У традиційній комп'ютерній сфері співпроцесор є обробним елементом, який покликаний зменшити навантаження на ЦПУ, виконуючи складні завдання. Ця технологія дуже поширена у комп'ютерній індустрії, наприклад, рухомий співпроцесор M7, запущений компанією Apple у 2013 році, значно підвищив чутливість до руху в розумних пристроях. Відомий GPU був запропонований Nvidia у 2007 році як концепція співпроцесора, яка відповідає за рендеринг графіки та інші завдання. GPU прискорює виконання програм, що працюють на ЦПУ, обробляючи код, що вимагає великих обчислень; ця архітектура називається "гетерогенною" або "гібридною" обробкою.
Основна роль сопроцессора полягає в виконанні складних завдань із високими вимогами до продуктивності, що дозволяє ЦПУ зосередитися на виконанні більш гнучких і різноманітних робіт.
У мережі Ethereum існує дві серйозні проблеми, які обмежують розвиток додатків:
Високі витрати на Gas обмежують сферу розробки децентралізованих додатків. Звичайна операція переказу потребує 21000 Gas, що вже є мінімумом витрат на Gas в мережі Ethereum. Інші операції, такі як зберігання даних, споживають більше Gas, що серйозно заважає масовому впровадженню додатків та користувачів.
Смарт-контракти можуть отримувати доступ лише до даних про 256 найближчих блоків, у майбутньому, з оновленням Pectra та впровадженням пропозиції EIP-4444, повні ноди більше не зберігатимуть дані про минулі блоки. Ця нестача даних ускладнює появу інноваційних застосунків, заснованих на даних, що впливає на розвиток таких ресурсомістких застосунків, як Tiktok, Instagram тощо, на блокчейні.
Ці питання виявляють, що обчислювальна потужність та доступність даних є основними причинами, які обмежують масове впровадження нових обчислювальних парадигм. Сам блокчейн Ethereum не був спроектований для обробки великої кількості обчислювальних та даних, що вимагають ресурсів завдань. Щоб бути сумісним з цими додатками, потрібно ввести концепцію копрограмістів. Сам блокчейн Ethereum діє як ЦП, тоді як копрограмісти подібні до ГП, які обробляють обчислювальні та дані, що вимагають ресурсів завдань.
З розвитком технології нульових доказів, для забезпечення надійності обчислень кооперативного процесора поза ланцюгом, більшість проектів кооперативних процесорів базуються на технології нульових доказів.
Застосування ZK-копроцесорів надзвичайно широке, охоплює практично всі реальні сценарії децентралізованих застосувань, включаючи соціальні мережі, ігри, DeFi, системи управління ризиками на основі даних з блокчейну, оракули, зберігання даних, навчання та інференцію великих мовних моделей тощо. Теоретично, функції, які можуть бути реалізовані в застосунках Web2, ZK-копроцесори можуть реалізувати на блокчейні, в той час як Ethereum як фінальний шар розрахунків забезпечує безпеку застосувань.
В даний час визначення ZK-копротесорів у галузі ще не повністю уніфіковане. ZK-Query, ZK-Oracle, ZKM тощо можуть вважатися копротесорами, які допомагають запитувати повні дані з блокчейну, надійні дані ззовні блокчейну та результати обчислень ззовні блокчейну. З цієї точки зору, Layer2 по суті також є копротесором Ethereum.
! [Чому ЗК – це кінець гри?] ](https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-eea519e979a6ccccd6b2be8ae28e1200.webp)
Огляд проекту супутнього процесора
Відомі проекти сопроцесорів в даний час зосереджені на трьох основних сферах застосування: індексація даних в ланцюзі, оракули та ZKML. Серед універсальних проектів ZK віртуальних машин, таких як Delphinus, акцент зроблено на zkWASM, тоді як Risc Zero зосереджується на архітектурі Risc-V.
