Por que se diz que o Éter pode voltar à era do PoW?

Escrito por: Yue Xiaoyu

O fundador da Web3Caff, Gootor, apresentou um ponto de vista muito importante e aqui compartilhamos algumas reflexões adicionais:

Éter está a ser ZK-ificado, e o verificador ZK requer aceleração de hardware, tal como a MineraçãoBTC, que tem dependência de hardware, por isso a ZK Mineração pode tornar-se um novo tipo de PoW.

O modelo econômico do Ethereum pode eventualmente se tornar PoS e PoW coexistindo, formando um novo modelo "híbrido Consenso".

Em seguida, vamos dar uma olhada na lógica subjacente da suposição acima.

1. Ethereum está se tornando ZK

O princípio básico do ZK (Prova de Conhecimento Zero) é que uma parte pode provar a outra parte que uma declaração é verdadeira sem a necessidade de fornecer qualquer outra informação.

Esta é uma tecnologia muito promissora.

A tecnologia ZK é atualmente principalmente aplicada à escalabilidade no campo da blockchain.

V God has been promoting ZK technology. Due to V God's will and inclination, the Ethereum Foundation has also invested in various ZK projects.

Mas o ciclo de construção do projeto ZK é relativamente longo, então o que os usuários comuns podem perceber diretamente no momento são várias soluções ZK Rollup, ou seja, soluções de segunda camada ZK para a rede Ethereum.

Os principais exemplos são zkSync, Starknet, Polygon zkEVM, Scroll, Linea, etc.

Estes são todos fundidos com tecnologia ZK na camada de execução do Ethereum.

Enquanto Ethereum em si também está gradualmente se tornando ZK.

Camada de Consenso ZK (como proposto pela Beam Chain): ao tornar o processo de verificação das operações de consenso ZK, é possível simplificar e acelerar o processo de consenso.

Camada de dados ZK化：只存储证明而不存储所有交易数据，可以显著减少na cadeia存储需求。

Através destes meios, a Ethereum pode significativamente melhorar o desempenho da sua rede, incluindo a velocidade de processamento de transações, os custos e a proteção da privacidade, mantendo a sua descentralização e segurança.

A introdução da tecnologia ZK é vista como parte da estratégia de expansão a longo prazo do ecossistema Ethereum, capaz de lidar com uma demanda e complexidade de aplicações mais elevadas.

2. Por que o ZK precisa ser combinado com hardware?

Já mencionei muitas vantagens do ZK acima, mas o maior obstáculo que o ZK enfrenta atualmente é o problema de desempenho na geração de ZKP (Provas de Conhecimento Zero).

O mecanismo de funcionamento do ZK é fazer com que os validadores combinem várias transações em uma única prova concisa e, em seguida, submetam as transações à rede principal, finalmente alcançando a escalabilidade da rede principal.

Mas o ZK também tem suas limitações, porque o processo de geração de provas é muito custoso em termos de tempo e energia.

Devido à necessidade de muitos cálculos matemáticos complexos, como cálculos de potência, de recíproco e de emparelhamento bilinear, a criação de provas geralmente diminui a velocidade.

A otimização de software sozinha não pode melhorar ainda mais o desempenho, portanto é necessário combinar hardware e usar hardware especializado para acelerar. Isso pode aumentar a velocidade de geração da prova de horas para segundos, o que será uma melhoria significativa.

Portanto, ZK tem dependência de hardware e requer um chip dedicado.

À medida que a tecnologia ZKP é cada vez mais utilizada em áreas como computação de privacidade e escalabilidade blockchain, a velocidade e eficiência da geração de ZKP tornam-se um gargalo e a demanda por hardware no mercado está aumentando.

3. Como a Mineração PoS e ZK se combinam?

Se ZK hardware acceleration for usado, será possível realizar Mineração de hardware, surgindo assim um novo modelo econômico.

O que é ZK Mineração?

A mineração tradicional PoW (Prova de Trabalho) depende da resolução de problemas matemáticos complexos, enquanto a mineração de hardware ZK é a capacidade de gerar rapidamente ZKP.

