Наступне поле битви для військових стратегів: створення ринку доказів ZK

Ринки доказів і мережі доказів є двома основними підходами. Доведіть, що ринок схожий на відкритий ринок.

Автор: Yiping, IOSG Ventures

TL, DR;

• Технологія ZK в основному використовується для покращення масштабованості, конфіденційності та довіри до різних проектів (таких як Starkware, zkSync, Scroll, Mina, Risc0, Giza та EZKL).
• Технологія ZK вимагає великої обчислювальної потужності, що призводить до накладних витрат на обчислення від 10^4 до 10^6, що створює виклик для команди інфраструктури.
• Основними методами генерації ZK-доказів є Proof Markets і Proof Networks. Proof Markets працює як відкритий ринок для торгівлі доказами ZK, тоді як Proof Networks має власні сервери, які забезпечують хмарний досвід для створення доказів. *Підхід Proof Market забезпечує гнучкість і економічну ефективність, оскільки він сприяє відкритому ринку, де трансакції ZK proof можна проводити без потреби в управлінні сервером високого класу.
• Підхід Proof Network забезпечує безперебійний і зручний для розробників досвід і забезпечує рішення, яке генерує докази швидко та надійно з меншою концентрацією на ринкових механізмах. Теоретично він може швидко генерувати докази, оскільки також потрібен час, щоб узгодити замовлення на ринку доказів.
• Проблеми включають труднощі під час тестування та налагодження, появу нових проблем із безпекою, можливе блокування постачальника, вищі витрати за певних моделей використання та втрату корисності маркера.
• Провідними гравцями, ймовірно, будуть ті компанії, які продемонстрували найбільшу потребу у внутрішньому ZK, оскільки вони можуть використовувати існуючу інфраструктуру та спеціалізовані команди для максимального використання апаратного забезпечення.
• Нові додатки включають співпроцесори ZK, ZK Attestation, ZKML і ZK Bridges, які створюють більший попит на створення доказів ZK.
• У просторі ZK децентралізовані мережі доказів обумовлені перевагою індустрії блокчейнів щодо безпеки, стійкості до цензури та конфіденційності, хоча властива безпека ZK означає, що ці переваги не вимагають децентралізації як передумови. Для Zk продуктивність є головною увагою.

Вступ

Зростаючий попит на ZK

Після багатьох років досліджень у галузі zk і значного покращення продуктивності zk нарешті використовується в практичних програмах. Талановиті інженери застосовують ЗК для:

• Масштабованість
• конфіденційність
• Кредит даних

Є багато цікавих проектів, які залежать від zk, наприклад Starkware, zkSync, Scroll, Mina, Risc0, =nil;Foundation, EZKL, Giza, Polygon і Manta. Ці проекти стабільно та безперервно щодня генерують докази zk. Найпопулярнішим випадком використання zk на даний момент є zkRU, який використовується для вирішення проблем масштабованості Ethereum. За останній місяць на Ethereum/Ethereum L2 було витрачено мільйони доларів.

Джерело: значне зростання вартості верифікації ZK за минулий рік.

Ця діаграма, складена командою Near, показує споживання газу zkSN(T)ARK на Ethereum і L2. Він включає такі популярні проекти ZK, як zkSync, Polygon, Aztec, Tornado Cash, Loopring, Worldcoin, Tailgun, Sismo, StarkNet і ImmutableX і dydx.

Порівняно з zkStark, на zkSnark припадає 80% загальних витрат на перевірку. Серед усіх цих проектів Worldcoin має найвищу вартість перевірки, за ним йде zkSync. Перевірка коштує приблизно 2 долари за worldcoin. Автентифікація коштує приблизно 30 доларів США за zkSync.

