為什麼以太坊可能回歸到 PoW 時代:探索新的 ZK 硬件加速 PoW 挖礦模型

進階12/10/2024, 8:25:43 AM
以太坊正在過渡到ZK技術,該技術依賴於硬體加速來進行ZK證明。就像比特幣挖礦一樣,ZK挖礦可能成為一種新的工作量證明形式。以太坊的經濟模型最終可能將PoS和PoW結合成一個新的“混合共識”模型。

Web3Caff創始人Gootor分享了一個重要的觀點。這裡還有一些額外的見解:

以太坊正在向ZK技術轉變,而ZK證明需要硬體加速,使ZK挖礦有可能成為一種新型的工作量證明,類似比特幣挖礦。以太坊的經濟模型可能演變成一種PoS和PoW結合的形式,形成一種“混合共識”模型。

讓我們分解這個想法的基本邏輯。

@GootorX @web3caff_zh @Web3Caff_Res

1. 以太坊正在向ZK技術邁進

零知識證明(ZK)是一種技術,允許一方向另一方證明一個陳述是真實的,而不揭示任何其他信息。它具有重大潛力。

在區塊鏈領域,ZK 技術主要用於擴展。Vitalik Buterin 強烈主張 ZK,以太坊基金會也投資了各種 ZK 項目。

然而,基于零知识证明的项目仍处于基础阶段。因此,目前用户的主要直接体验是通过基于ZK技术的以太坊第二层解决方案ZK Rollups,例如zkSync、Starknet、Polygon zkEVM、Scroll和Linea。

以太坊本身也逐漸採用ZK。

(1) 共識層的ZK化(例如,Beam Chain提案):這涉及使用ZK技術簡化共識過程,以提高其速度和效率。

(2) 數據層的零知證明化:通過僅存儲證明而非所有交易數據,以太坊可以顯著減少所需的鏈上數據存儲量。

這些變化將使以太坊在保持去中心化和安全性的同時,提高交易速度、降低成本和提升隱私方面的表現。

ZK技術是以太坊長期戰略的一部分,旨在擴展和處理更高的用戶需求和更複雜的應用。

2. 為什麼 ZK 需要硬體集成?

儘管具有其優勢,ZK 技術在生成零知識證明(ZKP)的性能上面臨著重大挑戰。

ZK允許驗證者將多個交易合併為一個單一的證明,然後提交到主網進行擴展。然而,證明生成過程耗資源且緩慢。

這涉及到複雜的數學,如指數運算、求逆和雙線性配對計算。因此,創建證明可能需要很多時間。

僅通過軟件優化無法提高這種速度,因此需要硬件加速。通過使用專用硬件,證明生成時間可以從幾小時縮短到幾秒鐘,標誌著巨大的改進。

因此,ZK 是依賴硬體並需要專用晶片的。

隨著 ZKP 在隱私計算和區塊鏈擴展等領域的應用日益增多,生成 ZKP 的速度和效率已成為瓶頸,這導致對硬體解決方案的需求日益增長。

3. PoS和ZK Mining如何結合?

通過集成ZK硬件加速,出現了一種新的硬件挖礦經濟模型。

ZK挖礦是什麼?

在傳統的PoW挖礦中,參與者需要解決複雜的問題,而ZK挖礦則專注於快速生成ZKP。參與者競爭生成ZKP,第一個創建有效證明的人獲得獎勵。

那麼PoS和ZK如何結合?

在PoS系統中,驗證者(權益者)驗證交易並提出區塊。ZK證明可用於驗證區塊或交易的正確性,增強安全性並降低驗證成本。

驗證者在執行他們的PoS任務時會產生ZKP作為額外的工作證明。那些產生並提交有效ZKP的人可以獲得額外的獎勵,除了標準的區塊獎勵之外。

這些獎勵可以以ETH或其他內部代幣的形式出現。

整體區塊獎勵結構可以分為兩部分:一部分用於傳統 PoS 驗證,另一部分用於對 ZKP 生成的貢獻。

這樣,ZK增強了PoS驗證,而ZK挖礦則擴展了PoS權益投資。

貢獻於 ZK 努力,例如運行 ZKP 生成節點,存款者可以獲得額外的獎勵。

然而,將 ZK 整合到以太坊的 PoS 系統中,需要對現有協議進行調整,以適應 ZK 證明的新角色,並且需要設計一個公平的激勵模型,以平衡 PoS 獎勵和 ZK 貢獻。

