Безумовна перевага ЗКП – низька вартість? Візьмемо для обговорення приклад ацтеків

Автор: Кайл Лю, менеджер з інвестицій, Bing Ventures

Вступ: З постійним розвитком технології ZKP (Zero-Knowledge Proof) існує великий інтерес до її взаємозв’язку між вартістю та продуктивністю. Впровадження та підтримка системи Zero-Knowledge Proof вимагає значних обчислювальних ресурсів та оптимізації алгоритмів. Ці розрахунки можуть призвести до великих витрат, особливо коли ви маєте справу з великомасштабними даними та складними розрахунками. Тому економічна перевага ЗКП не є абсолютною, а залежить від конкретного сценарію застосування.

На тлі новин про те, що Aztec Connect був змушений закритися, ми відчули необхідність переглянути заявлені економічні переваги технології ZKP. Незважаючи на те, що ZKP рекламується як рішення, яке пропонує високий ступінь конфіденційності, тимчасовий збій Aztec Connect принаймні доводить, що ця технологія є серйозною проблемою для витрат на даному етапі.

Якщо технологія ZKP дійсно економічно ефективна, чому Aztec Connect не може бути стійкою у своїй діяльності? Що ще більш інтригуюче, Aztec також заохочує спільноту до розгалуження, розгортання та експлуатації нових версій Aztec Connect. Це має на увазі величезні ресурси, необхідні для незалежної роботи Aztec Connect. Це ще більше підживлює наші сумніви щодо економічної ефективності ZKP. Якщо економічна перевага ЗКП реальна, то чому громаді потрібно стільки інвестицій, щоб цей проект працював?

Тому нам потрібно уважно поглянути на заявлені економічні переваги технології ZKP. Можливо, економічна перевага ZKP – це просто роздута ілюзія, але реальність може бути складнішою. У гонитві за економічними перевагами необхідно враховувати не тільки оптимізацію окремих аспектів, а й продуктивність і баланс витрат загальної системи. Наприклад, зниження обчислювальних витрат може збільшити витрати на зв’язок, або використання більш ефективних алгоритмів може вимагати складнішої апаратної підтримки. Тому нам потрібно провести комплексний аналіз витрат і вигод для конкретного проекту, зважити всі аспекти стратегії оптимізації та знайти оптимальний баланс.

Міфи про вартість зруйновані

Перш за все, потрібно визначити структуру витрат ЗКП. В даний час різні визначення є складними, а стандарти різними, включаючи принаймні витрати на обладнання, витрати на обчислення, витрати на верифікацію, витрати на зберігання та інші частини. Однак, з точки зору автора, дотримуючись нативних принципів ZKP, наше визначення структури витрат у цій статті зосереджується на двох основних витратах: вартості зв’язку та вартості обчислень. Вартість зв’язку відноситься до витрат на обмін інформацією між виконавцем і верифікатором, тоді як обчислювальна вартість відноситься до вартості виконання обчислень між виконавцем і верифікатором. Ці дві витрати відіграють ключову роль у ZKP, оскільки вони безпосередньо впливають на ефективність та безпеку доказів та перевірок. Якщо витрати на зв’язок та обчислення будуть занадто високими, ефективність доказів і верифікації буде знижена, що вплине на продуктивність всієї системи.

Тепер, повертаючись до архітектури конфіденційності Aztec, ми повинні визнати, що підхід Aztec до зведення значно відрізняється від інших рішень рівня 2 на основі ZK. Замість того, щоб об’єднувати кілька транзакцій для створення доказів, Aztec потрібно генерувати докази для кожної транзакції окремо, а потім упаковувати їх. Такий підхід призводить до необхідності генерувати незалежні докази для кожної транзакції, що збільшує обчислювальні витрати та плату за газ, роблячи плату за газ Aztec вищою, ніж інші схеми зведення.

Крім того, лише доказ конфіденційності, згенерований користувачем локально, є справжнім доказом з нульовим розголошенням, який не розкриває інформацію, а внутрішні та зовнішні зведені докази на додаток до нього не обов’язково мають нульове розголошення. Це приховує переваги конфіденційності ZKP і ще більше ставить під сумнів життєздатність економічних переваг ZKP. Підхід шлюзу Aztec Connect за своєю суттю роздутий, він агрегує транзакції до рівня 1 і дозволяє агрегацію коштів і виклики функцій Defi через контракти Aztec Bridge. Однак цей шлюзовий підхід може бути застосовний лише до певних типів транзакцій з точки зору розподілу витрат, і він обмежує гнучкість розгортання проекту.

Економічна ефективність, яку важко виміряти

Взаємозв’язок між витратами і продуктивністю складний і динамічний. Як правило, нижча вартість може підвищити продуктивність, оскільки зменшує накладні витрати на обчислення та зв’язок, що підвищує ефективність загальної системи. Однак надмірна гонитва за низькою вартістю може призвести до зниження продуктивності за рахунок обчислювальних і комунікаційних ресурсів. В результаті системі ZKP потрібно було знайти правильний баланс між вартістю і продуктивністю, щоб задовольнити потреби різних областей застосування.

