في أحدث اجتماع ل Devcon ، قدم العضو الأساسي في مؤسسة إيثريوم Justin Drake مقترح Beam Chain ، حيث يخطط لترقية طبقة الاتفاق على إيثريوم باستخدام تقنيات zkSNARK و zkVM لتعزيز قابلية التوسع والأمان والكفاءة في الشبكة. هذا الرؤية تبرز أهمية zkVM مرة أخرى. بوصفها آلة افتراضية للمعرفة الصفرية عامة الاستخدام ، يمكن لـ zkVM معالجة الحسابات المعقدة بطريقة أكثر مرونة وكفاءة وفي نفس الوقت التخلص من الاعتماد على المنطق الذكي التقليدي.
تحت هذه الاتجاهات، يُعتبر مشروع RISC Zero وSuccinct وCysic من بين المشاركين الرئيسيين في دفع الابتكار في هذا المجال. حيث قام مشروع RISC Zero بتطوير سلسلة من الأدوات مفتوحة المصدر مثل Zeth وKailua وBonsai بفضل zkVM المعتمد على RISC-V، مما لا يُحسن فقط أداء التحقق من الكتل و Rollup، ولكنه يوفر أيضًا الدعم التقني لترقية ETH ZK.
RISC zkVM مصفوفة المنتجات البيئية: من التكنولوجيا الأساسية إلى تطبيقات السيناريو
RISC Zero هو تنفيذ zkVM على أساس معمارية مجموعة تعليمات RISC-V. باعتباره منصة للحوسبة القائمة على الأدلة الرقمية العامة، فهو يدعم العديد من لغات البرمجة الرئيسية مثل Rust و C++، ويمكنه تشغيل معظم المهام الحسابية. بالمقارنة مع منصات التقنية الأخرى للأدلة الرقمية العامة، فإن مثبتي ومحققي RISC Zero مفتوحين بالكامل، ويمكن للمطورين إنشاء وتحقق الأدلة محليًا. بالإضافة إلى ذلك، يتوافق محقق RISC Zero مع مجموعة متنوعة من المنصات ويمكنه التكيف مع البيئة المختلفة للبلوكشين، مما يبسط عملية تطوير التطبيقات غير المركزية.
في يونيو من هذا العام ، أصدر RISC Zero zkVM 1.0. يدعم zkVM 1.0 ليس فقط العديد من اللغات ومهام الحساب المعقدة ، بل يستخدم أيضًا تقنية Continuations لتجزئة الحسابات الضخمة إلى عدة قطع صغيرة ، وتحقيق الحساب والتحقق المتوازي الفعال. وفقًا لخريطة الطريق ، يخطط RISC Zero لتحقيق زيادة 20 مرة في أداء zkVM وتكلفته بحلول نهاية عام 2024 ، بما في ذلك تحسين عملية الإثبات بالكامل على وحدة المعالجة الرسومية (تم الانتهاء من 80٪) ، وإدخال تصميم دائرة RISC-V v2 جديد ، وتحسينات خاصة بالدوائر التكرارية. في الوقت نفسه ، يقوم RISC Zero بدمج سلسلة من وحدات التسريع لخوارزميات RSA و Keccak و ECDSA ، وذلك لتحسين أداء المهام المتعلقة بـ ETH والعمليات التشفيرية.
حول قدرات zkVM الأساسية، قام RISC Zero أيضًا بتطوير مجموعة من الأدوات والمنتجات مفتوحة المصدر. على سبيل المثال، يمكن لخدمة Bonsai عبر الشبكة توفير خدمات البرهان، حيث لا يحتاج المطورون إلى أجهزة مخصصة لإنشاء برهان المعرفة الصفرية؛ بينما يمكن لأداة Steel نقل الحسابات المعقدة لـ EVM إلى بيئة خارج السلسلة مع الحفاظ على قابلية التحقق من النتائج وتقليل تكلفة التنفيذ على السلسلة، ويوفر Blobstream Zero إمكانات إضافية لمشاركة البيانات والتحقق في البيئة السلسلة للبيانات عبر ربطه بطبقة توافر البيانات Celestia في البيئة البيئة السلسلة المعيارية.