! [Чому ЗК – це кінець гри?] ](https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-0feafa3a17036d4f79bd3def93876e3d.webp)
Технологічна архітектура співпроцесора
В якості прикладу універсального ZK-копрогресора ми зосередимося на трьох проектах: Risc Zero, Lagrange та Succinct, щоб проаналізувати їх технічну архітектуру та зрозуміти подібності та відмінності в технічному та механізмі дизайну таких універсальних віртуальних машин, що дозволить оцінити майбутні тенденції розвитку копрогресорів.
Risc Zero
ZK-копрограміст Risc Zero називається Bonsai, він побудував набір компонентів нульових знань, які не залежать від блокчейну. Bonsai заснований на архітектурі команд Risc-V, має високу універсальність і підтримує багато мов програмування, таких як Rust, C++, Solidity, Go.
Основні функції Bonsai включають:
Універсальна zkVM, яка може виконувати будь-яку віртуальну машину в середовищі з нульовими знаннями/перевірки.
Система генерації ZK-доказів, яку можна безпосередньо інтегрувати в смарт-контракти або блокчейн.
Загальний rollup, що розподіляє результати обчислень, підтверджені в Bonsai, на ланцюг.
Основні компоненти Bonsai включають:
Мережа доказувачів: приймає та перевіряє ZK код, генерує ZK доказ.
Запит Пул: зберігає запити на підтвердження, ініційовані користувачем.
Rollup двигун: збирає результати доказів і пакує їх для завантаження в основну мережу Ethereum.
Image Hub: платформа візуальної розробки для зберігання функцій та програм.
State Store: Зберігання стану поза ланцюгом.
Proving Marketplace: Rинок обчислювальної потужності ZK-доказів.
! [Чому ЗК – це кінець гри?] ](https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-f740bf9900d7fb63300faaa8fea3bc6f.webp)
Лагранж
Lagrange має на меті створення співпроцесорів та верифікованих баз даних, що містять історичні дані на блокчейні, підтримуючи розробку бездочірніх додатків. Його основні функції включають:
Верифікована база даних: зберігання індексованих смарт-контрактів на блокчейні, збереження стану в базі даних.
Обчислення на основі принципів MapReduce: архітектура zkMR, що підтримує паралельне виконання.
Дизайн бази даних Lagrange включає три частини: дані про зберігання контрактів, дані про стан EOA та дані про блоки. Він створює структуру даних блоку, дружню до SNARK-доказів, де кожен листовий вузол є заголовком блоку.
Обчислення віртуальної машини ZKMR Lagrange складається з двох етапів:
Карта: Розподілені машини виконують відображення даних, генеруючи пари ключ-значення.
Reduce: Розподілені комп'ютери обчислюють докази окремо, а потім об'єднують.
ZKMR може об'єднувати докази малих обчислень в загальний доказ обчислень, ефективно розширюючи можливості доказів складних обчислень.
Стисло
Мета Succinct Network полягає в інтеграції програмованих фактів у різні етапи розробки блокчейну. Він підтримує кілька мов коду, включаючи Solidity та спеціалізовані мови нульового знання, які можуть виконуватися в кооперативних процесорах поза ланцюгом.
Ланцюговий ZKVM від Succinct називається SP (Succinct Processor) і підтримує Rust та інші мови LLVM. Його основні характеристики включають:
Рекурсивна технологія доказів на основі STARKs.
Підтримка обгортки SNARKs до STARKs.
Архітектура zkVM, орієнтована на попередню компіляцію.
! [Чому ЗК – це кінець гри?] ](https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-ae8730f5c7364d7b7aee1edd206a0cf2.webp)
Порівняння проектів співпроцесорів
Порівнюючи універсальні ZK-координаційні процесори, ми в основному враховуємо такі аспекти:
Здатність до індексації/синхронізації даних
Використовуваний технологічний шлях (SNARKs проти STARKs)
Чи підтримується рекурсивне підтвердження?
Ефективність системи доказів
Стан екологічної співпраці
Фінансування
Наразі технічні шляхи провідних проектів стають схожими, оскільки всі використовують обгортки STARKs до SNARKs, а також технології рекурсивного доведення. Враховуючи, що генерація доказів за алгоритмами ZK є найбільш затратним та часозатратним етапом, всі проекти працюють над створенням мережі доказувачів і ринку хмарних обчислень.
