專用 VS 通用 ZK:哪一個才是未來?

作者: mo 來源:X,@no89thkey 翻譯:善歐巴,比特鏈視界

讓我嘗試用一個數字來回答這個問題:

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我們是否有可能僅收斂於權衡平面中的一個神奇的最佳點? 不,鏈下可驗證計算的未來是一條連續曲線,模糊了專用 ZK 和通用 ZK 之間的界限。請允許我解釋一下這些術語在歷史上是如何演變的,以及它們在未來將如何融合。

兩年前,「專業」的 ZK 基礎設施意味著 circom、Halo2 和 arkworks 等低級電路框架。用這些構建的 ZK 應用程式本質上是手寫的 ZK 電路。它們對於非常具體的任務來說速度快且成本低,但通常難以開發和維護。它們類似於當今IC行業中的各種專用集成電路晶片(物理矽),例如 NAND 晶片和控制器晶片。

然而,在過去的兩年裡, 「專業化」的 ZK 基礎設施已經發展成為更加「通用化」的基礎設施。
我們現在擁有 ZKML、ZK 協處理器和 ZKSQL 框架,它們提供易於使用和高度可編程的 SDK,可以構建不同類別的 ZK 應用程式,而無需編寫一行 ZK 電路代碼。例如,ZK 協處理器允許智能合約無需信任地訪問歷史區塊鏈狀態/事件/交易,並對這些數據運行任意計算。ZKML 使智能合約能夠可靠地利用人工智慧推理結果來實現廣泛的機器學習模型。

這些演進的框架顯著提高了其目標領域內的可編程性,同時仍然保持高性能和低成本,因為抽象層(SDK/API)很薄並且接近裸機電路。它們類似於 IC 市場中的 GPU、TPU 和 FPGA:它們是可編程的領域專家。

ZKVM 在過去兩年中也取得了長足的發展。值得注意的是,所有通用 ZKVM 都是構建在低級、專用 ZK 框架之上的。這個想法是,您可以用高級語言(甚至比 SDK/API 更加用戶友好)編寫 ZK 應用程式,這些應用程式可以編譯為指令集(RISC-V 或 WASM 類)的專用電路的組合。在我們對 IC 行業的類比中,它們就像 CPU 晶片。
ZKVM 是低級 ZK 框架之上的一個抽象層,就像 ZK 協處理器等一樣,儘管是一個更厚的層。

正如一位智者曾經說過的,一層抽象可以解決每個計算機科學問題,但同時會產生另一個問題。我的朋友,權衡就是這裡遊戲的名稱。從根本上說,對於 ZKVM,我們在性能和通用性之間進行權衡。

兩年前,ZKVM 的「裸機」性能確實很糟糕。然而,短短兩年時間,ZKVM 的性能有了顯著提升。為什麼?
因為這些「通用」的 ZKVM 已經變得更加「專業」了!性能提升的一個關鍵領域來自「預編譯」。這些預編譯是專門的 ZK 電路,可以計算常用的高級程序,例如 SHA2 和各種籤名驗證,比將它們分解為指令電路的正常流程要快得多。

因此,現在的趨勢已經很明顯了。
專業化的 ZK 基礎設施正變得越來越通用,而通用化的 ZKVM 也正變得更加專業化!

對於過去幾年的這兩種解決方案,優化是實現比以前更好的權衡點:在一個點上做得更好,而不犧牲另一點。這就是為什麼雙方都覺得「我們絕對是未來」。

然而,計算機科學智慧告訴我們所有人,在某一時刻,我們將遇到「帕累託最優牆」(綠色虛線),在這種情況下,我們無法在不犧牲另一種特徵的情況下改善一種特徵。
因此,一個價值百萬美元的問題出現了:其中一種會在適當的時候完全取代另一種嗎?

如果 IC 行業的類比能有所幫助的話:CPU 的市場規模為 1,260 億美元,整個 IC 行業,加上所有「專用」IC,市場規模為 5,150 億美元。我確實相信,在微觀層面上,歷史將在這裡押韻,並且不會相互取代。

話雖如此,今天沒有人說,「嘿,我正在使用一臺完全由通用 CPU 驅動的計算機」,或者「嘿,看看這個由專用 IC 驅動的奇特機器人。」
是的,我們確實應該從宏觀層面來看待這件事,未來就是提供一個權衡曲線,讓開發者根據個人需求靈活選擇。

未來,領域專家 ZK 基礎設施和通用 ZKVM 可以並且將會協同工作。這可以多種形式發生。
如今,最簡單的方法已經成為可能。例如,您可能使用 ZK 協處理器在區塊鏈交易的長期歷史中生成一些計算結果,但這些數據之上的計算業務邏輯非常複雜,以至於您無法輕鬆地在 SDK/API 中表達它。

你能做的就是獲得數據和中間計算結果的高性能和低成本的 ZK 證明,然後通過證明遞歸將它們匯集到廣義 VM。

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雖然我確實認為這些類型的辯論很有趣,但我知道我們都在為由鏈下可驗證計算提供支持的區塊鏈構建異步計算的未來。當我們看到未來幾年出現大規模用戶採用的用例時,我相信這場爭論可以輕鬆解決。

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