4. ZK Mining會帶來正面的外部性嗎?

在以太坊從PoW過渡到PoS後,最大的批評之一是缺乏引入“封閉”經濟系統的外部性。

工作量證明(PoW)從根本上是外部的,因為它需要能源和硬體,因此將區塊鏈經濟活動延伸到區塊鏈之外,並影響現實世界。

在 PoS 系統中,驗證區塊的資格主要基於持有的代幣數量(即質押代幣),經濟活動更集中在質押和內部網路交易,不像 PoW 需要涉及採礦硬件生產和電力市場等外部產業。

ZK加速硬件,如PoW挖礦機,也需要專用硬件,但“低效能耗”的問題減少了,因為PoW需要解決數學問題來競爭區塊權利,而ZK挖礦生成有效證明以驗證交易,無需在不同節點之間進行冗餘工作。

5. 人工智能和ZK力量共享

展望未來,可能會出現一個ZK計算能力市場,甚至可以將AI計算能力與ZK能力共享。

可能會出現提供集成計算服務的平台,支持人工智能任務和ZK證明生成任務。

用戶可以在同一平台上處理高性能AI任務和ZK證明生成任務。

在協議層面上,整合可以通過創建智能合約或協議來實現,使AI電源提供商可以參與ZK證明生成或使用ZK技術來驗證AI計算。

根據任務需求,也可以動態分配計算資源。例如,當人工智慧任務需求較低時,可以將資源分配用於生成零知識證明,反之亦然。

6. ZK 硬體加速中的主要參與者

目前,在ZK硬體加速方面領先的項目是Cysic。@cysic_xyz請提供要翻譯的文本。

Cysic專注於設計和製造應用特定積體電路(ASIC)、現場可編程閘陣列(FPGA)和GPU加速解決方案,以加快ZKP生成。

Cysic開發了兩款硬體產品:

  1. ZK Air:一款體積大致與筆記本電源適配器相當的輕量級ZK裝置,其計算能力相當於10個RTX 4090 GPU,非常適合個人用戶。
  2. ZK Pro:一款更強大的設備,其計算能力相當於50個RTX 4090顯卡,專為大型ZK項目(如zkRollup和zkML)設計。

除了硬體外,Cysic還提供了一組CUDA庫,支持多個ZKP系統,如Plonky2、Gnark、Halo2、RapidSnark等,顯著提高性能——至少比開源框架提高了50%。

Cysic還擁有一個生態系統,Cysic Network,旨在整合和管理社區計算資源,連接ZK項目、電力供應商和社區驗證者,形成可靠的計算力網絡。

簡單來說,Cysic Network 充當了一個 ZK 挖礦池和 SaaS 平台。

目前,Cysic已與多個zkRollup項目合作,展示了其產品的實用性和市場需求。

除了Cysic之外,還有一個值得一提的項目是Scroll。

令人驚訝的是,曾受到批評和臭名昭著的Scroll在ZK硬件加速方面取得了顯著進展。

與其他ZK Rollup項目相比,Scroll採取了不同的道路,通過開發專用的ZK加速硬件(GUP),創造了自己的競爭壁壘。這是Scroll最大的差異化優勢。

然而,Cysic和Scroll的定位不同:對於Scroll來說,硬件加速是其Layer2解決方案的一部分,而Cysic則致力於為整個ZKP生態系統提供硬件加速服務。

7. 總結

1)以太坊正在進行ZK化:以太坊正在引入零知識證明(ZK)技術來擴展並提升隱私保護。ZK技術應用於共識和數據層,以提高網絡性能。

2)ZK需要硬體加速:由於生成ZKP需要消耗大量的計算資源,硬體加速(例如ASIC、FPGA)被認為是提高效率的關鍵。

3)PoS和ZK挖礦相結合:提出了一種新的經濟模型,ZK挖礦擴展了PoS,質押者通過提供ZK計算能力來獲得額外的獎勵,創造了PoS和PoW的共存。

4)ZK Mining引入了新的正面外部性:与PoW相比,ZK挖掘减少了能源的浪费消耗。然而,它仍然需要专门的硬件,促进了硬件生产和技术创新。

5)AI和ZK功率共享:AI和ZK計算任務可以共享硬件資源,形成一個集成的計算服務市場。

6)市場領先的項目:Cysic和Scroll是ZK硬件加速領域的領先者。Cysic專注於為ZK生態系統提供硬件,而Scroll則將硬件加速融入其Layer2解決方案中。

總之,ZK 硬體加速軌道正在出現,隨著以太坊持續進行 ZK 化,ZK 硬體加速將變得更加重要。這甚至可能逆轉以太坊的經濟模型,使其成為一個值得繼續關注的領域。

免責聲明:

  1. 本文轉載自 [岳啸宇]. 所有版權屬於原作者 [@yuexiaoyu111]. 如果對此轉載有異議,請聯繫Gate 學習團隊,他們將立即處理。
  2. 責任聲明:本文所表達的觀點和意見僅代表作者個人觀點,並不構成任何投資建議。
  3. 本文的翻譯工作由gate Learn團隊完成。除非另有說明,禁止複製、分發或抄襲翻譯的文章。

為什麼以太坊可能回歸到 PoW 時代:探索新的 ZK 硬件加速 PoW 挖礦模型

進階12/10/2024, 8:25:43 AM
以太坊正在過渡到ZK技術,該技術依賴於硬體加速來進行ZK證明。就像比特幣挖礦一樣,ZK挖礦可能成為一種新的工作量證明形式。以太坊的經濟模型最終可能將PoS和PoW結合成一個新的“混合共識”模型。

Web3Caff創始人Gootor分享了一個重要的觀點。這裡還有一些額外的見解:

以太坊正在向ZK技術轉變,而ZK證明需要硬體加速,使ZK挖礦有可能成為一種新型的工作量證明,類似比特幣挖礦。以太坊的經濟模型可能演變成一種PoS和PoW結合的形式,形成一種“混合共識”模型。

讓我們分解這個想法的基本邏輯。

@GootorX @web3caff_zh @Web3Caff_Res

1. 以太坊正在向ZK技術邁進

零知識證明(ZK)是一種技術,允許一方向另一方證明一個陳述是真實的,而不揭示任何其他信息。它具有重大潛力。

在區塊鏈領域,ZK 技術主要用於擴展。Vitalik Buterin 強烈主張 ZK,以太坊基金會也投資了各種 ZK 項目。

然而,基于零知识证明的项目仍处于基础阶段。因此,目前用户的主要直接体验是通过基于ZK技术的以太坊第二层解决方案ZK Rollups,例如zkSync、Starknet、Polygon zkEVM、Scroll和Linea。

以太坊本身也逐漸採用ZK。

(1) 共識層的ZK化(例如,Beam Chain提案):這涉及使用ZK技術簡化共識過程,以提高其速度和效率。

(2) 數據層的零知證明化:通過僅存儲證明而非所有交易數據,以太坊可以顯著減少所需的鏈上數據存儲量。

這些變化將使以太坊在保持去中心化和安全性的同時,提高交易速度、降低成本和提升隱私方面的表現。

ZK技術是以太坊長期戰略的一部分,旨在擴展和處理更高的用戶需求和更複雜的應用。

2. 為什麼 ZK 需要硬體集成?

儘管具有其優勢,ZK 技術在生成零知識證明(ZKP)的性能上面臨著重大挑戰。

ZK允許驗證者將多個交易合併為一個單一的證明,然後提交到主網進行擴展。然而,證明生成過程耗資源且緩慢。

這涉及到複雜的數學,如指數運算、求逆和雙線性配對計算。因此,創建證明可能需要很多時間。

僅通過軟件優化無法提高這種速度,因此需要硬件加速。通過使用專用硬件,證明生成時間可以從幾小時縮短到幾秒鐘,標誌著巨大的改進。

因此,ZK 是依賴硬體並需要專用晶片的。

隨著 ZKP 在隱私計算和區塊鏈擴展等領域的應用日益增多,生成 ZKP 的速度和效率已成為瓶頸,這導致對硬體解決方案的需求日益增長。

3. PoS和ZK Mining如何結合?

通過集成ZK硬件加速,出現了一種新的硬件挖礦經濟模型。

ZK挖礦是什麼?

在傳統的PoW挖礦中,參與者需要解決複雜的問題,而ZK挖礦則專注於快速生成ZKP。參與者競爭生成ZKP,第一個創建有效證明的人獲得獎勵。

那麼PoS和ZK如何結合?

在PoS系統中,驗證者(權益者)驗證交易並提出區塊。ZK證明可用於驗證區塊或交易的正確性,增強安全性並降低驗證成本。

驗證者在執行他們的PoS任務時會產生ZKP作為額外的工作證明。那些產生並提交有效ZKP的人可以獲得額外的獎勵,除了標準的區塊獎勵之外。

這些獎勵可以以ETH或其他內部代幣的形式出現。

整體區塊獎勵結構可以分為兩部分:一部分用於傳統 PoS 驗證,另一部分用於對 ZKP 生成的貢獻。

這樣,ZK增強了PoS驗證,而ZK挖礦則擴展了PoS權益投資。

貢獻於 ZK 努力,例如運行 ZKP 生成節點,存款者可以獲得額外的獎勵。

然而,將 ZK 整合到以太坊的 PoS 系統中,需要對現有協議進行調整,以適應 ZK 證明的新角色,並且需要設計一個公平的激勵模型,以平衡 PoS 獎勵和 ZK 貢獻。

