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Auteur: Lindabell
Lors d’une récente conférence DevCon, Justin Drake, membre de base de la Fondation Ethereum, a proposé la proposition de chaîne de faisceau, prévoyant de mettre à niveau la couche de consensus Ethereum via Zksnark et ZKVM Technologies pour améliorer l’évolutivité, la sécurité et l’efficacité du réseau.Cette vision a également apporté l’importance du ZKVM à nouveau à l’attention.En tant que machine virtuelle générale de connaissances zéro, ZKVM peut gérer l’informatique complexe d’une manière plus flexible et efficace, tout en se débarrassant de la dépendance à la logique de contrat intelligente traditionnelle.
Poussés par cette tendance, des projets tels que Risc Zero, Succcinct et Cysic sont considérés comme des acteurs importants dans la conduite de l’innovation dans ce domaine.Parmi eux, Risc Zero a développé une série d’outils open source tels que Zeth, Kailua et Bonsai avec ZKVM basé sur l’architecture RISC-V, qui non seulement améliore les performances de la vérification et du rollup des blocs, mais fournit également un support technique pour les mises à niveau d’Ethereum ZK .
RISC ZKVM Matrice de produits écologiques: de la technologie de base à l’application de scénario
RISC Zero est une implémentation ZKVM basée sur l’architecture de l’ensemble d’instructions RISC-V.Par rapport aux autres plates-formes technologiques de connaissances zéro, les provers et validateurs de Risc Zero sont entièrement open source, et les développeurs peuvent générer et vérifier les preuves localement.De plus, le validateur de Risc Zero est compatible avec plusieurs plates-formes et peut s’adapter à différents écosystèmes de blockchain, simplifiant le processus de développement des applications décentralisées.
En juin de cette année, Risc Zero a publié ZKVM 1.0.ZKVM 1.0 prend en charge non seulement plusieurs langages et des tâches de calcul complexes, mais utilise également la technologie des continuations pour segmenter le calcul à grande échelle en plusieurs petits segments pour atteindre un calcul et une vérification parallèles efficaces.Selon la feuille de route, Risc Zero prévoit d’obtenir des améliorations 20X des performances et des coûts du ZKVM d’ici la fin de 2024, avec des optimisations comprenant une migration complète du processus de preuve vers le GPU (80% terminé), l’introduction de nouveaux conceptions de circuits RISC-V V2 RISC-V V2 et ciblant la récursivité de la récursivité des circuits, etc.Dans le même temps, Risc Zero intègre une série de modules d’accélération pour les algorithmes tels que RSA, Keccak, ECDSA, etc. pour améliorer les performances des tâches liées à Ethereum et des opérations de cryptage.
En se concentrant sur les capacités de base du ZKVM, Risc Zero a également développé une série d’outils et de produits open source.Par exemple, via le réseau Bonsai, les services de preuve peuvent être générés par les développeurs sans matériel dédié; Blobstream Zero offre plus de possibilités de partage et de vérification des données dans l’écosystème de la blockchain modulaire en pontant la couche de disponibilité des données Celestia.
Zeth: Prouvez que l’ensemble du bloc Ethereum est correctement construit
Zeth est un élément de bloc d’open source et de connaissances de la connaissance développé par Risc Zero en fonction de sa technologie ZKVM.Risc Zero définit Zeth comme ZKEVM de type-0, qui est non seulement entièrement compatible avec le protocole Ethereum, mais améliore également l’efficacité de développement par réutilisation du code.
Dans l’article « différents types de ZK-Evms », Vitalik Buterin, co-fondateur d’Ethereum, divise Zkevm en quatre catégories, parmi lesquelles le type 1 s’efforce d’être complètement et sans compromis équivalent à Ethereum; à EVM, mais n’est pas complètement équivalent à Ethereum;
Grâce aux performances élevées de Risc Zero ZKVM, Zeth est capable de vérifier le bloc Ethereum en quelques minutes.Les données de test montrent que Zeth peut générer des preuves de blocs à 1,1 MHz et étendre le cluster GPU avec la fonction « Contenue » pour augmenter la vitesse à 4,7 MHz à 6,3 MHz.Cette optimisation des performances réduit également le coût de la production de preuve.Selon le test, un bloc avec 182 transactions avait un coût de production éprouvé de seulement 21,72 $, avec un coût d’environ 0,11 $ par transaction.
Dans le même temps, pendant le développement de Zeth, l’équipe Risc Zero a utilisé pleinement les composants de l’écosystème de la rouille, tels que Revm, Ethers et Alloy, permettant aux développeurs d’implémenter rapidement les fonctions de preuve de bloc et de les appliquer à différents scénarios.Cette conception offre aux développeurs plus de flexibilité pour ajuster la logique de construction de blocs au besoin et s’adapter aux futures propositions d’amélioration Ethereum.