Демонстрація навантаження на інфраструктуру

ZK вирішує проблему масштабованості, але дорого. Це вимагає великої обчислювальної потужності. ZK приносить багато обчислювальних витрат, і команда Rollup має вирішити цю проблему. За оцінками @_weidai, використання сучасної технології ZK призведе до витрат на обчислення від 10^4 до 10^6. Теоретично ми можемо в 10 разів збільшити обчислювальні витрати за допомогою виділених схем. Якщо додати рівень абстракції віртуальної машини, витрати на обчислення будуть у 100 разів більші.

На діаграмі нижче показано графік обчислювальної потужності на основі річного зростання відповідно до закону Кумоя. Після 2000 року ефективність мікросхеми збільшувалася в 10 разів кожні десять років. Якщо порівнювати обчислювальну потужність з 2000 роком, то в 2025 році вона досягне 784 разів. Це також свідчить про те, що поточний розрахунок ZK все ще не на такому порядку, як у 2000 році.

Джерело:

Будь ласка, подумайте над цим уважно. Ми намагаємося збільшити обсяг транзакцій до ЗКРУ в 10-100 разів. Зі збільшенням обсягу транзакцій ми також зіткнемося з обчислювальними витратами від 10^4 до 10^6. Ці цифри створюють величезний тиск на інфраструктурну команду ЖКРУ. Провідні команди ZKRU використовують високоякісні машини з принаймні 200 ГБ пам’яті та мають талановитого оперативного персоналу для вирішення цих складних інфраструктурних завдань.

Отже, що це означає для невеликої команди, якщо вони хочуть запустити ZKRU або створити рішення третього рівня, використовуючи стек технологій ZK? Якщо незалежний розробник хоче створити ZK Dapps, як він придбає ці високоякісні сервери та правильно ними керує?

Тепер створити ЗКРУ не складно. Ви можете використовувати ZK Stack і дотримуватись інструкцій у документації, щоб розгорнути новий ZKRU. Найскладніше – це запустити висококласну інфраструктуру. Керувати парком серверів набагато складніше, ніж щоденне обслуговування наших персональних ноутбуків.

Крім того, апаратне прискорення не є технологією plug-and-play; кожній команді потрібно буде налаштувати свої сервери по-різному залежно від системи захисту від нульових знань, яку вони використовують.

Забезпечення високої доступності також є складною темою. Що, якщо безліч користувачів почнуть карбувати ординали на вашому ZKRU, а ви раптом зіткнетеся з пропускною здатністю в 1000 разів? Навіть така досвідчена команда, як Arbitrum, не працювала на кілька годин через сплеск порядкових транзакцій.

Створення великої кількості підтверджень із нульовим знанням потребує підтримки високоякісного сервера. Для малих і середніх команд створення та підтримка парку високоякісних серверів може бути важким тягарем. Щоб краще допомогти групам просто та швидко адаптувати технології з нульовим знанням, проект Emerging намагається допомогти цим групам впоратися з усією складністю обчислювальної інфраструктури.

Доведіть ринок

Джерело: IOSG Ventures

Ринки доказів і мережі доказів є двома основними підходами. Доведіть, що ринок схожий на відкритий ринок. Щоб створити доказ, користувачеві потрібно знайти контрагента, готового продати доказ за певну ціну. Мережа перевірки працює як традиційний хмарний сервіс, розробники надсилають свої схеми та вхідні дані, а централізований балансувальник навантаження розподіляє внутрішні сервери в мережі перевірки для створення перевірок для користувачів.

Ринки доказів є популярним підходом в інфраструктурі доказів ZK. Ринок доказів — це відкритий ринок, де покупці та продавці торгують доказами ZK. Команда ринку ZK Proof не потребує піклування про апаратне забезпечення ZK Proof чи власні сервери високого класу, вони зосереджуються на транзакціях ZK Proof і механізмах перевірки, щоб залучити сторонніх постачальників обладнання.