Semelhante ao Mineração PoW, os participantes podem competir pela velocidade e eficiência na geração de ZKP, sendo que os participantes que gerarem a primeira prova válida serão recompensados.

Como exatamente o PoS e o ZK são combinados?

No sistema PoS, os validadores (ou seja, os stakers) são responsáveis por validar transações e propor novos Blocos. As provas de conhecimento zero podem ser usadas para comprovar a correção de um Bloco ou de uma série de transações, aumentando a segurança e o custo de validação do Gota.

Os validadores geram ZKP como prova adicional de seu trabalho ao desempenhar suas funções de PoS. Os validadores que conseguem gerar e enviar com sucesso ZKP válidos podem receber uma recompensa extra além da recompensa de bloco atual.

Isso pode ser uma recompensa em ETH ou uma forma de recompensa interna na rede (como parte de um Token específico ou dos custos de gás).

A Rede principalBloco recompensa pode ser dividida em duas partes, formando um sistema de recompensa em camadas: uma parte da recompensa é usada para a verificação tradicional de PoS, enquanto a outra parte é distribuída com base na contribuição dos Nós na geração de provas ZK.

Assim, pode-se ver que o ZK pode ser usado como um reforço para a validação PoS, enquanto o ZK Mineração pode ser usado como uma extensão para o stake PoS.

Além de stake ETH para obter recompensas PoS, os stakers também podem receber recompensas adicionais ao participar de trabalhos relacionados a ZK. Por exemplo, os stakers podem executar nós de geração de provas ZK, fornecendo recursos computacionais para suportar aplicativos de tecnologia ZK.

Mas aqui é apenas uma possibilidade levantada, se a tecnologia ZK for integrada ao mecanismo PoS existente do Ethereum, será necessário modificar ou expandir o protocolo PoS atual para acomodar o papel das provas ZK.

E também é necessário projetar um modelo de incentivo justo para garantir que ele não enfraqueça o efeito de incentivo do PoS e promova a aplicação da tecnologia ZK.

4、ZK Mineração irá introduzir novas externalidades positivas?

Depois que o Ethereum mudou de PoW para PoS, a crítica mais comum é que não há mais entrada externa neste sistema econômico "fechado".

PoW é externo e requer energia e hardware, expandindo as atividades econômicas da cadeia de blocos para fora dela, afetando o mundo real.

No sistema PoS, a qualificação para verificar o Bloco é baseada principalmente no número de tokens detidos (ou seja, participação), e a atividade econômica está mais focada em participações e transações intrarrede, em vez de envolver indústrias externas, como a produção extensiva de equipamentos de mineração, mercados de eletricidade, etc., como é o caso do PoW.

ZK acelerar hardware e PoW Equipamento de mineração são semelhantes, eles exigem hardware especializado, mas o problema de "consumo de energia inútil" será resolvido pela Gota, porque PoW é resolver problemas matemáticos para competir pelo direito de criar blocos, enquanto ZK Mineração gera provas válidas para verificar transações, sem a necessidade de nós diferentes realizarem trabalho inútil repetitivo.

5、AI e ZK partilham Poder de computação

Além disso, haverá um mercado de Poder de computação ZK e até mesmo a possibilidade de compartilhar o Poder de computação de IA e o Poder de computação ZK.

Pode haver no mercado uma plataforma integrada de serviços de computação abrangentes, que suporta as necessidades de computação de tarefas de IA e ZK.

Os usuários podem lidar com tarefas de IA que exigem alto desempenho de computação e tarefas que requerem a geração de prova ZK na mesma plataforma.

A integração também pode ser feita no nível do protocolo: criar um contrato inteligente ou protocolo para permitir que os provedores de poder de computação de IA participem da geração de provas ZK ou usem a tecnologia ZK para verificar os resultados dos cálculos de IA.

O Poder de computação também pode ser alocado dinamicamente: os recursos de Poder de computação são alocados dinamicamente de acordo com as necessidades da tarefa. Por exemplo, quando as necessidades da tarefa de IA são baixas, esses recursos podem ser usados para gerar provas ZK, e vice-versa.

6. Os principais jogadores de aceleração de hardware ZK

Atualmente, o principal projeto de aceleração de hardware ZK na pista é Cysic.