Au niveau de l’application, Zeth fournit des solutions efficaces pour ZK Rollup, le client léger et les ponts transversales.La construction de ZK Rollup et Zkevm traditionnels prend beaucoup de temps et d’argent, ce qui décourage les petites équipes.Zeth est basé sur une architecture ZKVM modulaire, permettant aux développeurs de personnaliser facilement la logique de vérification des blocs.Par exemple:
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ZK Rollup: Zeth peut rapidement mettre en œuvre la preuve des blocs, raccourcir le cycle de développement de ZK Rollup et réduire les investissements en capital.
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Client léger: Vérifiez la validité du bloc sans reconstruire les blocs et réduire les coûts d’exploitation.
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Bridge transversal: Zeth peut vérifier l’exactitude des données transversales sans divulguer d’informations sensibles sur la chaîne, ce qui réduit la dépendance de la confiance à des tiers et réduit le risque d’attaques transversales.
En mai de cette année, Zeth s’est étendue avec succès pour soutenir l’extraction des données de bloc d’optimisme du Mainnet Ethereum et générer ZKP pour vérifier l’exactitude du bloc, et prend également en charge la vérification sur la chaîne.C’est-à-dire qu’avec l’aide de Zeth, l’optimisme peut vérifier plus efficacement les transactions et résoudre les litiges de transaction.
Bonsaï: permet aux développeurs de générer des preuves sans utiliser leur propre matériel
Bonsai est un service de preuve distant conçu pour les applications ZKVM, permettant aux développeurs de générer des preuves sans utiliser leur propre matériel, résolvant ainsi la contradiction entre les ressources informatiques limitées en chaîne et les coûts élevés.Grâce à Bonsai, les développeurs doivent uniquement définir l’application ZKVM qui doit être exécutée et les données d’entrée.Ce processus élimine complètement la nécessité pour les développeurs de déployer des appareils matériels supplémentaires.Dans le même temps, le bonsaï utilise un grand nombre de clusters GPU pour prendre en charge le traitement parallèle de plusieurs tâches informatiques.De plus, le bonsaï fournit une interface API et SDK simple et facile à utiliser, permettant aux développeurs de l’intégrer facilement dans les systèmes existants, réduisant davantage les difficultés de développement.
Sur la base de ce service de preuve distant, Risc Zero a lancé l’outil Open Source Bonsai Pay, qui combine l’authentification d’identité OAuth2.0 et la technologie ZKP, permettant aux utilisateurs d’envoyer ou de recevoir des jetons sur le réseau Ethereum via leurs comptes Google.Par exemple, lorsque Alice veut transférer des fonds à Bob, Alice peut saisir le courrier électronique de Bob et le montant du montant par Bobs via Bonsai Pay.Bob peut ensuite se connecter à Bonsai Pay et entrez votre adresse e-mail et terminer l’authentification du compte Google.Bonsai Pay utilisera OAuth 2.0 pour générer des jetons autorisés, prouvant que Bob est en effet le détenteur de la boîte aux lettres.Bonsai Pay appelle ensuite le service Bonsai Proof pour générer une preuve de connaissance zéro que le compte Google de Bob est associé à l’adresse du portefeuille.Après la vérification du contrat intelligent, les fonds sont déverrouillés et transférés à l’adresse du portefeuille de Bob.
Pendant tout le processus, Bonsai Pay a vérifié le fait que « le compte Google de Bob est associé à son adresse de portefeuille » via la technologie ZKP et a évité la divulgation d’informations spécifiques sur tout compte Google.
Une autre application importante du bonsaï est le coprocesseur Bonsai ZK (co-processeur ZK).Il utilise une technologie de preuve de connaissance zéro pour transférer des tâches informatiques complexes de la chaîne à la chain hors chaîne et génère des preuves sans stimage pour assurer l’exactitude des résultats.Dans le même temps, le déploiement du coprocesseur de bonsaï est également très simple.Tout au long du processus, le service Bonsai Proof est chargé de générer des preuves de connaissances nulles pour l’informatique hors chaîne, qui peut être vérifiée sur la chaîne.
Le coprocesseur Bonsai ZK convient aux applications sur chaîne qui nécessitent des performances élevées et un faible coût.Par exemple, dans la gouvernance du DAO, il peut transférer des calculs de vote complexes hors chaîne, réduisant considérablement les frais de gaz en chaîne.Le gouverneur de Bonsai DAO réduit le coût du gaz par billet de plus de 50% par le biais de coprocesseurs, améliorant efficacement l’efficacité de la gouvernance et réduisant le seuil de participation.