4. ZK Mining會帶來正面的外部性嗎?

在以太坊從PoW過渡到PoS後,最大的批評之一是缺乏引入“封閉”經濟系統的外部性。

工作量證明(PoW)從根本上是外部的,因為它需要能源和硬體,因此將區塊鏈經濟活動延伸到區塊鏈之外,並影響現實世界。

在 PoS 系統中,驗證區塊的資格主要基於持有的代幣數量(即質押代幣),經濟活動更集中在質押和內部網路交易,不像 PoW 需要涉及採礦硬件生產和電力市場等外部產業。

ZK加速硬件,如PoW挖礦機,也需要專用硬件,但“低效能耗”的問題減少了,因為PoW需要解決數學問題來競爭區塊權利,而ZK挖礦生成有效證明以驗證交易,無需在不同節點之間進行冗餘工作。

5. 人工智能和ZK力量共享

展望未來,可能會出現一個ZK計算能力市場,甚至可以將AI計算能力與ZK能力共享。

可能會出現提供集成計算服務的平台,支持人工智能任務和ZK證明生成任務。

用戶可以在同一平台上處理高性能AI任務和ZK證明生成任務。

在協議層面上,整合可以通過創建智能合約或協議來實現,使AI電源提供商可以參與ZK證明生成或使用ZK技術來驗證AI計算。

根據任務需求,也可以動態分配計算資源。例如,當人工智慧任務需求較低時,可以將資源分配用於生成零知識證明,反之亦然。

6. ZK 硬體加速中的主要參與者

目前,在ZK硬體加速方面領先的項目是Cysic。@cysic_xyz請提供要翻譯的文本。

Cysic專注於設計和製造應用特定積體電路(ASIC)、現場可編程閘陣列(FPGA)和GPU加速解決方案,以加快ZKP生成。

Cysic開發了兩款硬體產品:

  1. ZK Air:一款體積大致與筆記本電源適配器相當的輕量級ZK裝置,其計算能力相當於10個RTX 4090 GPU,非常適合個人用戶。
  2. ZK Pro:一款更強大的設備,其計算能力相當於50個RTX 4090顯卡,專為大型ZK項目(如zkRollup和zkML)設計。

除了硬體外,Cysic還提供了一組CUDA庫,支持多個ZKP系統,如Plonky2、Gnark、Halo2、RapidSnark等,顯著提高性能——至少比開源框架提高了50%。

Cysic還擁有一個生態系統,Cysic Network,旨在整合和管理社區計算資源,連接ZK項目、電力供應商和社區驗證者,形成可靠的計算力網絡。

簡單來說,Cysic Network 充當了一個 ZK 挖礦池和 SaaS 平台。

目前,Cysic已與多個zkRollup項目合作,展示了其產品的實用性和市場需求。

除了Cysic之外,還有一個值得一提的項目是Scroll。

令人驚訝的是,曾受到批評和臭名昭著的Scroll在ZK硬件加速方面取得了顯著進展。

與其他ZK Rollup項目相比,Scroll採取了不同的道路,通過開發專用的ZK加速硬件(GUP),創造了自己的競爭壁壘。這是Scroll最大的差異化優勢。

然而,Cysic和Scroll的定位不同:對於Scroll來說,硬件加速是其Layer2解決方案的一部分,而Cysic則致力於為整個ZKP生態系統提供硬件加速服務。

7. 總結

1)以太坊正在進行ZK化:以太坊正在引入零知識證明(ZK)技術來擴展並提升隱私保護。ZK技術應用於共識和數據層,以提高網絡性能。

2)ZK需要硬體加速:由於生成ZKP需要消耗大量的計算資源,硬體加速(例如ASIC、FPGA)被認為是提高效率的關鍵。

3)PoS和ZK挖礦相結合:提出了一種新的經濟模型,ZK挖礦擴展了PoS,質押者通過提供ZK計算能力來獲得額外的獎勵,創造了PoS和PoW的共存。

4)ZK Mining引入了新的正面外部性:与PoW相比,ZK挖掘减少了能源的浪费消耗。然而,它仍然需要专门的硬件,促进了硬件生产和技术创新。

5)AI和ZK功率共享:AI和ZK計算任務可以共享硬件資源,形成一個集成的計算服務市場。

6)市場領先的項目:Cysic和Scroll是ZK硬件加速領域的領先者。Cysic專注於為ZK生態系統提供硬件,而Scroll則將硬件加速融入其Layer2解決方案中。

總之,ZK 硬體加速軌道正在出現,隨著以太坊持續進行 ZK 化,ZK 硬體加速將變得更加重要。這甚至可能逆轉以太坊的經濟模型,使其成為一個值得繼續關注的領域。

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