A Cysic concentra-se no design e produção de Circuitos Integrados de Aplicação Específica (ASIC), Matrizes de Portas Programáveis em Campo (FPGA) e soluções de aceleração de GPU para acelerar a geração de ZKP.

Cysic designed two hardware products:

ZK Air: um dispositivo ZK leve com tamanho semelhante a um adaptador de energia de laptop, com poder de processamento equivalente a 10 placas RTX 4090 GPU, adequado para usuários individuais.

ZK Pro: Dispositivo mais poderoso, com desempenho equivalente a 50 GPUs RTX 4090, projetado para projetos ZK de grande escala, como zkRollup e zkML.

Além do hardware, a Cysic também oferece uma biblioteca CUDA de armadilha, suportando vários sistemas de ZKP como Plonky2, Gnark, Halo2, RapidSnark, etc. Essas bibliotecas podem aumentar significativamente o desempenho, pelo menos 50% em comparação com o framework de código aberto.

Ao mesmo tempo, Cysic possui um ecossistema, a Cysic Network, que é principalmente para integrar e gerenciar os recursos de computação da comunidade, conectar a equipa do projeto ZK, provedores de poder computacional e validadores da comunidade, formando uma rede de poder computacional confiável.

Em termos simples, a rede Cysic é apenas ZK Pool de mineração e uma plataforma SaaS.

Atualmente, a Cysic já colaborou com vários projetos zkRollup, demonstrando a utilidade e a demanda de mercado de seus produtos.

Além da Cysic, há um projeto muito característico a ser mencionado: Scroll

Inesperadamente, a "traição" e o "notório" Scroll são muito avançados na aceleração de hardware ZK.

Ao contrário de outros projetos ZK Rollup, o Scroll pode ser considerado um caminho alternativo, começando pelo hardware e desenvolvendo seu próprio acelerador de hardware ZK especializado, o que cria sua maior vantagem competitiva diferenciada.

Apenas olhando para isso, o Scroll é realmente um projeto muito hardcore.

No entanto, o Scroll e o Cysic têm posicionamentos diferentes: para o Scroll, a aceleração de hardware faz parte da solução Layer2 como um todo; enquanto o Cysic se dedica a fornecer serviços de aceleração de hardware para todo o ecossistema ZKP.

7. Resumo

Por fim, resumindo o conteúdo deste artigo:

A plataforma Ethereum está sendo ZK-ificada: A plataforma Ethereum está implementando a tecnologia de Prova de Conhecimento Zero (ZK) para melhorar a escalabilidade e a privacidade. A tecnologia ZK já foi aplicada na camada de consenso e na camada de dados para melhorar o desempenho da rede.

ZK requer aceleração de hardware: devido ao alto consumo de recursos de computação necessário para gerar provas de conhecimento zero, a aceleração de hardware (como ASIC, FPGA) é considerada um meio necessário para melhorar a eficiência.

A combinação de PoS e ZK Mineração: propõe um novo modelo econômico, que usa ZK Mineração como uma extensão de PoS, onde os stakers obtêm recompensas adicionais ao fornecer poder de computação ZK, resultando em um modelo de coexistência de PoS e PoW.

ZK Mineração introduz uma nova externalidade positiva: em comparação com o PoW, ZK Mineração pode reduzir o consumo de energia inútil, mas ainda requer hardware especializado, o que incentiva a produção de hardware e inovação tecnológica.

Partilha de Poder de computação entre AI e ZK: As tarefas de computação de AI e ZK podem partilhar recursos de hardware, formando assim um mercado de serviços de computação abrangente.

Projetos líderes de mercado: Cysic e Scroll são líderes no campo de aceleração de hardware ZK, com o primeiro focado em fornecer hardware para o ecossistema ZK e o segundo como parte de uma solução de camada 2.

Por fim, o caminho para a aceleração de hardware ZK começou a surgir. Com a maior adoção do ZK na Ethereum, a aceleração de hardware ZK se tornará ainda mais importante, podendo até mesmo alterar o modelo econômico da Ethereum, o que faz com que seja necessário continuar a seguir este caminho.