Sans limites: couche informatique vérifiée
Dans l’architecture traditionnelle de la blockchain, afin d’assurer la validité des transactions, tous les nœuds doivent effectuer tous les calculs pour chaque transaction à plusieurs reprises.Bien que ce modèle de «réexécution globale» puisse assurer la sécurité et la cohérence, elle entraîne également des coûts informatiques extrêmement élevés.Pour résoudre ce problème, Risc Zero a lancé Boundless, ce qui permet à un seul nœud de générer une preuve de connaissance zéro vérifiable après avoir terminé le calcul.
Boundless simplifie le processus de vérification par des techniques combinatoires récursives.Il combine plusieurs petites preuves de connaissances zéro dans une preuve entière, permettant au vérificateur de vérifier une seule preuve totale sans avoir à vérifier toutes les étapes de preuve une par une.Afin d’optimiser davantage l’efficacité de génération des preuves de connaissances zéro, Boundless a des circuits d’accélération de cryptographie dédiés intégrés, ce qui optimise l’efficacité des tâches communes telles que le calcul du hachage et la vérification de la signature numérique.
De plus, les développeurs utilisent sans limites sans compréhension approfondie des technologies de connaissances zéro, écrivez simplement des applications dans des langages de programmation familiers tels que la rouille ou la solidité.Actuellement, Boundless a été ouvert aux développeurs pour un accès gratuit.Sans migrer les systèmes existants ou mettre à jour les contrats de vérification, les développeurs peuvent utiliser les services de preuve fournis par Boundless pour créer et déployer rapidement les applications de connaissances zéro sur n’importe quelle blockchain.
Blobstream Zero: pont transversal pour ZKVMS qui simplifie la vérification des données transversales
Blobstream Zero est un pont transversal basé sur ZKVM lancé par Risc Zero et Celestia, visant à connecter de manière transparente la couche de disponibilité des données de Celestia à l’écosystème de blockchain modulaire existant.En partageant et en vérifiant les données sur Celestia, BlobStream Zero permet une transmission et une vérification plus faciles de données entre les chaînes.
En tant que produit public entièrement open source, BlobStream Zero permet à tout projet ou développeur d’exécuter des instances locales et de générer des preuves de connaissances zéro.De plus, BlobStream Zero est en mesure de prendre en charge les coprocesseurs ZK.Le coprocesseur ZK est essentiellement un outil de calcul hors chaîne, il nécessite donc des données fiables pour effectuer les calculs.Blobstream Zero peut obtenir des données à partir de blockchains tels que Celestia, et peut prouver que les données transmises sont fiables en générant des preuves ZK.
ACTEUR: Un nouveau paradigme de contrats intelligents pour l’exécution hors chaîne et la vérification en chaîne
Steel est un outil open source lancé par Risc Zero, qui utilise la technologie ZKVM pour permettre une exécution de contrat intelligente vérifiable hors chaîne.Grâce à l’acier, les développeurs peuvent transférer des opérations EVM de la chaîne à l’exécution hors chaîne, tout en générant des preuves de connaissances nulles pour assurer l’authenticité et la vérifiabilité des résultats du calcul.
Les contrats intelligents traditionnels nécessitent l’exécution complète de toute logique sur la chaîne, ce qui est non seulement coûteux pour le gaz, mais limite également le développement d’applications complexes.Les mécanismes de calcul hors chaîne et de vérification sur chaîne de Steel résolvent ce problème.Par exemple, dans un simple contrat intelligent, déterminez si le solde ERC20 d’un compte est supérieur à 1 et incrémente la variable de contre-variable.Les méthodes traditionnelles nécessitent une exécution complète de la logique sur la chaîne, tandis que l’acier complète les calculs hors de la chaîne et génère des preuves de connaissances zéro.
Actuellement, Risc Zero a publié Steel 1.0 et les partenaires ont déjà utilisé cet outil pour développer des applications.Par exemple, dans un appel de contrat qui gère environ 400 000 opérations de sload, le calcul est transféré à l’exécution hors chaîne via l’acier, et la preuve de connaissance zéro générée est ensuite vérifiée en chaîne.Les coûts de production de preuve sont inférieurs à 10 $ et les coûts de vérification sur chaîne sont inférieurs à 300 000 gaz.
