجاح، وإلا يتم إرجاع FALSE.
من خلال المقدمة أعلاه لعملية Zk-snark المتعلقة بـ Zcash، ليس من الصعب أن تجد أن zk-snark لا يتخذ خطوات كثيرة عند التحقق من الإثبات، وفي الوقت نفسه، وفقًا لخصائص zk-snark، يتم التحقق لا يستغرق الكثير من الوقت. وفقًا للإحصائيات ذات الصلة بـ zk-snark، فإن وقت التحقق والإثبات بشكل عام لا يتجاوز 80 مللي ثانية. والسبب في أن zk-snark يصبح عقبة أمام تشغيل السلسلة العامة هو الدليل المقدم من قبل المثبت.
الصورة أعلاه هي ملخص للتقنيات ذات الصلة بـ zk-snark الأكثر انتشارًا حاليًا، وليس من الصعب أن نجد منها أن حجم الإثبات ووقت إنشاء الإثبات ووقت التحقق هي معايير قياس zk-snark تكنولوجيا. بغض النظر عن وقت التحقق، فإن معظم بروفات zk-snark غير متوافقة مع المعايير التي استخدمها فيتاليك في Ethereum كمثال في بداية هذه المقالة من حيث حجم الإثبات ووقت التوليد، ومن الجدير بالذكر أن معظم التقنيات المذكورة أعلاه السلسلة العامة حيث لا يتمتع بوظيفة العقود الذكية، ولا يمكن مقارنته بحجم كتلة الإيثريوم، كما أن حجم الإثبات المطلوب ووقت إنشاء الإثبات أعلى.
ولتحقيق هذه الغاية، قدم Vitalik ثلاثة اتجاهات لتحسين الحلول لتنفيذ "الإثبات في الوقت الفعلي" zk-snark في هذا الخطاب.
التوازي والتجميع: تحسين كفاءة التحقق من الكتل الكبيرة من خلال الحساب المتوازي وتجميع الإثبات. يمكن إثبات كل خطوة حسابية بشكل مستقل، ثم يتم تجميع هذه الأدلة لتقليل وقت الحساب واستهلاك الموارد أثناء عملية التحقق. ويمكن تحقيق ذلك من خلال الاستفادة من خصائص الحوسبة المتوازية والأنظمة الموزعة لتسريع عملية التحقق من الكتل واسعة النطاق.
تحسينات في تصميم الأجهزة: صمم ASIC خصيصًا لحسابات SNARK لتحسين كفاءة الحساب. على غرار ASICs المستخدمة في التعدين، يمكن لـ SNARK ASICs تسريع عملية حساب SNARK من خلال هياكل الأجهزة المخصصة والخوارزميات المحسنة، وبالتالي تحقيق سرعات تحقق أسرع وتكاليف أقل.
تحسين الخوارزمية: تحسين خوارزمية Snark بشكل أكبر، بما في ذلك Groth 16، وجدول البحث، وSnark 64 بت، وStark 32 بت، وما إلى ذلك، لتحسين كفاءة الخوارزمية وقابلية التوسع. بالإضافة إلى ذلك، يمكن البحث في وظائف التجزئة وخوارزميات التوقيع الأكثر كفاءة وتطويرها لجعلها أكثر ملاءمة لحسابات Snark ومواصلة تحسين سرعة التحقق واستخدام الموارد.
يدعو فيتاليك إلى اتجاه الحل الأول - الحوسبة المتوازية وتجميع الأدلة، الأمر الذي يتطلب تحسين السلاسل العامة ذات الصلة وعمليات تشغيل zk-snark، مثل الخصائص العودية لخوارزمية Plonk في خوارزمية zk-snark السابقة. التجميع غير متوفر حاليًا. لا يوجد حل أفضل لحل المشكلة المقابلة.
أما بالنسبة لتحسينات الخوارزمية، حاليًا في مجال zk-snark، فمن منظور الأداء، لا يزال الاتجاه السائد هو خوارزمية Groth 16. خوارزميات zk-snark اللاحقة تهدف في الغالب إلى حل مشكلة الإعدادات الموثوقة، ولا يوجد أي تحسن في سرعة التشغيل ووقت إنشاء الإثبات. هناك الكثير من التقدم، وفي خوارزمية zk-snark، يكون إعداد الثقة بسيطًا، فكلما تم تشغيله بشكل أسرع، كان الأمان أسوأ. لهذا السبب، وعلى أساس الأمن، يجب الاستمرار في بناء zk-snark لزيادة سرعته.
يتم دعم اتجاهي الحل المذكورين أعلاه بشكل أساسي من خلال النظرية، الأمر الذي سيستغرق وقتًا طويلاً لتحقيق اختراق، لذا بصرف النظر عن النظرية، هل يمكن تحقيق "الإثبات في الوقت الفعلي" بسرعة من خلال طرق أخرى؟ قد تكون تحسينات تصميم الأجهزة هي أفضل اختصار لتحقيق أهدافك.