Zeth: إثبات أن جميع مجموعات بلوكات إيثيريوم تم تكوينها بشكل صحيح
Zeth هو مثبت البرهان الصفري المفتوح المصدر لـ ETH الذي تم تطويره من قبل RISC Zero بناءً على تقنية zkVM الخاصة به ، والذي يمكن استخدامه للتحقق من صحة بلوكات ETH دون الحاجة إلى محافظ التحقق التقليدية أو لجنة المزامنة. يعرف RISC Zero Zeth باسم zkEVM النوع 0 ، وهو متوافق تمامًا مع بروتوكول ETH ويزيد من كفاءة التطوير من خلال إعادة استخدام الكود.
قام مؤسس ETH Buterin بتقسيم zkEVM إلى أربع فئات في مقاله 'Different types of zk-EVMs'. من بينها ، يسعى Type-1 إلى أن تكون مكافئة تمامًا وغير متنازعة مع ETH. يسعى Type-2 إلى أن يكون مكافئًا تمامًا لـ EVM ، ولكنه غير مكافئ تمامًا مع ETH. يكاد يكون Type-3 مكافئًا تقريبًا لـ EVM. ويكون Type-4 غير متوافق تمامًا مع ETH.
بفضل الأداء العالي ل RISC Zero zkVM ، تمكنت Zeth من التحقق من صحة كتل ETH في غضون دقائق. تظهر بيانات الاختبار أن Zeth يمكنها إنشاء إثباتات للكتلة عند 1.1 ميجاهرتز وتوسيع نطاق مجموعات GPU إلى 4.7 ميجاهرتز إلى 6.3 ميجاهرتز مع ميزات "الاستمرار". يقلل تحسين الأداء هذا أيضا من تكلفة إنشاء الإثبات. وفقا للاختبار ، فإن الكتلة التي تحتوي على 182 معاملة تكلف 21.72 دولارا فقط لتوليد الأدلة ، والتي تكلف حوالي 0.11 دولار لكل معاملة.
في عملية تطوير Zeth ، استفاد فريق RISC Zero بشكل كامل من مكونات نظام البيئة Rust مثل revm و ethers و alloy ، مما يتيح للمطورين تنفيذ وظائف إثبات الكتل بسرعة وتطبيقها في سيناريوهات مختلفة. هذا التصميم يوفر مرونة أكبر للمطورين ، ويتيح لهم ضبط منطق بناء الكتل وتكييفه مع مقترحات تحسين مستقبلية لشبكة الإيثريوم.
على مستوى التطبيق، يوفر Zeth حلاً فعالًا لـ zk Rollup والعملاء الخفيفة والجسور بين الشبكات. بناء zk Rollup التقليدي و zkEVM يتطلب وقتًا وموارد كبيرة، مما يثير ريبة الفرق الصغيرة. بينما يستند Zeth إلى الهيكل الأساسي لـ zkVM القابل للتخصيص، والذي يسمح للمطورين بسهولة تخصيص منطق التحقق من الكتل. على سبيل المثال:
zk Rollup: يمكن لـ Zeth تحقيق إثبات الكتل بسرعة ، مما يقلل من فترة التطوير لـ ZK Rollup ويقلل من الاستثمار المالي.
العميل الخفيف: يمكن التحقق من صحة الكتل دون إعادة بناء الكتل ، مما يقلل من تكلفة التشغيل.
جسر Cross-chain: يمكن لـ Zeth من خلال ZKP التحقق من صحة بيانات Cross-chain دون تسرب معلومات حساسة على السلسلة، مما يقلل من الاعتماد على الطرف الثالث ويقلل من مخاطر هجمات Cross-chain.
في مايو من هذا العام، نجح Zeth في التوسع لدعم استخراج بيانات الكتل من شبكة ETH الأم وإنشاء تحقق ZKP لصحة الكتلة، كما يدعم التحقق على السلسلة. بمعنى آخر، يمكن لـ Optimism أن يتحقق من التداول بكفاءة أكبر ويحل النزاعات التجارية بمساعدة Zeth.
