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Autor: Lindabell
En una conferencia reciente de Devcon, Justin Drake, un miembro central de la Fundación Ethereum, propuso la propuesta de la cadena del haz, planeando actualizar la capa de consenso de Ethereum a través de las tecnologías Zksnark y ZKVM para mejorar la escalabilidad, la seguridad y la eficiencia de la red.Esta visión también llamó la atención de ZKVM nuevamente.Como una máquina virtual general de conocimiento cero, ZKVM puede manejar la informática compleja de una manera más flexible y eficiente, al tiempo que elimina la dependencia de la lógica tradicional del contrato inteligente.
Impulsados por esta tendencia, proyectos como RISC Zero, sucinto y cysic son vistos como jugadores importantes para impulsar la innovación en este campo.Entre ellos, RISC Zero ha desarrollado una serie de herramientas de código abierto como Zeth, Kailua y Bonsai con ZKVM basado en la arquitectura RISC-V, que no solo mejora el rendimiento de la verificación de bloques y el rollo, sino que también proporciona soporte técnico para las actualizaciones de Ethereum ZK .
RISC ZKVM Matriz de productos ecológicos: desde la tecnología central hasta la aplicación de escenario
RISC Zero es una implementación de ZKVM basada en la arquitectura del conjunto de instrucciones RISC-V.En comparación con otras plataformas de tecnología de conocimiento cero, los proverso y validadores de RISC Zero son de código abierto, y los desarrolladores pueden generar y verificar pruebas localmente.Además, el validador de RISC Zero es compatible con múltiples plataformas y puede adaptarse a diferentes ecosistemas de blockchain, simplificando el proceso de desarrollo de aplicaciones descentralizadas.
En junio de este año, RISC Zero lanzó ZKVM 1.0.ZKVM 1.0 no solo admite múltiples idiomas y tareas informáticas complejas, sino que también utiliza tecnología de continuaciones para segmentar la computación a gran escala en múltiples segmentos pequeños para lograr una computación y verificación paralela eficientes.Según la hoja de ruta, RISC Zero planea lograr mejoras de 20x en el rendimiento y el costo de ZKVM para fines de 2024, con optimizaciones que incluyen la migración completa del proceso de prueba a la GPU (80% completado), Introducción de nuevos diseños de circuitos RISC-V V2 y apuntar a la recursión especial de optimización de circuitos, etc.Al mismo tiempo, RISC Zero está integrando una serie de módulos de aceleración para algoritmos como RSA, Keccak, ECDSA, etc. para mejorar el rendimiento de las tareas y las operaciones de cifrado relacionadas con Ethereum.
Centrándose en las capacidades centrales de ZKVM, RISC Zero también ha desarrollado una serie de herramientas y productos de código abierto.Por ejemplo, a través de la red de bonsai, los desarrolladores pueden generar el servicio a prueba sin hardware dedicado; ;
Zeth: Demuestre que todo el bloque Ethereum está construido correctamente
Zeth es un comprobante de bloqueo de conocimiento cero de código abierto desarrollado por RISC cero basado en su tecnología ZKVM.RISC cero define Zeth como ZKEVM Tipo-0, que no solo es completamente compatible con el protocolo Ethereum, sino que también mejora la eficiencia del desarrollo a través de la reutilización del código.
En el artículo «Diferentes tipos de ZK-EVM», Vitalik Buterin, cofundador de Ethereum, divide Zkevm en cuatro categorías, entre las cuales el tipo 1 se esfuerza por ser completamente e intransigente equivalente a Ethereum; para EVM, pero no es completamente equivalente a Ethereum;
Gracias al alto rendimiento de RISC cero ZKVM, Zeth puede verificar el bloque Ethereum en solo minutos.Los datos de prueba muestran que Zeth puede generar pruebas de bloque a 1.1 MHz y extender el clúster de GPU con la característica de «continuaciones» para aumentar la velocidad a 4.7 MHz a 6.3 MHz.Esta optimización del rendimiento también reduce el costo de la generación de pruebas.Según la prueba, un bloque con 182 transacciones tenía un costo de generación probado de solo $ 21.72, con un costo de aproximadamente $ 0.11 por transacción.
Al mismo tiempo, durante el desarrollo de Zeth, el equipo RISC Zero hizo uso completo de los componentes del ecosistema de óxido, como RevM, Esters y Alloy, permitiendo a los desarrolladores implementar rápidamente funciones a prueba de bloques y aplicarlos a diferentes escenarios.Este diseño proporciona a los desarrolladores más flexibilidad para ajustar la lógica de la construcción de bloques según sea necesario y adaptarse a futuras propuestas de mejora de Ethereum.