قد يؤدي تسريع أجهزة ZK إلى تمكين "الإثبات في الوقت الفعلي" في أقرب وقت ممكن
من المحتوى السابق حول أداء zk-snark، ليس من الصعب العثور على أن القيد الحقيقي لأداء zk-snark يكمن في إنشاء البراهين، حيث يحدد حجم البرهان ومقياس الدائرة وقت إنشاء البراهين. في الوقت الحاضر، أصبحت معظم المشاريع أكثر تعقيدًا، كما أن حجم إثباتها وحجم دوائرها يتزايدان باستمرار، كما تتزايد قوة الحوسبة لتوليد البراهين، ولهذا السبب، ظهر مشروع تسريع الأجهزة ZK.
يوفر تسريع أجهزة ZK بشكل أساسي دعم طاقة الحوسبة لمهام NTT من النوع متعدد الحدود ومهام MSM ذات المنحنى الإهليلجي في إنشاء الإثبات، ومنطق التشغيل الرئيسي لهاتين المهمتين بسيط، ويتم تكرار معظم منطق الحساب، ويمكن إجراء حسابات متوازية.
لا تختلف أجهزة ZK كثيرًا عن أجهزة التعدين، فلا يزال هناك ثلاثة أنواع: GPU وFPGA وASIC. ومع ذلك، يعد حل GPU/FPGA حاليًا أكثر شيوعًا في مجال تسريع أجهزة ZK. وهذا الحل أسهل في التنفيذ كما يسهل الحصول على الملحقات ذات الصلة. ومع ذلك، بالمقارنة مع الحلين الأولين، تتمتع ASIC بإمكانيات أكبر وهي أيضًا واحدة من الحلول نقاط النمو الحالية في مجال تسريع أجهزة ZK.
حاليًا، يستخدم مشروع تسريع أجهزة ZK طريقتين لتوفير خدمات طاقة الحوسبة لمشاريع ZK ذات الصلة، بما في ذلك مبيعات الأجهزة وخدمات طاقة الحوسبة SaaS. مبيعات الأجهزة، كما يوحي الاسم، تبيع آلات التعدين تمامًا مثل Bitmain، أما خدمات الطاقة الحاسوبية SaaS فهي أشبه بتوفير سوق طاقة الحوسبة، حيث يمكن لمشاريع ZK شراء الطاقة الحاسوبية لمساعدة المشاريع في إنشاء أدلة ZK.
في الوقت الحاضر، يعد مجال تسريع أجهزة ZK متخصصًا نسبيًا، ولو لم يذكره فيتاليك في خطابه، لما عرف معظم الناس ما هي المشاريع الموجودة. ولهذا السبب، قامت Odaily Planet Daily بفرز المشاريع في هذا القطاع. هناك عدد قليل من المشاريع في هذا القطاع، من بينها Cysic وIngopedia وSupranational وUlvantanna وAuradine وهي مشاريع معروفة نسبيًا حاليًا.
من بينها، تجذب Cysic حاليًا الكثير من الاهتمام، كما أن تسريع أجهزة FPGA/ASIC الخاص بها متميز في أداء قوة الحوسبة، كما أن لديها سوق طاقة حوسبة لتزويد العملاء بخدمات دعم طاقة الحوسبة؛ Auradine أكثر شمولاً، والترويج الرئيسي لها هي آلات تعدين Bitcoin. كما أنها توفر أجهزة طاقة حوسبة ZK مقابلة، لكن أجهزة ZK ليست منتجها الرئيسي؛ تستخدم Ulvantanna بشكل أساسي مجموعات FPGA لتوفير دعم طاقة الحوسبة لمشروع ZK. ومن الجدير بالذكر أن Paradigm، وهو Web3 المعروف إن رأس المال هو مستثمره؛ والمشروع فوق الوطني فريد من نوعه. وكانت التحديثات على تويتر والموقع الرسمي اعتبارا من شهر مايو من العام الماضي، ومن غير المؤكد ما إذا كانت قيد التشغيل حاليا؛ توفر Ingopedia خدمتين لتسريع الأجهزة تعتمدان على GPU و FPGA.
شاهد النسخة الأصلية
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.
هل يمكن أن يعتمد إثبات ZK في الوقت الفعلي الذي ذكره Vitalik على تسريع أجهزة ZK؟
الأصل | أوديلي بلانيت ديلي
المؤلف |الزوج كيف
خلال كرنفال ويب 3 في هونغ كونغ لعام 2024، ألقى فيتاليك بوتيرين، المؤسس المشارك لإيثريوم، خطابًا بعنوان "الوصول إلى حدود تصميم البروتوكول". في هذا الخطاب، يشرح فيتاليك كيفية تحسين كفاءة zk-snark.