Довести, що ринок – це більш відкритий підхід. Він вітає сторонніх постачальників апаратного забезпечення. Поки є продавець з таким сертифікатом, покупець може придбати сертифікат ZK за ціною в доларах США. Під час перевірки доказів усім на ринку не потрібно досягати консенсусу, лише оператори ринку несуть відповідальність за перевірку. На ринку доказів розробники zkDapp подають замовлення на перевірку ZK, включаючи ціну, час генерації, тайм-аут і публічний вхід. Потім сторонній постачальник апаратного забезпечення прийме замовлення та створить підтвердження.

Продемонструйте, що економічна структура ринків проста. Доказові генератори повинні зробити ставку. Якщо вони створять неправильний сертифікат або не нададуть його до встановленого терміну, їх можуть оштрафувати. Генератори доказів з більшою часткою зможуть генерувати кілька доказів одночасно.

Основними гравцями на ринку сертифікації є =nil і Marlin.

=нульова основа

Доведіть, що на ринку є продавці і покупці. Покупець – розробник dApp. Вони сплачують продавцю плату за створення сертифіката. На ціну сертифіката впливає багато факторів. Основні фактори включають розмір схеми, систему перевірки, час генерації та розмір входу.

Ось як працює ринок =nil proof:

1. Доведіть, що запитувач надсилає запит на ринок із очікуваною ціною c_r.
2. Доведіть, що ринок блокує токени c_r в обліковому записі покупця.
3. Доведіть, що виробник надсилає на ринок пропозицію з ціною c_p <= c_r.
4. Ринок доказів зіставляє запити з пропозиціями виробників доказів.
5. Виробник доказів створює докази та надсилає їх на ринок.
6. Ринок доказів перевіряє докази та сплачує c_r - комісію за обробку токенів виробнику.
7. Запитувачі сертифікації отримують свою сертифікацію та використовують її.

Дизайн ринку забезпечує досвід торгівлі. Доведіть, що згенерована ціна буде змінюватися в реальному часі.

Нижче наведено знімок екрана продукту для ринку =nil proof.

Джерело:

Наразі Proof Market підтримує обмежену кількість претензій, причому претензія Mina виявилася найактивнішою. Зокрема, Proof Market приймає схеми на основі їхнього компілятора zkLLVM і системи перевірки Placeholder.

Gevulot

Gevulot прагне перенести децентралізацію на ринок proof-of-proof. Gevulot є відкритим і програмованим блокчейном рівня 1, призначеним для підтвердження ринку. Перший рівень блокчейну обробляє розподіл, перевірку та розподіл винагороди за запити на підтвердження. Мережа прувера використовує легкі одноядерні пристрої для досягнення високої продуктивності. Gevulot використовує верифіковані випадкові функції (VRF) для розподілу перевірочної роботи між невеликою групою перевірників, забезпечуючи надійність системи.

*Джерело: *

Користувачі можуть безперешкодно розгортати програми з передбачуваною оплатою, і користувачі можуть встановлювати максимальну плату на основі кількості циклів, необхідних для виконання програми.

Перевірювачі отримують винагороду через мережу Gevulot і гонорари користувачів, що стимулює їх створювати ефективні та конкурентоспроможні докази. Найшвидший перевірник отримає найбільше мережевих винагород. Плата за використання порівну розподілятиметься з усіма вузлами, які завершать підтвердження.

Gevulot підтримує кілька мов програмування для розгортання програм, включаючи C, C++, Go, Java, Node.js, Python, Rust, Ruby, PHP тощо, оскільки базова VM Nanos Gevulot підтримує двійкові файли Linux ELF x86_64.

Gevulot — це загальна обчислювальна платформа, яка підтримує різні мови та системи перевірки. Gevulot покладається на одноядерний Nanos, щоб гарантувати, що прувер може легко працювати на різних машинах. Усі прувери мають бути зібрані в єдиний одноядерний образ.

Доказова мережа

Proof Network забезпечує більш зручний підхід до роботи розробника. Він працює подібно до постачальника хмарних послуг Web2. Розробники надсилають корисні дані через REST API, а мережа перевірки повертає докази розробнику. Розробникам не потрібно піклуватися про коливання цін і про те, яка сторона створить докази.