У випадку схожих технологічних шляхів прорив проекту може більше залежати від сили команди та екосистемних ресурсів підтримки з боку венчурних капіталістів, щоб здобути більшу частку ринку.
Різниця між кооперуючим процесором та Layer2
На відміну від Layer2, орієнтованого на користувачів, сопроцесор в основному орієнтований на розробку застосунків. Він може використовуватися як компонент прискорення або модульний компонент у наступних сценаріях:
Як компонент позашляхової віртуальної машини ZK Layer2
Надати поза ланцюгові обчислювальні потужності для застосунків на публічному ланцюгу
Як oracle для отримання перевірених даних з інших ланцюгів для застосувань на публічному ланцюгу
Виконувати роль кросчейн-мосту для передачі повідомлень
Копрограматор приніс потенціал для синхронізації даних в реальному часі по всьому ланцюгу та високопродуктивних, низьковитратних надійних обчислень, здатний реконструювати більшість проміжного програмного забезпечення блокчейну, включаючи оракли, запити даних, крос-ланцюгові мости тощо.
! [Чому ЗК – це кінець гри?] ](https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-aee8cc5ffbc1570ac8b60e3b9e0cd5e1.webp)
Виклики, з якими стикаються супутники
Поріг входження для розробників високий, необхідно оволодіти певними мовами та інструментами.
Індустрія перебуває на ранній стадії, продуктивність zkVM охоплює кілька складних вимірів.
Інфраструктура, така як апаратура, ще не дозріла, комерціалізація все ще потребує часу.
Технічні шляхи різних проєктів схожі, важко сформувати помітні переваги, фокус конкуренції переміщується на ресурси та екологічну співпрацю.
Підсумки та перспективи
Технологія ZK має дуже високу універсальність, що сприяє розвитку екосистеми Ethereum від децентралізації до деструктивної довіри. ZK-копрозесор, як важливий інструмент реалізації технології ZK, теоретично може реалізувати будь-яку блокчейн-версію Web2 додатків.
Масштабне впровадження ZK-копродуктора залежить від двох факторів: бази даних з можливістю повної ланцюгової перевірки в реальному часі та низькозатратних обчислень поза ланцюгом. Ця мета вимагає поетапної реалізації. Комерційне застосування ZK-обчислювальних чіпів є ключовою умовою для масового впровадження копродуктора.
Поточний ринковий цикл відзначається браком інновацій, що створює вікно можливостей для розробки технологій наступного покоління для масштабних застосувань. Очікується, що в наступному циклі ланцюг ZK зможе реалізувати комерційний успіх. Зараз найкращий час, щоб зосередитися на основних технологіях, які можуть підтримувати 1 мільярд користувачів у взаємодії на ланцюзі.
! [Чому ЗК – це кінець гри?] ](https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-e4e1adea44bef5b7457f150e0eb240a9.webp)
Ця сторінка може містити контент третіх осіб, який надається виключно в інформаційних цілях (не в якості запевнень/гарантій) і не повинен розглядатися як схвалення його поглядів компанією Gate, а також як фінансова або професійна консультація. Див. Застереження для отримання детальної інформації.
ZK-копрогрісор: нова парадигма для подолання продуктивних обмежень Ethereum
Історичний фон і розвиток співпроцесорів
У традиційній комп'ютерній сфері співпроцесор є обробним елементом, який покликаний зменшити навантаження на ЦПУ, виконуючи складні завдання. Ця технологія дуже поширена у комп'ютерній індустрії, наприклад, рухомий співпроцесор M7, запущений компанією Apple у 2013 році, значно підвищив чутливість до руху в розумних пристроях. Відомий GPU був запропонований Nvidia у 2007 році як концепція співпроцесора, яка відповідає за рендеринг графіки та інші завдання. GPU прискорює виконання програм, що працюють на ЦПУ, обробляючи код, що вимагає великих обчислень; ця архітектура називається "гетерогенною" або "гібридною" обробкою.