في خطابه، أشار فيتاليك إلى أن التطوير الحالي لـ blockchain يعتمد على التضحية بالخصوصية وقابلية التوسع، ويمكن لخصائص zk-snark معالجة التضحية بالخصوصية وقابلية التوسع. ومع ذلك، فإن كفاءة zk-snark منخفضة حاليًا، ففي الايثيريوم، يبلغ الوقت الذي تستغرقه عقدة الايثيريوم للتحقق من الكتلة حوالي 400 مللي ثانية، في حين أن الوقت الذي يستغرقه zk-snark للتحقق من كتلة الايثيريوم حوالي 20 دقيقة. مما يؤدي إلى توفير الخصوصية وقابلية التوسع للشبكة، ويكون وقت التشغيل أطول بمقدار 3000 مرة. لذلك، إذا كنت ترغب في تشغيل zk-snark في شبكة blockchain الحالية، فأنت بحاجة إلى توفير "دليل في الوقت الفعلي"، وإذا تم تقليل وقت إنشاء الإثبات، فيمكن تحسين الخصوصية وقابلية التوسع مع ضمان سرعة تشغيل blockchain. .
ما هي الطريقة التي يمكن أن تحقق "الدليل في الوقت الحقيقي"؟ ولتحقيق هذه الغاية، ستقوم Odaily Planet Daily بتحليل الأفكار التي قدمها فيتاليك في كلمته وتقديم مقدمة موجزة للمشاريع المقابلة.
zk-snark ينفذ ثلاثة اتجاهات "للإثبات في الوقت الفعلي"
قبل ذلك، دعونا نتعرف على zk-snark، الاسم الكامل لـ zk-snark هو برهان المعرفة الصفرية المختصر وغير التفاعلي، ولفهم أفضل، سنشرحه بشكل منفصل:
ما يلي هو مخطط تدفق عملية zk-snark. تفسير بسيط ل zk-snark من الصورة:
من خلال المقدمة أعلاه لعملية Zk-snark المتعلقة بـ Zcash، ليس من الصعب أن تجد أن zk-snark لا يتخذ خطوات كثيرة عند التحقق من الإثبات، وفي الوقت نفسه، وفقًا لخصائص zk-snark، يتم التحقق لا يستغرق الكثير من الوقت. وفقًا للإحصائيات ذات الصلة بـ zk-snark، فإن وقت التحقق والإثبات بشكل عام لا يتجاوز 80 مللي ثانية. والسبب في أن zk-snark يصبح عقبة أمام تشغيل السلسلة العامة هو الدليل المقدم من قبل المثبت.
الصورة أعلاه هي ملخص للتقنيات ذات الصلة بـ zk-snark الأكثر انتشارًا حاليًا، وليس من الصعب أن نجد منها أن حجم الإثبات ووقت إنشاء الإثبات ووقت التحقق هي معايير قياس zk-snark تكنولوجيا. بغض النظر عن وقت التحقق، فإن معظم بروفات zk-snark غير متوافقة مع المعايير التي استخدمها فيتاليك في Ethereum كمثال في بداية هذه المقالة من حيث حجم الإثبات ووقت التوليد، ومن الجدير بالذكر أن معظم التقنيات المذكورة أعلاه السلسلة العامة حيث لا يتمتع بوظيفة العقود الذكية، ولا يمكن مقارنته بحجم كتلة الإيثريوم، كما أن حجم الإثبات المطلوب ووقت إنشاء الإثبات أعلى.
ولتحقيق هذه الغاية، قدم Vitalik ثلاثة اتجاهات لتحسين الحلول لتنفيذ "الإثبات في الوقت الفعلي" zk-snark في هذا الخطاب.
يدعو فيتاليك إلى اتجاه الحل الأول - الحوسبة المتوازية وتجميع الأدلة، الأمر الذي يتطلب تحسين السلاسل العامة ذات الصلة وعمليات تشغيل zk-snark، مثل الخصائص العودية لخوارزمية Plonk في خوارزمية zk-snark السابقة. التجميع غير متوفر حاليًا. لا يوجد حل أفضل لحل المشكلة المقابلة.
أما بالنسبة لتحسينات الخوارزمية، حاليًا في مجال zk-snark، فمن منظور الأداء، لا يزال الاتجاه السائد هو خوارزمية Groth 16. خوارزميات zk-snark اللاحقة تهدف في الغالب إلى حل مشكلة الإعدادات الموثوقة، ولا يوجد أي تحسن في سرعة التشغيل ووقت إنشاء الإثبات. هناك الكثير من التقدم، وفي خوارزمية zk-snark، يكون إعداد الثقة بسيطًا، فكلما تم تشغيله بشكل أسرع، كان الأمان أسوأ. لهذا السبب، وعلى أساس الأمن، يجب الاستمرار في بناء zk-snark لزيادة سرعته.
