ZK-копродуктор: будівництво мосту до масштабних застосувань Web3

У традиційній обчислювальній сфері сопроцесори відповідають за виконання інших складних завдань для ЦП. Поширеними сопроцесорами є спортивний сопроцесор M7 від Apple та графічний процесор (GPU) від Nvidia. Сопроцесори можуть розвантажувати складний код з високими вимогами до одночасної продуктивності, дозволяючи ЦП обробляти більш гнучкі та різноманітні частини.

На блокчейні Ethereum існує дві серйозні проблеми, які обмежують розвиток застосунків:

1. Високі витрати на газ обмежують область розробки децентралізованих додатків.
2. Розумні контракти можуть отримувати доступ лише до даних недавніх блоків, що ускладнює появу інноваційних застосувань на основі даних.

Ці дві проблеми серйозно обмежують появу продуктів "масштабного застосування". ZK-копрограматори можуть слугувати допоміжними обробними одиницями для Ethereum, виконуючи обчислювальні та дані-інтенсивні завдання, тим самим вирішуючи ці проблеми.

Застосування ZK-координаційного процесора має дуже широкі межі, практично охоплюючи всі реальні сценарії dapp, такі як соціальні мережі, ігри, DeFi, системи управління ризиками, зберігання даних, навчання великих моделей тощо. Теоретично, функції, які можуть бути реалізовані в Web2 додатках, можуть бути реалізовані ZK-координаційним процесором на блокчейні, при цьому також використовуючи Ethereum як платіжний рівень для захисту безпеки додатків.

Наразі відомі проекти співпроцесорів у галузі в основному поділяються на три категорії: індексація даних на блокчейні, оракули та ZKML. Серед них універсальний ZK співпроцесор (General-ZKM) може охопити всі ці сценарії застосування.

Загальна архітектура технології ZK-спільного обробника

Аналіз технічної архітектури загального ZK-копросту на прикладі Risc Zero, Lagrange та Succinct:

Risc Zero

ZK-копроцесор Risc Zero називається Bonsai, це набір компонентів нульових знань, який не залежить від блокчейну. Основні функції включають:

1. Універсальний zkVM, який може виконувати будь-яку віртуальну машину в умовах нульових знань/перевіряємого середовища.
2. Система генерації ZK-доказів, яка може бути безпосередньо інтегрована в смарт-контракти або в ланцюг.
3. Універсальний рулуп, який може розподілити обчислення, підтверджені на Bonsai, на ланцюг.

Компоненти Bonsai включають мережу доказувачів, пул запитів, Rollup-двигун, центр зображень, сховище стану та ринок доказів тощо.

! [Чому ЗК – це кінець гри?] ](https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-eea519e979a6ccccd6b2be8ae28e1200.webp)

Лагранж

Lagrange має на меті створення сопроцесорів та перевіряємих баз даних, включаючи історичні дані блокчейну, щоб підтримати розробку обчислювальних та даних, що вимагають великих обсягів ресурсів, застосунків. Його основні функції:

1. Верифікована база даних: зберігання індексів смарт-контрактів на блокчейні, реконструкція зберігання, стану та блоків блокчейну.
2. Обчислення на основі принципів MapReduce: використання розділення даних для паралельних обчислень з кількома екземплярами.

Лагранж розробив нову структуру зберігання контрактів, стану облікових записів та даних блоків для підтримки доказів SNARK/STARK. Його віртуальна машина ZKMR виконує розподілені обчислення та об'єднання доказів через два етапи: Map і Reduce.

! [Чому ЗК – це кінець гри?] ](https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-0feafa3a17036d4f79bd3def93876e3d.webp)

Стиснуто

Мета Succinct Network полягає в інтеграції програмованих фактів у різні частини стеку розробки блокчейн. Його особливість полягає в тому, що ринок доказів сумісний з різними системами доказів.

Succinct поза ланцюга ZKVM називається SP(Succinct Processor), підтримує мови LLVM, такі як Rust. Його основні характеристики включають:

1. Технологія рекурсивних доказів на основі STARKs
2. Обгортка SNARKs до STARKs
3. Архітектура zkVM, орієнтована на попередню компіляцію

! [Чому ЗК – це кінець гри?] ](https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-f740bf9900d7fb63300faaa8fea3bc6f.webp)

Відмінності та схожості між супутніми процесорами та Layer2

На відміну від Layer2, орієнтованого на користувачів, копрограматор орієнтований на додатки та може використовуватися як компонент прискорення або модульний компонент у:

1. ZK Layer2 зовнішня віртуальна машина
2. Зовнішня обчислювальна потужність публічних блокчейнів
3. Кросчейнний даних оракул
4. Повідомлення через крос-ланцюговий міст

Копроцесор приніс потенціал для синхронізації даних в реальному часі по всьому ланцюгу та для високопродуктивних, низьковартісних надійних обчислень, що дозволяє реконструювати більшість проміжного програмного забезпечення блокчейну.

Виклики, з якими стикається коопроцесор

1. Високий бар'єр для входу для розробників
2. Доріжка на дуже ранньому етапі, картина неясна
3. Апаратура та інші попередні умови не реалізовані
4. Технічні шляхи подібні, важко сформувати технічний бар'єр

! [Чому ЗК – це кінець гри?] ](https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-ae8730f5c7364d7b7aee1edd206a0cf2.webp)

Підсумок та перспективи

ZK-копродуктори мають надію перебудувати парадигму розробки Web3-додатків, реалізуючи реальний доказовий бази даних по всьому ланцюгу та низьковартісні обчислення поза ланцюгом. Втілення ZK-обчислювальних чіпів є передумовою для масштабної комерційної реалізації. Очікується, що в наступному циклі ZK-індустрія реалізує комерційну основу, яка насправді підтримує взаємодію в ланцюгу на рівні 1 мільярда користувачів.