Доказ з нульовим розголошенням передбачає перевірку правильності претензії між різними суб’єктами за допомогою обміну повідомленнями, тому витрати на комунікацію є ключовим фактором. Щоб зменшити витрати на зв’язок, можна розглянути ефективні протоколи зв’язку та стислий алгоритм, щоб зменшити розмір та час передачі повідомлень. Особливо для проєктів рівня 2, таких як Aztec, міжланцюгова взаємодія вимагає передачі повідомлень і даних між різними блокчейн-мережами. Доставка повідомлень передбачає мережевий зв’язок і взаємодію, що призводить до певних витрат на зв’язок. Особливо при масштабному побудові повноланцюгових DApp обсяг доставлених повідомлень буде більшим, що збільшить тиск на витрати на зв’язок.

Доказ з нульовим розголошенням вимагає багато обчислень для створення доказів і перевірки правильності доведень. Щоб зменшити витрати на обчислення, оптимізуйте алгоритм і структури даних, щоб зменшити непотрібні обчислювальні кроки та накладні витрати на зберігання. Крім того, технології паралельних обчислень і розподілених обчислень можуть бути використані для розподілу обчислювальних завдань між кількома вузлами для підвищення ефективності обчислень. ZKP відносно недорогий для перевірки в цільовому ланцюжку, але процес генерації доказів у вихідному ланцюжку є обчислювально дорогим. Особливо при використанні традиційних методів для валідації вартість верифікації висока і непідйомна для користувачів.

Більш ефективні стратегії контролю витрат

Автор вважає, що з розвитком технологій вартість зв’язку може перестати бути основним обмежуючим фактором. Постійний розвиток сучасних комунікаційних технологій означає, що вартість зв’язку знижується у великих масштабах. Тому, можливо, для нас має сенс більше зосередитися на оптимізації обчислювальних витрат. Однак, оскільки застосування таких протоколів розширюється, вартість зв’язку, ймовірно, залишатиметься важливим фактором, вимагаючи постійної уваги до їхніх конкретних сценаріїв гнучкого використання.

При цьому потрібно розуміти, що підхід до оптимізації обчислювальних витрат не обмежується алгоритмічною оптимізацією. На додаток до вдосконалення алгоритму протоколу, розгляньте можливість зниження витрат на обчислення за рахунок технологічних інновацій у таких областях, як спеціалізоване обладнання, розподілені обчислення або глибинне навчання. Ці методи вимагають більш тривалих досліджень та емпіричних доказів, але вони, безумовно, призведуть до проривного підвищення продуктивності та переваг у витратах. Ми вважаємо, що в майбутньому конкурсі ЗКП більш помітними будуть наступні напрямки:

• Висока продуктивність і низька обчислювальна вартість: Проект ZKP з високою продуктивністю та низькою вартістю обчислень буде в центрі уваги. Це означає, що проєкт здатний ефективно генерувати та перевіряти докази, зберігаючи при цьому безпеку та конфіденційність. Такий проект матиме широкий спектр прикладного потенціалу та зможе задовольнити практичні потреби у великих масштабах. В даний час існує безліч різних систем атестації ZKP, кожна з яких має свої унікальні переваги та обмеження. Ми віддаємо перевагу проєктам, які працюють над удосконаленням та впровадженням інноваційних систем перевірки для підвищення ефективності, зниження обчислювальних витрат та підвищення безпеки. Розробникам необхідно вивчити більш ефективні конструкції доказу з нульовим розголошенням і більш оптимізовані алгоритми перевірки доказів з нульовим розголошенням для швидших і надійніших процесів генерації та перевірки доказів.
• Успішний проект ZKP повинен бути розгорнутий в реальному світі. Це означає, що він повинен враховувати обмеження реального середовища та пропонувати практичні рішення. Наприклад, важливими є такі міркування, як сумісність з існуючою інфраструктурою та системами, простота інтеграції та зручність використання. Використання спеціалізованого обладнання для прискорення обчислень ZKP є важливим напрямком досліджень. Майбутні дослідження можуть бути зосереджені на інноваціях у технологіях апаратного прискорення, таких як використання спеціального обладнання, такого як FPGA (Field Programmability Gate Arrays) або ASIC (інтегральні схеми для конкретних додатків). За допомогою апаратного прискорення можна підвищити продуктивність і ефективність систем ZKP, забезпечуючи кращу підтримку великомасштабних додатків і сценаріїв реального часу.

• Вирішення проблем безпеки: У системі ZKP безпека має першорядне значення. Найбільшими прихованими витратами є питання безпеки в системі ZKP, такі як захист від атак і вразливостей, безпека налаштувань параметрів, гарантія випадковості. Тільки постійно вдосконалюючи безпеку системи ZKP, такі проекти можуть забезпечити її надійність і надійність в реальних додатках, надаючи користувачам більш високий рівень захисту і конфіденційності, який буде зберігатися протягом усього процесу проектування вартості і продуктивності.

Таким чином, перспективний проект ZKP повинен мати характеристики високої продуктивності та низької обчислювальної вартості, орієнтований на практичні застосування, безпечний та надійний, придатний для розгортання в реальному світі та безпечний у всьому процесі. Ми можемо передбачити, що постійний розвиток технології ZKP забезпечить ширшу перспективу застосування для захисту конфіденційності та продуктивності перевірки. Ми також повинні враховувати кілька факторів при оцінці економічної ефективності проекту ZKP, включаючи обчислювальні ресурси, вимоги до безпеки, потреби в продуктивності, а також складність впровадження та обслуговування. У деяких випадках ZKP може забезпечити значний захист конфіденційності та переваги безпеки, компенсуючи підвищені витрати. В інших випадках, однак, вартість може перевищувати фактичну вартість, яка може бути надана.