Bonsai: تسمح للمطورين بتوليد البراهين بدون استخدام أجهزتهم الخاصة
Bonsai هو خدمة إثبات عن بُعد مصممة خصيصًا لتطبيقات zkVM ، تسمح للمطورين بإنشاء إثبات دون الحاجة إلى استخدام أجهزتهم الخاصة ، مما يحل الصراع بين الحوسبة المحدودة على السلسلة والتكلفة الباهظة. من خلال Bonsai ، يمكن للمطورين تعريف تطبيق zkVM الذي يجب تنفيذه وبيانات الإدخال ، وسيقوم Bonsai بتشغيل الحسابات في الخلفية وإنشاء الإثبات الصحيح. هذه العملية لا تتطلب تجهيز الأجهزة الإضافية من قبل المطورين تمامًا. في الوقت نفسه ، يستخدم Bonsai مجموعة كبيرة من مجموعات GPU ، ويدعم معالجة عدة مهام بشكل متوازٍ. بالإضافة إلى ذلك ، يوفر Bonsai واجهة برمجة تطبيقات (API) ومجموعة تطوير برامج (SDK) سهلة الاستخدام ، مما يتيح للمطورين دمجها بسهولة في الأنظمة الحالية ، ويقلل بشكل إضافي من صعوبة التطوير.
بناءً على خدمة الإثبات عن بُعد هذه، قام RISC Zero بإطلاق أداة Bonsai Pay de المفتوحة المصدر، التي تجمع بين مصادقة الهوية OAuth2.0 وتقنية ZKP، مما يتيح للمستخدمين إرسال أو استقبال الرموز عبر شبكة إثيريوم باستخدام حساب Google. على سبيل المثال، عندما ترغب أليس في تحويل الأموال إلى بوب، يمكن لأليس استخدام Bonsai Pay لإدخال بريد بوب في Google وكمية التحويل. يمكن لبوب بعد ذلك تسجيل الدخول إلى Bonsai Pay وإدخال عنوان البريد الإلكتروني وإكمال مصادقة حساب Google. سوف يستخدم Bonsai Pay OAuth 2.0 لإنشاء رمز تفويض، مما يثبت أن بوب هو حقًا صاحب هذا البريد الإلكتروني. بعد ذلك، سيقوم Bonsai Pay باستدعاء خدمة الإثبات Bonsai، وإنشاء إثبات معرفة صفري، مما يثبت أن حساب Google لبوب مرتبط بعنوان المحفظة. بعد التحقق من العقد الذكي، سيتم فتح الأموال وتحويلها إلى عنوان محفظة بوب.
خلال العملية بأكملها، قام Bonsai Pay بتأكيد حقيقة "ترتبط حساب جوجل لـ Bob بعنوان المحفظة" من خلال تقنية ZKP، وتجنب كشف أي معلومات محددة حول حساب جوجل.
تطبيق بونساي الهام الآخر هو معالج بونساي ZK (ZK Co-processor). يستخدم تقنية إثبات الصفر المعرفة لنقل المهام الحسابية المعقدة من الشبكة إلى خارج الشبكة وتوليد دليل لا يمكن التلاعب به لضمان صحة النتائج. في نفس الوقت، يتم نشر معالج بونساي بسهولة للغاية، حيث يتعين على المطورين كتابة تطبيق zkVM لمعالجة البرمجيات واستدعاء بونساي باستخدام عقد Solidity البسيط لتشغيل الحسابات والتحقق من النتائج. خلال العملية بأكملها، يتولى خدمة إثبات بونساي إنتاج إثبات صفر المعرفة للحسابات خارج الشبكة، ويمكن التحقق من هذه الإثبات داخل الشبكة.
معالج التعاون Bonsai ZK ملائم لتطبيقات الشبكات المطلوبة عالية الأداء وتكلفة منخفضة. على سبيل المثال، يمكنها نقل حسابات التصويت المعقدة إلى خارج الشبكة في حكم DAO لتقليل تكاليف الغاز في الشبكة. يخفض Bonsai DAO Governor تكلفة الغاز لكل تذكرة بأكثر من 50٪ من خلال معالج التعاون، مما يزيد من كفاءة الحكم ويقلل من عتبة المشاركة.
Boundless: طبقة الحساب القابلة للتحقق
في الهندسة المعمارية لسلسلة الكتل التقليدية، يتعين على جميع العقد تكرار تنفيذ جميع الحسابات لكل صفقة لضمان صحتها. على الرغم من أن هذا النمط "إعادة التنفيذ العالمي" يمكن أن يضمن الأمان والاتساق، إلا أنه يأتي مع تكلفة حسابية عالية للغاية. من أجل حل هذه المشكلة، قام RISC Zero بإطلاق Boundless، الذي يسمح لعقد فردي بإكمال الحسابات وإنشاء إثبات صفري يمكن التحقق منه، حيث يحتاج العقد الآخر فقط إلى التحقق من هذا الإثبات لتأكيد النتيجة، دون الحاجة إلى إعادة تنفيذ الحسابات.