En el nivel de aplicación, Zeth proporciona soluciones eficientes para ZK Rollup, Light Client y Cross Chain Bridges.La construcción de ZK Rollup y Zkevm tradicional requiere mucho tiempo y dinero, lo que desalienta a los pequeños equipos.Zeth se basa en una arquitectura ZKVM modular, lo que permite a los desarrolladores personalizar fácilmente la lógica de verificación de bloques.Por ejemplo:
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Rollup ZK: Zeth puede implementar rápidamente la prueba de bloques, acortar el ciclo de desarrollo de ZK Rollup y reducir la inversión de capital.
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Cliente de luz: verifique la validez del bloque sin reconstruir bloques y reducir los costos operativos.
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Puente de cadena cruzada: Zeth puede verificar la corrección de los datos de la cadena cruzada sin filtrar información confidencial sobre la cadena, lo que reduce la dependencia de la confianza de terceros y reduce el riesgo de ataques de cadena cruzada.
En mayo de este año, Zeth se expandió con éxito para respaldar la extracción de datos de bloqueo de optimismo del Ethereum Mainnet y generar ZKP para verificar la corrección de los bloques, y también admite la verificación en la cadena.Es decir, con la ayuda de Zeth, el optimismo puede verificar de manera más eficiente las transacciones y resolver disputas de transacciones.
Bonsai: permite a los desarrolladores generar pruebas sin usar su propio hardware
Bonsai es un servicio de prueba remota diseñada para aplicaciones ZKVM, lo que permite a los desarrolladores generar pruebas sin usar su propio hardware, resolviendo así la contradicción entre los recursos informáticos limitados en la cadena y los altos costos.A través de Bonsai, los desarrolladores solo necesitan definir la aplicación ZKVM que necesita ser ejecutada y los datos de entrada pueden ejecutar los cálculos en segundo plano y generar pruebas de conocimiento cero correspondientes.Este proceso elimina por completo la necesidad de que los desarrolladores implementen dispositivos de hardware adicionales.Al mismo tiempo, Bonsai utiliza una gran cantidad de grupos de GPU para admitir el procesamiento paralelo de múltiples tareas informáticas.Además, Bonsai proporciona una interfaz API y SDK simple y fácil de usar, lo que permite a los desarrolladores integrarlo fácilmente en los sistemas existentes, reduciendo aún más las dificultades de desarrollo.
Según este servicio de prueba remota, RISC Zero ha lanzado la herramienta de código abierto Bonsai Pay, que combina la autenticación de identidad OAuth2.0 y la tecnología ZKP, lo que permite a los usuarios enviar o recibir tokens en la red Ethereum a través de una cuenta de Google.Por ejemplo, cuando Alice quiere transferir fondos a Bob, Alice puede ingresar el correo electrónico de Google de Bob y transferir el monto a través de Bonsai Pay.Bob puede iniciar sesión en Bonsai Pay e ingresar su dirección de correo electrónico y completar la autenticación de la cuenta de Google.Bonsai Pay utilizará OAuth 2.0 para generar tokens autorizados, lo que demuestra que Bob es el titular del buzón.Bonsai Pay luego llama al servicio de prueba de bonsai para generar una prueba de conocimiento cero de que la cuenta de Google de Bob está asociada con la dirección de la billetera.Después de verificar el contrato inteligente, los fondos se desbloquean y se transfieren a la dirección de billetera de Bob.
Durante todo el proceso, Bonsai Pay verificó el hecho de que «la cuenta de Google de Bob está asociada con su dirección de billetera» a través de la tecnología ZKP, y evitó la divulgación de información específica sobre cualquier cuenta de Google.
Otra aplicación importante de bonsai es el coprocesador de Bonsai ZK (coprocesador de ZK).Utiliza la tecnología de prueba de conocimiento cero para transferir tareas informáticas complejas de la cadena a la cadena y genera pruebas sin manipulación para garantizar la corrección de los resultados.Al mismo tiempo, la implementación del coprocesador de bonsai también es muy simple.A lo largo del proceso, el servicio de prueba de bonsai es responsable de generar pruebas de conocimiento cero para la computación fuera de la cadena, que se puede verificar en la cadena.
El coprocesador de Bonsai ZK es adecuado para aplicaciones en cadena que requieren alto rendimiento y bajo costo.Por ejemplo, en la gobernanza de DAO, puede transferir cálculos de votación complejos fuera de la cadena, lo que reduce significativamente las tarifas de gas en la cadena.El gobernador de Bonsai DAO reduce el costo de gas por boleto en más del 50% a través de los coprocesadores, mejorando efectivamente la eficiencia de la gobernanza y reduciendo el umbral para la participación.
