观点》为何 ZK 或让以太坊重回 PoW 工作量证明时代？

以太坊正在 ZK 化，而 ZK 证明器需要硬体加速，以太坊的经济模型最终可能会变成 PoS 和 PoW 并存，形成一种新的「混合共识」模式。 （前情提要：以太坊基金会研究员：Solana 黄金时代结束了！两大优势将被 ETH L2 超越） （背景补充：以太坊疯牛启动？ETH大涨13%前十大代币最强势，ENS、Puffer..生态币暴涨50％） Web3Caff 创始人 Gootor 提出了一个非常重要的观点，这里分享一些进一步的思考：以太坊正在 ZK 化，而 ZK 证明器需要硬体加速，像比特币挖矿一样有硬体依赖，那么 ZK 挖矿就可能变成新型的 PoW。 以太坊的经济模型最终可能会变成 PoS 和 PoW 并存，形成一种新的「混合共识」模式。 接下来，我们就具体看下上述设想的底层逻辑。 1、以太坊正在 ZK 化 ZK（零知识证明）的基本原理是：一方可以向另一方证明一个声明是真实的，而不需要提供任何其他资讯。这是一项非常有前景的技术。 ZK 技术在区块链领域中目前主要应用于扩容。 V 神一直在力推 ZK 技术，由于 V 神的意愿和倾向，以太坊基金会也投资了各类 ZK 项目。 但是 ZK 项目这种基建层的周期比较长，所以我们普通使用者目前所能直接感知到的就是各种 ZK Rollup，即 ZK 系的以太坊 Layer2 解决方案。 典型代表就是 zkSync、Starknet、Polygon zkEVM、Scroll、Linea 等。 这些都是在以太坊的执行层融合 ZK 技术。 而以太坊自身也在逐渐 ZK 化。 共识层 ZK 化（如 Beam Chain 提案）：通过将共识操作的验证过程 ZK 化，可以简化和加速共识过程。 资料层 ZK 化：只储存证明而不储存所有交易资料，可以显著减少链上储存需求。 通过这些方式，以太坊能够在保持其去中心化和安全性的同时，显著提升其网路的性能，包括交易处理速度、成本、以及隐私保护。 ZK 技术的引入被视为以太坊生态系统长期扩展策略的一部分，可以应对更高的使用者需求和应用复杂性。 2、ZK 为什么需要结合硬体？ 上述提到了 ZK 诸多优势，但是 ZK 目前面临的最大阻碍是生成 ZKP（Zero-Knowledge Proofs）的性能问题。 ZK 的运作机制是通过使验证者将多个交易合并到一个单一的、简洁的证明中，然后再将交易提交到主网，最终实现了主网的扩容。 但 ZK 也有局限性，因为生成证明的过程在时间和精力方面都是非常耗费资源的。 由于需要许多复杂的数学运算，例如幂运算、倒数运算和双线性配对计算，证明的建立通常会减慢速度。 单纯靠软体最佳化无法进一步提升性能，因此需要结合硬体，通过使用专用硬体进行加速，可以使得证明生成速度从原来小时等级提升到秒等级，这将是一个巨大的提升。 因此，ZK 有硬体依赖，需要专用晶片。 随着 ZKP 技术在隐私计算、区块链扩展等领域的应用逐渐增多，ZKP 的生成速度和效率成为瓶颈，市场对硬体的需求也日益强烈。 3、PoS 和 ZK 挖矿怎么结合呢？ 如果采用 ZK 硬体加速，进而可以实现硬体挖矿，这就出现了一种新的经济模型。 什么是 ZK 挖矿呢？ 传统的 PoW（工作量证明）挖矿依赖于解决复杂的数学问题，而 ZK 硬体挖矿则是快速生成 ZKP 的能力。 类似于 PoW 挖矿，参与者可以竞争生成 ZKP 的速度和效率，首先生成有效证明的参与者获得奖励。 PoS 和 ZK 具体怎么结合呢？ 在 PoS 系统中，验证者（即质押者）负责验证交易和提出新区块。ZK 证明可以用来证明某个区块或一系列交易的正确性，增强安全性和降低验证成本。 验证者在执行其 PoS 职责的同时，生成 ZKP 作为对其工作的额外证明。成功生成并提交有效 ZKP 的验证者可以在现有的区块奖励之外获得额外的奖励。 这可以是 ETH 或网路内部的某种形式的奖励（如特定代币或 Gas 费用的一部分）。 主网区块奖励可以分为两部分，形成一种分层奖励系统：其中一部分奖励用于传统的 PoS 验证，另一部分根据节点在 ZK 证明生成中的贡献分配。 由此可以看到，ZK 可以作为 PoS 验证的增强，ZK 挖矿则可以作为 PoS 质押的扩展。 质押者除了质押 ETH 以获得 PoS 奖励外，还可以通过参与 ZK 相关的工作来获得额外的奖励。比如，质押者可以运行 ZK 证明生成节点，提供计算资源以支援 ZK 技术的应用。 但是这里只是提出了一种可能性，如果要将以太坊现有的 PoS 机制整合 ZK 技术，需要对当前 PoS 协议进行修改或扩展，以容纳 ZK 证明的角色。 而且必须要设计一个公平的激励模型，确保既不削弱 PoS 的激励效果，又能促进 ZK 技术的应用。 4、ZK 挖矿会引入新的正外部性吗？ 以太坊从 PoW 转 PoS 后，最被诟病的一点就是没有外部性引入到这个「封闭」的经济系统了。 PoW 是具有外部性的，需要能源、硬体，从而将区块链的经济活动扩展到了区块链外部，影响了现实世界。 PoS 系统中，验证区块的资格主要基于持有的代币数量（即质押），经济活动更多地集中在质押和网路内交易，而不是像 PoW 那样涉及到广泛的矿机生产、电力市场等外部产业。 ZK 加速硬体和 PoW 矿机一样，需要专用硬体，但是「无效耗电」问题会被降低，因为 PoW 是解决数学题来竞争出块权，而 ZK 挖矿则是生成有效的证明来验证交易，无需不同的节点做重复性的无效劳动。 5、AI 与 ZK 共享算力 更进一步，会出现 ZK 算力市场，甚至可以实现 AI 算力和 ZK 算力共享。 市面上可能会出现提供综合性计算服务一体化平台，支援 AI 和 ZK 任务的计算需求。 使用者可以在同一平台上处理需要高性能计算的 AI 任务和需要 ZK 证明生成的任务。 协议层面也可以进行整合：建立智能合约或协议，使得 AI 算力提供者也可以参与到 ZK 证明的生成中，或者利用 ZK 技术来验证 AI 计算的结果。 算力也可以进行...