Опалення0

Risc Zero запустив Bonsai за допомогою своєї zkVM. Завдяки потужності zkVM користувачі можуть дозволити Bonsai генерувати різні оголошення. Наприклад, на основі Bonsai та Risc0 VM Zeth генерує докази для блоків Ethereum.

Джерело:

Коротко

Нещодавно компанія Succinct також випустила свій новий продукт. Замість надання схеми REST API, Succinct пропонує підхід, більш схожий на хмарні функції.

Ось робочий процес користувача:

1. Підключіться до свого облікового запису GitHub і розгорніть схему
2. Викличте API через REST або смарт-контракт і передайте вхідні дані схеми
3. Результати запиту через REST API або смарт-контракт

*Джерело: *

Порівняно з BONSAI, Succinct має наступні переваги в досвіді розробника:

• Полегшене керування бібліотеками схемного коду
• Немає необхідності у вторинній схемі відправлення
• Розгортання смарт-контрактів одним клацанням миші для створення та перевірки доказів у мережі
• Ознайомтеся з популярними доказами ZK
• Перевірте статус створення сертифіката на інформаційній панелі
• Підтримка rustx, gnark, circom, plonky2

*Джерело: *

Мережа доказів або ринок доказів

Ринок сертифікації надає покупцям і продавцям сертифікатів більшу гнучкість ціноутворення. Він запрошує до участі всіх постачальників обладнання, що допомагає зменшити витрати для покупців. Але варто зазначити, що заощадження можуть відрізнятися між окремими особами та компаніями. Часто централізовані служби, такі як Proof Network, можуть пропонувати безкоштовні послуги окремим особам, стягуючи з компаній високу комісію, але забезпечуючи доступ до підтримки VIP-клієнтів. Наприклад, якщо підприємство планує запустити нову подію чи функцію, підприємство може заздалегідь зарезервувати певну обчислювальну потужність у перевірочній мережі. Децентралізований ринок може представити більш збалансоване та конкурентне ціноутворення.

На сучасному ринку надійні мережеві продукти забезпечують розробникам більш зручну роботу. Він обробляє всю роботу з створення доказів і підтримує основні системи доказів без введення будь-яких нових складних концепцій. Він забезпечує стабільну взаємодію з користувачем. Теоретично це забезпечує швидке створення доказів, оскільки зіставлення замовлення на ринку доказів також вимагає часу. Якщо ви знайомі з хмарними обчисленнями, виявиться, що мережа більше схожа на хмарну функцію без збереження стану.

У нас є =nil Foundation і Gevulot, які працюють на ринку доказів. Succinct і Risc0 знаходяться в мережі доказів. Апаратні компанії, такі як Ulvetanna та Cystic, також зробили значний внесок у покращення ZK-proof продуктивності графічних процесорів і розробку наступного покоління спеціальних ZK-чіпів.

Вийти на ринок виявилося відносно легко. Що стосується інфраструктурного проекту ZK, перевірений ринковий дизайн може вивести більше постачальників апаратного забезпечення в Інтернет. Завдяки децентралізованому дизайну вони можуть легко масштабувати мережу для задоволення майбутніх обчислювальних потреб.

У майбутньому ми передбачаємо поєднання proof network і proof market designs. Мета полягає в тому, щоб забезпечити безперебійний досвід для розробників, одночасно інтегруючи ринок доказів як серверну частину для полегшення додавання додаткових обчислювальних ресурсів. Це напрямок, який Succinct планує розвивати найближчим часом. Ми спостерігаємо подібні зміни на інших ринках, таких як Infura. Infura має власні сервери, але також планує залучити ліцензованих сторін для забезпечення інфраструктури.