يسهل Boundless عملية التحقق باستخدام تقنية التركيب العودي. يدمج العديد من الإثباتات الصغيرة للمعرفة الصفرية في إثبات كلي واحد، مما يتيح للمحققين التحقق من إثبات كلي واحد بدلاً من التحقق من كل مرحلة بشكل فردي. ولتحسين كفاءة إنشاء الإثبات الصفرية، يتضمن Boundless دوائر تسريع تشفيرية مخصصة لتحسين كفاءة المهام الشائعة مثل حسابات التجزئة والتحقق من التوقيع الرقمي.
وبالإضافة إلى ذلك، لا يحتاج المطورون الذين يستخدمون Boundless إلى فهم عميق لتقنية المعرفة الصفرية، بل يمكنهم كتابة تطبيقاتهم باستخدام لغات البرمجة المألوفة (مثل Rust أو Solidity). حالياً، فقد فتحت Boundless الوصول المجاني للمطورين. وبإمكان المطورين الاستفادة من خدمة proving التي تقدمها Boundless لبناء ونشر تطبيقات المعرفة الصفرية بسرعة على أي سلسلة كتلية دون الحاجة إلى ترحيل النظام الحالي أو تحديث العقود الذكية.
Blobstream Zero: جسر Crosschain لـ zkVM لتبسيط التحقق من صحة البيانات عبر الشبكات الجانبية
Blobstream Zero هو جسر عبر السلاسل المشترك بين RISC Zero و Celestia ، المبني على zkVM ، بغرض توصيل طبقة توافر البيانات في Celestia بسلاسة إلى البيئة البلوكتشين المتكاملة الحالية. من خلال مشاركة وتحقق البيانات على Celestia ، يمكن لـ Blobstream Zero تحقيق نقل البيانات والتحقق بسهولة بين السلاسل.
كمنتج مفتوح المصدر تمامًا ، يسمح Blobstream Zero لأي مشروع أو مطور بتشغيل نسخة محلية وإنشاء إثبات لا معرفة. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن لـ Blobstream Zero دعم معالج ZK. يعد معالج ZK أداة حسابية خارج السلسلة ، وبالتالي يحتاج إلى بيانات موثوقة لتنفيذ الحسابات. يمكن لـ Blobstream Zero الحصول على البيانات من سلسلة كتل مثل Celestia ويمكنه إثبات موثوقية البيانات المنقولة من خلال إنشاء إثبات ZK.
Steel：链下执行与链上验证的العقود الذكية新范式
Steel هو أداة مفتوحة المصدر التي تم إطلاقها بواسطة RISC Zero ، والتي تستخدم تقنية zkVM لتحقيق تنفيذ العقود الذكية التي يمكن التحقق منها خارج السلسلة. من خلال Steel ، يمكن للمطورين نقل عمليات EVM من تنفيذ السلسلة إلى السلسلة ، وفي الوقت نفسه إنشاء إثبات المعرفة الصفرية ، مما يضمن حقيقة وقابلية التحقق لنتائج الحساب.
العقود الذكية التقليدية تتطلب تنفيذ جميع الخطوط البرمجية على الشبكة، وتتسبب في تكاليف الغاز المرتفعة وتقيد تطوير التطبيقات المعقدة. يحل Steel هذه المشكلة من خلال آلية حساب خارج السلسلة والتحقق داخل السلسلة. على سبيل المثال، في العقد الذكي البسيط، يتم تحديد ما إذا كان رصيد حساب ERC20 أكبر من 1 وزيادة عداد المتغيرات. يتطلب الأسلوب التقليدي تنفيذ الخطوط البرمجية بالكامل على الشبكة، بينما يقوم Steel بإجراء الحسابات خارج السلسلة وإنشاء البرهان الصفري المعرفة، ويجب على الشبكة التحقق من البرهان بدلاً من تكرار تنفيذ خطوط العقد.