Iimensos: capa de computación verificada
En la arquitectura tradicional de blockchain, para garantizar la validez de las transacciones, todos los nodos deben realizar todos los cálculos para cada transacción repetidamente.Aunque este modelo de «re-ejecución global» puede garantizar la seguridad y la consistencia, también aporta costos informáticos extremadamente altos.Para resolver este problema, RISC Zero se lanzó Boundless, lo que permite que un solo nodo genere una prueba de conocimiento cero verificable después de completar el cálculo.
Boundless simplifica el proceso de verificación a través de técnicas combinatorias recursivas.Combina múltiples pruebas pequeñas de conocimiento cero en una prueba completa, lo que permite que el verificador verifique solo una prueba total sin tener que verificar todas las etapas de prueba una por una.Para optimizar aún más la eficiencia de generación de las pruebas de conocimiento cero, Boundless tiene circuitos de aceleración de criptografía dedicados incorporados, lo que optimiza la eficiencia de tareas comunes, como el cálculo del hash y la verificación de la firma digital.
Además, los desarrolladores usan ilimitados sin una comprensión profunda de las tecnologías de conocimiento cero, simplemente escriba aplicaciones en lenguajes de programación familiares como el óxido o la solidez.Actualmente, Boundless ha estado abierto a los desarrolladores para acceso gratuito.Sin migrar sistemas existentes o actualizar contratos de verificación, los desarrolladores pueden usar los servicios de prueba proporcionados por Boundless para construir e implementar rápidamente aplicaciones de conocimiento cero en cualquier cadena de bloques.
Blobstream Zero: Puente de cadena cruzada para ZKVM que simplifica la verificación de datos de la cadena cruzada
Blobstream Zero es un puente de cadena cruzada basado en ZKVM lanzado por RISC Zero y Celestia, con el objetivo de conectar sin problemas la capa de disponibilidad de datos de Celestia al ecosistema de cadena de bloques modular existente.Al compartir y verificar datos sobre Celestia, Blobstream Zero permite una transmisión y verificación de datos más fáciles entre las cadenas.
Como producto público de código abierto, Blobstream Zero permite que cualquier proyecto o desarrollador ejecute instancias locales y genere pruebas de conocimiento cero.Además, Blobstream Zero puede proporcionar soporte para los coprocesadores de ZK.El coprocesador ZK es esencialmente una herramienta de computación fuera de la cadena, por lo que requiere datos confiables para realizar los cálculos.Blobstream Zero puede obtener datos de blockchains como Celestia, y puede demostrar que los datos transmitidos son confiables al generar pruebas de ZK.
Acero: un nuevo paradigma de contratos inteligentes para la ejecución fuera de la cadena y la verificación en la cadena
Steel es una herramienta de código abierto lanzada por RISC Zero, que utiliza la tecnología ZKVM para habilitar la ejecución de contrato inteligente verificable fuera de cadena.A través del acero, los desarrolladores pueden transferir las operaciones EVM desde la cadena a la ejecución fuera de la cadena, al tiempo que generan pruebas de conocimiento cero para garantizar la autenticidad y la verificación de los resultados del cálculo.
Los contratos inteligentes tradicionales requieren la ejecución completa de toda la lógica en la cadena, lo que no solo es costoso para el gas, sino que también limita el desarrollo de aplicaciones complejas.Los mecanismos de verificación fuera de la cadena de acero y verificación en la cadena resuelven este problema.Por ejemplo, en un contrato inteligente simple, determine si el saldo ERC20 de una cuenta es mayor que 1 e incrementa la variable de contador.Los métodos tradicionales requieren una ejecución completa de la lógica en la cadena, mientras que el acero completa los cálculos fuera de la cadena y genera pruebas de conocimiento cero.
Actualmente, RISC Zero ha lanzado Steel 1.0, y los socios ya han utilizado esta herramienta para desarrollar aplicaciones.Por ejemplo, en una llamada de contrato que maneja alrededor de 400,000 operaciones Sload, el cálculo se transfiere a la ejecución fuera de la cadena a través del acero, y la prueba de conocimiento cero generado se verifica posteriormente en la cadena en la cadena.Los costos de generación de pruebas son inferiores a $ 10, y los costos de verificación en la cadena son inferiores a 300,000 de gas.