Основна роль сопроцессора полягає в виконанні складних завдань із високими вимогами до продуктивності, що дозволяє ЦПУ зосередитися на виконанні більш гнучких і різноманітних робіт.
У мережі Ethereum існує дві серйозні проблеми, які обмежують розвиток додатків:
Високі витрати на Gas обмежують сферу розробки децентралізованих додатків. Звичайна операція переказу потребує 21000 Gas, що вже є мінімумом витрат на Gas в мережі Ethereum. Інші операції, такі як зберігання даних, споживають більше Gas, що серйозно заважає масовому впровадженню додатків та користувачів.
Смарт-контракти можуть отримувати доступ лише до даних про 256 найближчих блоків, у майбутньому, з оновленням Pectra та впровадженням пропозиції EIP-4444, повні ноди більше не зберігатимуть дані про минулі блоки. Ця нестача даних ускладнює появу інноваційних застосунків, заснованих на даних, що впливає на розвиток таких ресурсомістких застосунків, як Tiktok, Instagram тощо, на блокчейні.
Ці питання виявляють, що обчислювальна потужність та доступність даних є основними причинами, які обмежують масове впровадження нових обчислювальних парадигм. Сам блокчейн Ethereum не був спроектований для обробки великої кількості обчислювальних та даних, що вимагають ресурсів завдань. Щоб бути сумісним з цими додатками, потрібно ввести концепцію копрограмістів. Сам блокчейн Ethereum діє як ЦП, тоді як копрограмісти подібні до ГП, які обробляють обчислювальні та дані, що вимагають ресурсів завдань.
З розвитком технології нульових доказів, для забезпечення надійності обчислень кооперативного процесора поза ланцюгом, більшість проектів кооперативних процесорів базуються на технології нульових доказів.
Застосування ZK-копроцесорів надзвичайно широке, охоплює практично всі реальні сценарії децентралізованих застосувань, включаючи соціальні мережі, ігри, DeFi, системи управління ризиками на основі даних з блокчейну, оракули, зберігання даних, навчання та інференцію великих мовних моделей тощо. Теоретично, функції, які можуть бути реалізовані в застосунках Web2, ZK-копроцесори можуть реалізувати на блокчейні, в той час як Ethereum як фінальний шар розрахунків забезпечує безпеку застосувань.
В даний час визначення ZK-копротесорів у галузі ще не повністю уніфіковане. ZK-Query, ZK-Oracle, ZKM тощо можуть вважатися копротесорами, які допомагають запитувати повні дані з блокчейну, надійні дані ззовні блокчейну та результати обчислень ззовні блокчейну. З цієї точки зору, Layer2 по суті також є копротесором Ethereum.
! [Чому ЗК – це кінець гри?] ](https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-eea519e979a6ccccd6b2be8ae28e1200.webp)
Огляд проекту супутнього процесора
Відомі проекти сопроцесорів в даний час зосереджені на трьох основних сферах застосування: індексація даних в ланцюзі, оракули та ZKML. Серед універсальних проектів ZK віртуальних машин, таких як Delphinus, акцент зроблено на zkWASM, тоді як Risc Zero зосереджується на архітектурі Risc-V.
! [Чому ЗК – це кінець гри?] ](https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-0feafa3a17036d4f79bd3def93876e3d.webp)
Технологічна архітектура співпроцесора
В якості прикладу універсального ZK-копрогресора ми зосередимося на трьох проектах: Risc Zero, Lagrange та Succinct, щоб проаналізувати їх технічну архітектуру та зрозуміти подібності та відмінності в технічному та механізмі дизайну таких універсальних віртуальних машин, що дозволить оцінити майбутні тенденції розвитку копрогресорів.
Risc Zero
ZK-копрограміст Risc Zero називається Bonsai, він побудував набір компонентів нульових знань, які не залежать від блокчейну. Bonsai заснований на архітектурі команд Risc-V, має високу універсальність і підтримує багато мов програмування, таких як Rust, C++, Solidity, Go.
