ZK Coprocessors(ZK 协处理器):进一步打开可验证计算市场
可验证计算(Verifiable Computing)市场的未来将是怎样的?
广义上的可验证计算,指可以将计算任务外包给第三方算力提供者;(不受信任的) 第三方算力提供者需要在完成计算任务的同时,提交一份关于计算结果的正确性证明。
目前的计算基于资源限制,硬件门槛及成本较高,都在催生外包可验证计算的增长需求。很多情况下,一些智能合约必须依赖于正确计算并执行的假设,否则会导致生成结论不准确等严重后果。因此,ZK 在可验证计算中充当了非常重要的位置,也进一步打开对外包可验证计算的市场期望。
在理想的零知识证明算法下,区块链可以不用保存原始的交易数据,而是保存协议生成的零知识证明,矿工节点只需验证零知识证明,而无需验证原始交易数据。这些均得益于以 zk-SNARKs为代表的零知识证明技术的进展。
同时,基于 zkVM,通过放弃采用“EVM”,在选择放弃少部分以太坊兼容性的方式下,增加了相较 EVM 而言更广泛的通用性,以促进可验证计算的广泛发展。
以太坊的 ZK 协处理器(ZK Coprocessors,也译作 ZK 辅助处理器)正在带来新的思路,通过 ZKPs 将以太坊历史数据引入智能合约,这种架构可以带来一些新的用例。
对 ZK 协处理器 Axiom 进行观察,其思路在于:证明 ZK 中计算的有效性,使得计算结果可在链上使用。zkCoprocessor 的结构或许可以视为:
zkVM x Storage Proof
Axiom 将通过以下模块运行:
读取(Read):
Axiom 使用 ZK 证明对以太坊历史区块中的区块头、状态、交易和收据进行trustlessly 的读取。所有以太坊链上数据都是以这些形式进行编码的,因此,Axiom 可访问任何归档节点(Archive Node)中可访问的信息。
计算(Compute):
数据被摄取后,Axiom 就会在上面应用经过验证的计算原语(primitives,一段用机器指令编写的完成特定功能的程序,在执行过程中不允许中断)。
这包括从基本分析(总和、计数、最大、最小)到密码学(签名验证、密钥聚合)和机器学习(决策树、线性回归、神经网络推理)中的各种操作。每一块计算的有效性均通过 ZK 证明得到验证。
验证(Verify):
Axiom 在每个查询结果中都有一个 ZK 有效性证明,即 (1)输入数据是正确地从链中获取的 (2)计算是正确地应用的。这个 ZK 证明在 Axiom 智能合约中进行链上验证,最终结果可 trustlessly 地供任何下游智能合约使用。
这可视为一个供其他平台使用的”Storage Proof “:Axiom 提供 API 端来生成 ZKp,以访问某一地址的账户存储中的插槽 ( storage slot ) ,当 Axiom 对某区块地址的存储插槽的值进行链上验证后,其他合约可以 trustlessly 地访问并使用以太坊历史数据。
该概念下的其他项目还有:
Bonsai :
Bonsai 是一个基于 StarkWare 开发的证明网络,通过 zkVM 将可验证计算带至其他链上。允许任何链、任何协议和任何应用程序利用 ZK 证明来实现扩展、隐私等,旨在成为通⽤的 ZK 计算加速器。
RiscZero:
RiscZero 是 Bonsai 网络上的第一个产品,基于 STARK 的 ZKVM,旨在成为一个通用的 ZK 计算层,RiscZero 建立了一个 RISC-VISA zkVM( RISC-V 模拟器允许程序员用 Rust、C/C++和 Go 等语言为 zkVM 编写程序,目前仅支持 Rust),能够证明出处和正确执行,并被验证。
HyperOracle:
HyperOracle 是一个可编程的 ZK 预言机及协处理器,是一个 ZK 节点网络,可以运行任何具有执行痕迹证明的计算。HyperOracle 在种子轮融资中获 dao5 和红杉中国种子基金共同领投的 300 万美元融资。
Herodotus:
Herodotus通过存储证明技术,实现以太坊与区块链之间的同步跨层数据访问。Herodotus 与 Pragma 合作推出利用存储证明的、高更新频率的预言机,带来了新的用例。
Poseidon:
Poseidon提出了 ZK-ZK Aggregator,通过聚合器,将一批客用户生成的证明合并成一个证明,以大大降低 ZKP 验证成本,为 ZKML 等场景的链上验证带来可扩展性。
基于以上项目进展,我们很乐观地对于 ZK 技术及环境的发展进行推测:
1)可验证计算市场前景广阔,会在更多领域体现出新的价值
2)zk 协处理器将逐渐成熟,以进一步减少验证成本
3)zk执行层正在逐渐成为开发者构建可扩展、高性能 Dapp 的更佳选择
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