يتم دعم اتجاهي الحل المذكورين أعلاه بشكل أساسي من خلال النظرية، الأمر الذي سيستغرق وقتًا طويلاً لتحقيق اختراق، لذا بصرف النظر عن النظرية، هل يمكن تحقيق "الإثبات في الوقت الفعلي" بسرعة من خلال طرق أخرى؟ قد تكون تحسينات تصميم الأجهزة هي أفضل اختصار لتحقيق أهدافك.
قد يؤدي تسريع أجهزة ZK إلى تمكين "الإثبات في الوقت الفعلي" في أقرب وقت ممكن
من المحتوى السابق حول أداء zk-snark، ليس من الصعب العثور على أن القيد الحقيقي لأداء zk-snark يكمن في إنشاء البراهين، حيث يحدد حجم البرهان ومقياس الدائرة وقت إنشاء البراهين. في الوقت الحاضر، أصبحت معظم المشاريع أكثر تعقيدًا، كما أن حجم إثباتها وحجم دوائرها يتزايدان باستمرار، كما تتزايد قوة الحوسبة لتوليد البراهين، ولهذا السبب، ظهر مشروع تسريع الأجهزة ZK.
يوفر تسريع أجهزة ZK بشكل أساسي دعم طاقة الحوسبة لمهام NTT من النوع متعدد الحدود ومهام MSM ذات المنحنى الإهليلجي في إنشاء الإثبات، ومنطق التشغيل الرئيسي لهاتين المهمتين بسيط، ويتم تكرار معظم منطق الحساب، ويمكن إجراء حسابات متوازية.
لا تختلف أجهزة ZK كثيرًا عن أجهزة التعدين، فلا يزال هناك ثلاثة أنواع: GPU وFPGA وASIC. ومع ذلك، يعد حل GPU/FPGA حاليًا أكثر شيوعًا في مجال تسريع أجهزة ZK. وهذا الحل أسهل في التنفيذ كما يسهل الحصول على الملحقات ذات الصلة. ومع ذلك، بالمقارنة مع الحلين الأولين، تتمتع ASIC بإمكانيات أكبر وهي أيضًا واحدة من الحلول نقاط النمو الحالية في مجال تسريع أجهزة ZK.
حاليًا، يستخدم مشروع تسريع أجهزة ZK طريقتين لتوفير خدمات طاقة الحوسبة لمشاريع ZK ذات الصلة، بما في ذلك مبيعات الأجهزة وخدمات طاقة الحوسبة SaaS. مبيعات الأجهزة، كما يوحي الاسم، تبيع آلات التعدين تمامًا مثل Bitmain، أما خدمات الطاقة الحاسوبية SaaS فهي أشبه بتوفير سوق طاقة الحوسبة، حيث يمكن لمشاريع ZK شراء الطاقة الحاسوبية لمساعدة المشاريع في إنشاء أدلة ZK.
في الوقت الحاضر، يعد مجال تسريع أجهزة ZK متخصصًا نسبيًا، ولو لم يذكره فيتاليك في خطابه، لما عرف معظم الناس ما هي المشاريع الموجودة. ولهذا السبب، قامت Odaily Planet Daily بفرز المشاريع في هذا القطاع. هناك عدد قليل من المشاريع في هذا القطاع، من بينها Cysic وIngopedia وSupranational وUlvantanna وAuradine وهي مشاريع معروفة نسبيًا حاليًا.
من بينها، تجذب Cysic حاليًا الكثير من الاهتمام، كما أن تسريع أجهزة FPGA/ASIC الخاص بها متميز في أداء قوة الحوسبة، كما أن لديها سوق طاقة حوسبة لتزويد العملاء بخدمات دعم طاقة الحوسبة؛ Auradine أكثر شمولاً، والترويج الرئيسي لها هي آلات تعدين Bitcoin. كما أنها توفر أجهزة طاقة حوسبة ZK مقابلة، لكن أجهزة ZK ليست منتجها الرئيسي؛ تستخدم Ulvantanna بشكل أساسي مجموعات FPGA لتوفير دعم طاقة الحوسبة لمشروع ZK. ومن الجدير بالذكر أن Paradigm، وهو Web3 المعروف إن رأس المال هو مستثمره؛ والمشروع فوق الوطني فريد من نوعه. وكانت التحديثات على تويتر والموقع الرسمي اعتبارا من شهر مايو من العام الماضي، ومن غير المؤكد ما إذا كانت قيد التشغيل حاليا؛ توفر Ingopedia خدمتين لتسريع الأجهزة تعتمدان على GPU و FPGA.