Kailua: una solución híbrida de ZK que impulsa la innovación de la arquitectura enrollable
Tras el lanzamiento de Zeth, RISC Zero ha lanzado Kailua, con el objetivo de proporcionar una solución de actualización para el rollo de optimismo a un rollup de ZK híbrido.El acurrucado optimista tradicional generalmente requiere un período de desafío de 7 días, lo que resulta en una resistencia más lenta en las transacciones, mientras que ZK Rollup puede lograr la resistencia rápidamente, el costo de generar continuamente las pruebas de conocimiento cero es demasiado alto.Kailua combina las ventajas de ambos para lograr un equilibrio entre el costo y la eficiencia a través de una arquitectura híbrida.Como una extensión del marco de optimismo de Kona, Kailua no solo admite que Kona no modificada se ejecuta en ZKVM, sino que también introduce mecanismos innovadores de resolución de disputas que reducen los requisitos de participación y los retrasos al final de la vista, mejorando así la eficiencia y la disponibilidad del sistema.
En la arquitectura de Kailua, el mecanismo de disputas adopta un diseño completamente nuevo.Primero, su mecanismo de resolución de disputas elimina el límite de tiempo, lo que permite que los verificadores tengan tiempo suficiente para generar pruebas al encontrar situaciones especiales como las interrupciones de la red, mejorando así la flexibilidad del sistema.Incluso en casos extremos, la arquitectura de extensión de RISC cero ZKVM puede probarse en una hora.Además, la función de verificación a pedido de Kailua permite a los desarrolladores configurar de manera flexible la frecuencia de verificación para hacer una transición gradualmente al modo de acumulación totalmente validado a un costo más bajo.
A diferencia de ZK Rollup, el diseño de Kailua no requiere una generación de prueba continua.Para bloques vacíos o acurrucados vacíos de baja frecuencia con requisitos de contrato especiales, Kailua ofrece una opción más rentable.Al mismo tiempo, Kailua también reduce significativamente los requisitos de costo de apuestas de la marcha.El volumen de compromiso de la acumulación optimista tradicional aumentará linealmente con ciclos más largos de la vida al final de la vida, mientras que el diseño optimizado de Kailua fija los requisitos de compromiso, para que el sistema aún pueda mantener la seguridad y la actividad a un costo menor incluso durante un largo período de tiempo.
Actualmente, Kailua es de código abierto.Los desarrolladores pueden usar sus herramientas de línea de comandos para implementar redes de pruebas de optimismo local y actualizar rápidamente a una red que admite la prueba de falla de ZK.Kailua también admite propuestas de falla simuladas para ayudar a los desarrolladores a comprender cómo los validadores desafían el estado de error a través de ZKVM para obtener información sobre su mecanismo de resolución de disputas.En el futuro, Kailua optimizará aún más los costos y el rendimiento y se expandirá a un mayor soporte del marco.
Resumir
Como se puede ver en lo anterior, la matriz de productos ZKVM de RISC Zero está impulsando el desarrollo de la tecnología a prueba de conocimiento cero en múltiples campos.Zeth y Kailua se centran en la optimización de la arquitectura enrollada, mejorando la eficiencia de la verificación del bloque y la velocidad de resolución de disputas.Bonsai proporciona servicios de prueba remota, reduciendo los costos de dependencia y operación de hardware, y permite a los desarrolladores crear aplicaciones de manera más eficiente.Blobstream Zero proporciona un soporte confiable para el ecosistema de cadena de bloques modular al verificar eficientemente los datos de la cadena transversal.Además, el acero reduce el costo de gas de la ejecución del contrato inteligente a través de la computación fuera de la cadena y la verificación en la cadena.
Por supuesto, mientras mejora continuamente la matriz de productos ZKVM, RISC Zero también continúa promoviendo la innovación en la tecnología subyacente de ZKVM.Recientemente, RISC Zero ZKVM lanzó la versión 1.2, introduciendo un nuevo método de precompilación que permite a los desarrolladores implementar la lógica precompilada con aplicaciones sin tener que integrarse en ZKVM.Esto significa que los desarrolladores pueden agregar una nueva lógica precompilada sin modificar el contrato de verificación en la cadena o coordinar la configuración de correctores, o bifurcarse o cambios importantes a ZKVM para la optimización del rendimiento.Además, al aplicar la precompilación de definición, el costo computacional de la generación de pruebas también se puede reducir.Por ejemplo, después de que el RSA integrado de Automata se precompila, el ciclo de ejecución se reduce de 39 millones a 217,000, que se reduce aproximadamente 180 veces el costo.
Con la optimización continua de la tecnología ZKVM, su potencial de desarrollo se reflejará gradualmente en múltiples escenarios de aplicación, sin embargo, si estos potenciales se lanzarán mejor, aún depende del rendimiento real de la colaboración ecológica y la implementación de la tecnología.