حالياً، تم إصدار RISC Zero Steel 1.0، ولقد قام شركاء بالفعل باستخدام هذه الأداة لتطوير التطبيقات. على سبيل المثال، في استدعاء العقد الذكي الذي يقوم بمعالجة حوالي 40 ألف عملية SLOAD، يتم تحويل الحسابات إلى التنفيذ خارج السلسلة باستخدام Steel، ثم يتم التحقق في السلسلة من البرهان الصفري المولد. تكلفة إنشاء البرهان أقل من 10 دولارات، وتكلفة التحقق في السلسلة أقل من 30 ألف وحدة غاز.
Kailua: حلاً مختلطًا يعزز الابتكار في هيكل Rollup ZK
بعد إطلاق Zeth، قام RISC Zero بإطلاق Kailua، وهو حل ترقية مختلط لـ Rollup المتفائل يهدف إلى توفير حلاً متقدمًا لـ ZK Rollup. يتطلب Rollup المتفائل التقليدي عادة فترة تحدي تستغرق 7 أيام، مما يؤدي إلى بطء نهاية المعاملات، بينما ZK Rollup، على الرغم من قدرته على تحقيق نهاية سريعة للمعاملات، إلا أن تكلفة إنشاء البراهين المعرفية الصفرية مستمرة مرتفعة. يجمع Kailua بين مزايا كلا النهجين من خلال تحقيق توازن بين التكلفة والكفاءة من خلال بنية مختلطة. كإمتداد لـ إطار Optimism Kona، لا يدعم Kailua فقط تشغيل Kona غير المعدل على zkVM، ولكنه يقدم أيضًا آلية مبتكرة لحل النزاعات، ويقلل من متطلبات الرهان ويقلل من تأخير النهاية، مما يعزز كفاءة النظام وتوفره.
في هيكل Kailua ، تم تبني آلية النزاع بتصميم جديد تمامًا. أولاً ، يتم إلغاء الحد الزمني لآلية حل النزاع ، مما يتيح للمدققين الوقت الكافي لإنشاء البراهين عند مواجهة حالات خاصة مثل انقطاع الشبكة ، مما يعزز مرونة النظام. حتى في الظروف القصوى ، يمكن استكمال بنية توسيع RISC Zero zkVM للبراهين في غضون ساعة واحدة. بالإضافة إلى ذلك ، تتيح وظيفة التحقق حسب الطلب في Kailua للمطورين تكوين تردد التحقق بشكل مرن ، للانتقال تدريجيًا إلى وضع Rollup التحقق الكامل بتكلفة أقل.
على عكس ZK Rollup ، تم تصميم Kailua بحيث لا يلزم إنشاء دائم للبراهين. بالنسبة لـ Rollup ذو التردد المنخفض أو الذي يتطلب عقود خاصة ، يوفر Kailua خيارًا أكثر كفاءة من حيث التكلفة. في الوقت نفسه ، يقلل Kailua بشكل كبير من متطلبات الرهن لـ Rollup. يزيد حجم الرهن التقليدي لـ Rollup المتفائل بشكل خطي مع فترة الانتهاء الطويلة ، بينما تقوم التصميمات المحسنة لـ Kailua بتثبيت متطلبات الرهن ، مما يجعل النظام قادرًا على الحفاظ على الأمان والنشاط بتكلفة أقل حتى خلال الفترة الطويلة.
حاليا، تم إطلاق Kailua بالكامل كمصدر مفتوح. يمكن للمطورين استخدام أدوات السطر الأمر لنشر شبكة اختبار Optimism المحلية والترقية بسرعة لدعم شهادة الفشل ZK. كما يدعم Kailua محاكاة اقتراحات الفشل لمساعدة المطورين في فهم كيفية تحدي حالة الخطأ بواسطة مدققي zkVM، مما يساعدهم على فهم آلية حل النزاع. في المستقبل، سيقوم Kailua بتحسين التكلفة والأداء بشكل أعمق، وتوسيع الدعم لمجموعة أوسع من إطارات Rollup.