Kailua: une solution ZK hybride qui anime l’innovation d’architecture Rollup
Après la publication de Zeth, Risc Zero a lancé Kailua, visant à fournir une solution de mise à niveau pour le rollup d’optimisme vers un Rollup ZK hybride.Le rollup optimiste traditionnel prend généralement une période de défi de 7 jours, ce qui entraîne une endurance plus lente dans les transactions, tandis que ZK Rollup peut atteindre une endurance rapidement, le coût de la génération continue des preuves de connaissances zéro est trop élevée.Kailua combine les avantages des deux pour atteindre un équilibre entre le coût et l’efficacité grâce à une architecture hybride.En tant qu’extension du cadre Optimism Kona, Kailua prend non seulement un support non modifié KONA pour fonctionner sur ZKVM, mais introduit également des mécanismes innovants de règlement des différends qui réduisent les exigences de mise en place et les retards de fin de la visée, améliorant ainsi l’efficacité et la disponibilité du système.
Dans l’architecture de Kailua, le mécanisme des litiges adopte une conception complètement nouvelle.Premièrement, son mécanisme de règlement des différends élimine la limite de temps, permettant aux vérificateurs d’avoir suffisamment de temps pour générer des preuves lors de la rencontre de situations spéciales telles que les interruptions de réseau, améliorant ainsi la flexibilité du système.Même dans les cas extrêmes, l’architecture d’extension de Risc Zero ZKVM peut être prouvée en une heure.De plus, la fonction de vérification à la demande de Kailua permet aux développeurs de configurer flexiblement la fréquence de vérification pour passer progressivement vers le mode Rollup entièrement validé à un coût inférieur.
Contrairement à ZK Rollup, la conception de Kailua ne nécessite pas de génération de preuves continues.Pour les blocs vides à basse fréquence ou le roulement avec des exigences de contrat spéciaux, Kailua offre une option plus rentable.Dans le même temps, Kailua réduit également considérablement les exigences de coût de mise en œuvre du rollup.Le volume de gage de Rollup optimiste traditionnel augmentera linéairement avec des cycles de fin de vie plus longs, tandis que la conception optimisée de Kailua fixe les exigences de gage, afin que le système puisse toujours maintenir la sécurité et l’activité à un coût inférieur, même sur une longue période.
Actuellement, Kailua est entièrement open source.Les développeurs peuvent utiliser leurs outils de ligne de commande pour déployer des réseaux de test d’optimisme locaux et passer rapidement à un réseau qui prend en charge la preuve de défaillance ZK.Kailua prend également en charge les propositions de défaillance simulées pour aider les développeurs à comprendre comment les validateurs défient l’état des erreurs via ZKVM pour mieux comprendre son mécanisme de règlement des différends.À l’avenir, Kailua optimisera davantage les coûts et les performances et se développera à plus de support Framework Rollup.
Résumer
Comme on peut le voir à partir de ce qui précède, la matrice de produits ZKVM de Risc Zero stimule le développement d’une technologie de preuve de connaissance zéro dans plusieurs domaines.Zeth et Kailua se concentrent sur l’optimisation de l’architecture Rollup, l’amélioration de l’efficacité de vérification des blocs et de la vitesse de règlement des différends.Bonsai fournit des services de preuve distante, réduisant les coûts de dépendance matérielle et de fonctionnement et permettant aux développeurs de créer des applications plus efficacement.Blobstream Zero fournit une prise en charge fiable pour l’écosystème de la blockchain modulaire en vérifiant efficacement les données transversales.De plus, l’acier réduit le coût du gaz de l’exécution des contrats intelligents grâce à l’informatique hors chaîne et à la vérification sur la chaîne.
Bien sûr, tout en améliorant continuellement la matrice de produits ZKVM, Risc Zero continue également de promouvoir l’innovation dans la technologie sous-jacente du ZKVM.Récemment, Risc Zero ZKVM a publié la version 1.2, introduisant une nouvelle méthode de précompilation qui permet aux développeurs de déployer une logique précompilée avec des applications sans avoir à être intégrée dans ZKVM lui-même.Cela signifie que les développeurs peuvent ajouter une nouvelle logique précompilée sans modifier le contrat de vérification sur chaîne ou coordonner la configuration de la relecteurs, ou la fourniture ou les modifications majeures de ZKVM pour l’optimisation des performances.De plus, en appliquant la précompilation de définition, le coût de calcul de la génération de preuve peut également être réduit.Par exemple, après que la RSA intégrée par Automates soit précompilée, le cycle d’exécution est réduit de 39 millions à 217 000, soit environ 180 fois réduit le coût.
Avec l’optimisation continue de la technologie ZKVM, son potentiel de développement sera progressivement reflété dans plusieurs scénarios d’application.