Джерело: IOSG Ventures

Кому дійсно потрібна хмарна ZK інфраструктура

**Ми вважаємо, що розробники, які хочуть скоротити час виходу на ринок і створити легкі, гнучкі програми, які можна швидко розширювати або оновлювати, отримають значну користь від цих хмарних інфраструктур ZK. **

Для додатків із великою різницею між піковим і найнижчим використанням хмарна інфраструктура ZK зменшить витрати.

Для цього типу програм придбання парку серверів, які завжди працюють і гарантовано доступні в години пік, може бути дорогим. Коли використання є найнижчим, це спричинить багато відходів. Хмарна інфраструктура може бути розширена в будь-який час для підвищення продуктивності. Цю надлишкову обчислювальну продуктивність можна автоматично вивільнити поза часами пік.

Хто буде лідером?

З нашого розуміння хмарної індустрії Web2 ми виявили, що компанії з найбільшими обчислювальними потребами, як правило, мають провідні бізнеси з хмарної інфраструктури. Вони можуть скористатися перевагами масштабованості, вартості, команд та інноваційних продуктів.

Це ж стосується і хмарної інфраструктури ЗК. **Ми вважаємо, що ті проекти, які потребують найбільшої перевірки збірки, мають потенціал для створення одного з найуспішніших бізнесів ZK Cloud Infrastructure. **

Для проектів, які власноруч створюють велику кількість доказів ZK, вони вже мають розгалужену інфраструктуру, оптимізатори та спеціальні команди. Вони також можуть максимізувати використання апаратного забезпечення шляхом спільного використання ресурсів перевірки між програмами; коли програмі не потрібно генерувати докази негайно, перевірки можна перепрофілювати для інших цілей.

Усі ці великі проекти певною мірою мають власні системи доказів. Інфраструктура перевірки третьої сторони часто має труднощі з оптимізацією різних систем перевірки, які використовуються різними великомасштабними проектами. Забезпечуючи швидкі та прості у використанні хмарні перевірки, великі проекти можуть ефективно розширити свою екосистему систем перевірки.

Для ZKRU хмарна інфраструктура ZK може збільшити використання Fork. Неважко створити новий рівень 2 або 3 на цих ZKRU, але підтримка інфраструктури ZK буде дорогою. Надання готових і гнучких хмарних атестаторів може допомогти залучити більше розробників. Зараз більшість розробників зазвичай використовують OPRU SDK для створення нового рівня 2 або 3, оскільки відповідною інфраструктурою легко керувати.

Без створення власної ZK-інфраструктури ці величезні ZK-проекти повинні будуть платити високі комісії стороннім постачальникам комп’ютерних послуг. Вони також обмежені у швидкості розробки, оскільки вони не завжди можуть налаштувати свою інфраструктуру для подальшого підвищення продуктивності та зменшення витрат на перевірку.

Кому найбільше потрібні докази з нульовим знанням?

**Окрім мереж ZKRU та рівня 1, нещодавно ми побачили більше додатків із нульовим розпізнаванням. Усі вони мають величезну потребу в створенні доказів. **

Співпроцесори з нульовим знанням дозволяють розробникам смарт-контрактів отримувати доступ до минулих станів блокчейна без довіри. Співпроцесор з нульовим знанням генерує докази з нульовим знанням для цих минулих станів блокчейна. Це може бути більш безпечною та менш надійною альтернативою графікам.

Аутентифікація з нульовим знанням допомагає користувачам переносити дані або інформацію про ідентифікацію в блокчейн. Після того, як автентифікатор перевірить ці дані поза ланцюгом, для них генерується підтвердження з нульовим знанням і розміщується в блокчейні.

Машинне навчання з нульовим знанням робить можливим мислення в ланцюжку. Постачальник обчислень виконує обчислення ML поза ланцюгом, створює для нього підтвердження з нульовим знанням, а потім публікує підтвердження в блокчейні.