الخلاصة
من النص السابق يمكن ملاحظة أن مجموعة منتجات zkVM لـ RISC Zero تعمل على دفع تطور تقنية البرهان المعرفة الصفرية في عدة مجالات. تركز Zeth و Kailua على تحسين هندسة Rollup لتعزيز كفاءة التحقق من الكتل وسرعة حل المنازعات. يوفر Bonsai خدمات برهان عن بعد لتقليل الاعتماد على الأجهزة وتكاليف التشغيل وتمكين المطورين من بناء التطبيقات بكفاءة أعلى. بينما يوفر Blobstream Zero التحقق الفعّال للبيانات عبر الشبكات المتعددة، ويوفر دعمًا موثوقًا للبيئة البلوكتشين المعيارية. بالإضافة إلى ذلك، يقلل Steel من تكلفة الغاز اللازمة لتنفيذ العقود الذكية من خلال نمط الحساب خارج السلسلة والتحقق داخل السلسلة.
بالطبع، في حين نحسن باستمرار مصفوفة منتجات zkVM، فإن RISC Zero يستمر أيضًا في دفع الابتكارات التقنية الأساسية لـ zkVM. في الآونة الأخيرة، أصدر RISC Zero zkVM الإصدار 1.2، والذي يقدم طريقة جديدة تمامًا للترميز المسبق، والتي تتيح للمطورين نشر المنطق المشفر مسبقًا مع التطبيقات بدون الحاجة للتضمين داخل zkVM نفسه. وهذا يعني أن المطورين يمكنهم إضافة منطق الترميز المُشفّر مسبقًا الجديد دون الحاجة لتعديل العقدة التحقق من السلسلة أو تكوين المثبتين أو إجراء تعديلات كبيرة على zkVM لتحقيق تحسين الأداء. بالإضافة إلى ذلك، يمكن تقليل تكلفة الحساب الذي يتعلق بإنتاج الإثبات من خلال تعريف الترميز المسبق للتطبيقات. على سبيل المثال، بعد تكامل Automata مع ترميز RSA المسبق، تم تقليل عدد دورات التنفيذ من 39000000 إلى 217000، مما أدى إلى تخفيض التكلفة بمقدار 180 مرة تقريبًا.
مع تحسين مستمر لتقنية zkVM، سيتم تدرج إظهار إمكانياتها الكامنة في عدة سيناريوهات تطبيقية، ومع ذلك، إذا كنا نرغب في تحقيق هذه الإمكانيات بشكل أفضل، فإننا لا زلنا بحاجة إلى التعاون البيئي والأداء التقني لتحقيق التأثير الفعلي.
الدورة الخامسة من تصفيات جوائز RTY لعام 2025 قد بدأت!
سجل قياسي جديد! تم اختيار ما يقرب من 300 مشروع وشخص عن طريق المرشحين العامين والتسجيل العام وتوصية المجتمع للمرحلة التالية من التصويت. من هو الرواد الذين يدفعون Web3 و Crypto نحو الريادة؟ انقر على الصورة للمشاركة في التصويت ودعم أفضل ما لديك في العام!
المحتوى هو للمرجعية فقط، وليس دعوة أو عرضًا. لا يتم تقديم أي مشورة استثمارية أو ضريبية أو قانونية. للمزيد من الإفصاحات حول المخاطر، يُرجى الاطلاع على إخلاء المسؤولية.
مصفوفة منتجات RISC Zero: كيف يساعد في تحول Ethereum نحو مستقبل ZK؟
في أحدث اجتماع ل Devcon ، قدم العضو الأساسي في مؤسسة إيثريوم Justin Drake مقترح Beam Chain ، حيث يخطط لترقية طبقة الاتفاق على إيثريوم باستخدام تقنيات zkSNARK و zkVM لتعزيز قابلية التوسع والأمان والكفاءة في الشبكة. هذا الرؤية تبرز أهمية zkVM مرة أخرى. بوصفها آلة افتراضية للمعرفة الصفرية عامة الاستخدام ، يمكن لـ zkVM معالجة الحسابات المعقدة بطريقة أكثر مرونة وكفاءة وفي نفس الوقت التخلص من الاعتماد على المنطق الذكي التقليدي.
تحت هذه الاتجاهات، يُعتبر مشروع RISC Zero وSuccinct وCysic من بين المشاركين الرئيسيين في دفع الابتكار في هذا المجال. حيث قام مشروع RISC Zero بتطوير سلسلة من الأدوات مفتوحة المصدر مثل Zeth وKailua وBonsai بفضل zkVM المعتمد على RISC-V، مما لا يُحسن فقط أداء التحقق من الكتل و Rollup، ولكنه يوفر أيضًا الدعم التقني لترقية ETH ZK.