Основні функції Bonsai включають:
Основні компоненти Bonsai включають:
! [Чому ЗК – це кінець гри?] ](https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-f740bf9900d7fb63300faaa8fea3bc6f.webp)
Лагранж
Lagrange має на меті створення співпроцесорів та верифікованих баз даних, що містять історичні дані на блокчейні, підтримуючи розробку бездочірніх додатків. Його основні функції включають:
Дизайн бази даних Lagrange включає три частини: дані про зберігання контрактів, дані про стан EOA та дані про блоки. Він створює структуру даних блоку, дружню до SNARK-доказів, де кожен листовий вузол є заголовком блоку.
Обчислення віртуальної машини ZKMR Lagrange складається з двох етапів:
ZKMR може об'єднувати докази малих обчислень в загальний доказ обчислень, ефективно розширюючи можливості доказів складних обчислень.
Стисло
Мета Succinct Network полягає в інтеграції програмованих фактів у різні етапи розробки блокчейну. Він підтримує кілька мов коду, включаючи Solidity та спеціалізовані мови нульового знання, які можуть виконуватися в кооперативних процесорах поза ланцюгом.
Ланцюговий ZKVM від Succinct називається SP (Succinct Processor) і підтримує Rust та інші мови LLVM. Його основні характеристики включають:
! [Чому ЗК – це кінець гри?] ](https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-ae8730f5c7364d7b7aee1edd206a0cf2.webp)
Порівняння проектів співпроцесорів
Порівнюючи універсальні ZK-координаційні процесори, ми в основному враховуємо такі аспекти:
Наразі технічні шляхи провідних проектів стають схожими, оскільки всі використовують обгортки STARKs до SNARKs, а також технології рекурсивного доведення. Враховуючи, що генерація доказів за алгоритмами ZK є найбільш затратним та часозатратним етапом, всі проекти працюють над створенням мережі доказувачів і ринку хмарних обчислень.
У випадку схожих технологічних шляхів прорив проекту може більше залежати від сили команди та екосистемних ресурсів підтримки з боку венчурних капіталістів, щоб здобути більшу частку ринку.
Різниця між кооперуючим процесором та Layer2
На відміну від Layer2, орієнтованого на користувачів, сопроцесор в основному орієнтований на розробку застосунків. Він може використовуватися як компонент прискорення або модульний компонент у наступних сценаріях:
Копрограматор приніс потенціал для синхронізації даних в реальному часі по всьому ланцюгу та високопродуктивних, низьковитратних надійних обчислень, здатний реконструювати більшість проміжного програмного забезпечення блокчейну, включаючи оракли, запити даних, крос-ланцюгові мости тощо.
! [Чому ЗК – це кінець гри?] ](https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-aee8cc5ffbc1570ac8b60e3b9e0cd5e1.webp)
Виклики, з якими стикаються супутники
Підсумки та перспективи
Технологія ZK має дуже високу універсальність, що сприяє розвитку екосистеми Ethereum від децентралізації до деструктивної довіри. ZK-копрозесор, як важливий інструмент реалізації технології ZK, теоретично може реалізувати будь-яку блокчейн-версію Web2 додатків.
Масштабне впровадження ZK-копродуктора залежить від двох факторів: бази даних з можливістю повної ланцюгової перевірки в реальному часі та низькозатратних обчислень поза ланцюгом. Ця мета вимагає поетапної реалізації. Комерційне застосування ZK-обчислювальних чіпів є ключовою умовою для масового впровадження копродуктора.
Поточний ринковий цикл відзначається браком інновацій, що створює вікно можливостей для розробки технологій наступного покоління для масштабних застосувань. Очікується, що в наступному циклі ланцюг ZK зможе реалізувати комерційний успіх. Зараз найкращий час, щоб зосередитися на основних технологіях, які можуть підтримувати 1 мільярд користувачів у взаємодії на ланцюзі.
! [Чому ЗК – це кінець гри?] ](https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-e4e1adea44bef5b7457f150e0eb240a9.webp)