Міст з нульовим знанням є більш безпечною версією перехресного мосту. Він генерує доказ зберігання або навіть доказ консенсусу для вихідного ланцюжка та розміщує його в цільовому ланцюжку. Це може замінити поточний перехресний ланцюговий міст.

Що такого особливого в децентралізованих мережах перевірки?

У блокчейн-індустрії децентралізація є найпопулярнішим наративом. Децентралізація приносить багато переваг:

• безпека
• Опір цензурі
• Конфіденційність

Докази з нульовим знанням відрізняються від інших загальних обчислень. ЗК за своєю природою безпечний. Будь-хто може легко та швидко перевірити доказ, гарантуючи чесність доказу. У сфері ЗК децентралізація не є обов’язковою умовою безпеки.

Докази з нульовим знанням зосереджуються на складних деталях низького рівня, структурованих у схеми. Хоча вміст у цих схемах надзвичайно важко цензурувати, цензуру все одно можна ефективно впроваджувати, генеруючи запитувачі проти доказів ZK.

Конфіденційність може бути проблемою для надійних мереж, оскільки користувачі надсилають приватні дані в перевірену мережу. Ідеальним рішенням було б створити доказ локально, щоб запобігти будь-якому витоку даних. Це зашкодить місцевій ефективності. Іншими рішеннями може бути новий протокол багатосторонніх обчислень із нульовим знанням або створення доказів у надійному середовищі виконання. Децентралізована перевірочна мережа не може забезпечити більшу конфіденційність.

Крім наративу, опір цензурі є, ймовірно, основною причиною побудови децентралізованої мережі доказів. Технологія підтвердження нульового знання все ще перебуває в зародковому стані, і поки що ми не спостерігали жодної форми цензури в цьому просторі. Однак головною проблемою, яка заважає розробці доказів із нульовим знанням, є продуктивність. Запровадження децентралізованої мережі доказів може призвести до збільшення обчислювальних вимог для створення доказів.

на завершення

Застосування доказів з нульовим знанням швидко розвивається і має широкий спектр застосувань. Ми очікуємо, що докази з нульовим знанням будуть інтегровані в різні стеки технологій. Ми вже бачили ZK layer1, ZK 2-layer network, ZKML, ZKVM, ZK-Email. Розробники також створюють оракули ZK, джерела даних ZK і бази даних ZK. Ми на шляху до «ZKifying усе». Витрати на обчислення, запроваджені ZK, змушують розробників розгортати свої схеми на високоякісних серверах. У результаті ми очікуємо, що попит на хмарну інфраструктуру ZK-proof зросте, щоб допомогти розробникам уникнути складнощів експлуатації цих інфраструктур.

У цій сфері наша думка включає:

• Достовірні ринки та перевірені мережі — два основні підходи, які можуть допомогти розробникам ZK dApp триматися подалі від складної інфраструктури.
• Ми очікуємо, що буде гібридний підхід, який поєднує в собі механізми надійної мережі та ринкових механізмів.
• Не всі розробники ZK dApp підходять для використання хмарної інфраструктури ZK. Середні проекти зі стабільним трафіком можуть самостійно розміщувати сервери, щоб зменшити витрати.
• Лідерами в хмарній інфраструктурі ZK будуть ті проекти, які потребують генерації великої кількості доказів ZK, наприклад, провідний ZKRU. У них є фінансовий стимул займатися цим бізнесом.
• Децентралізація є домінуючим наративом у криптопросторі, оскільки децентралізація забезпечує такі властивості, як конфіденційність, стійкість до цензури та безпека. Виявляється, у ЗК вже є деякі з цих функцій. Наразі головною перевагою децентралізованого ринку доказів є стійкість до цензури. **
• Популярність Cloud ZK proof інфраструктури тісно пов’язана з кількістю ZK dApps, які зараз є на ринку. У той час як деякі проекти спочатку виділяють свою хмарну ZK-захищену інфраструктуру як ключову функцію, багато згодом зосередяться на інших нових наративах.