RISC zkVM مصفوفة المنتجات البيئية: من التكنولوجيا الأساسية إلى تطبيقات السيناريو
RISC Zero هو تنفيذ zkVM على أساس معمارية مجموعة تعليمات RISC-V. باعتباره منصة للحوسبة القائمة على الأدلة الرقمية العامة، فهو يدعم العديد من لغات البرمجة الرئيسية مثل Rust و C++، ويمكنه تشغيل معظم المهام الحسابية. بالمقارنة مع منصات التقنية الأخرى للأدلة الرقمية العامة، فإن مثبتي ومحققي RISC Zero مفتوحين بالكامل، ويمكن للمطورين إنشاء وتحقق الأدلة محليًا. بالإضافة إلى ذلك، يتوافق محقق RISC Zero مع مجموعة متنوعة من المنصات ويمكنه التكيف مع البيئة المختلفة للبلوكشين، مما يبسط عملية تطوير التطبيقات غير المركزية.
في يونيو من هذا العام ، أصدر RISC Zero zkVM 1.0. يدعم zkVM 1.0 ليس فقط العديد من اللغات ومهام الحساب المعقدة ، بل يستخدم أيضًا تقنية Continuations لتجزئة الحسابات الضخمة إلى عدة قطع صغيرة ، وتحقيق الحساب والتحقق المتوازي الفعال. وفقًا لخريطة الطريق ، يخطط RISC Zero لتحقيق زيادة 20 مرة في أداء zkVM وتكلفته بحلول نهاية عام 2024 ، بما في ذلك تحسين عملية الإثبات بالكامل على وحدة المعالجة الرسومية (تم الانتهاء من 80٪) ، وإدخال تصميم دائرة RISC-V v2 جديد ، وتحسينات خاصة بالدوائر التكرارية. في الوقت نفسه ، يقوم RISC Zero بدمج سلسلة من وحدات التسريع لخوارزميات RSA و Keccak و ECDSA ، وذلك لتحسين أداء المهام المتعلقة بـ ETH والعمليات التشفيرية.
حول قدرات zkVM الأساسية، قام RISC Zero أيضًا بتطوير مجموعة من الأدوات والمنتجات مفتوحة المصدر. على سبيل المثال، يمكن لخدمة Bonsai عبر الشبكة توفير خدمات البرهان، حيث لا يحتاج المطورون إلى أجهزة مخصصة لإنشاء برهان المعرفة الصفرية؛ بينما يمكن لأداة Steel نقل الحسابات المعقدة لـ EVM إلى بيئة خارج السلسلة مع الحفاظ على قابلية التحقق من النتائج وتقليل تكلفة التنفيذ على السلسلة، ويوفر Blobstream Zero إمكانات إضافية لمشاركة البيانات والتحقق في البيئة السلسلة للبيانات عبر ربطه بطبقة توافر البيانات Celestia في البيئة البيئة السلسلة المعيارية.
Zeth: إثبات أن جميع مجموعات بلوكات إيثيريوم تم تكوينها بشكل صحيح
Zeth هو مثبت البرهان الصفري المفتوح المصدر لـ ETH الذي تم تطويره من قبل RISC Zero بناءً على تقنية zkVM الخاصة به ، والذي يمكن استخدامه للتحقق من صحة بلوكات ETH دون الحاجة إلى محافظ التحقق التقليدية أو لجنة المزامنة. يعرف RISC Zero Zeth باسم zkEVM النوع 0 ، وهو متوافق تمامًا مع بروتوكول ETH ويزيد من كفاءة التطوير من خلال إعادة استخدام الكود.
قام مؤسس ETH Buterin بتقسيم zkEVM إلى أربع فئات في مقاله 'Different types of zk-EVMs'. من بينها ، يسعى Type-1 إلى أن تكون مكافئة تمامًا وغير متنازعة مع ETH. يسعى Type-2 إلى أن يكون مكافئًا تمامًا لـ EVM ، ولكنه غير مكافئ تمامًا مع ETH. يكاد يكون Type-3 مكافئًا تقريبًا لـ EVM. ويكون Type-4 غير متوافق تمامًا مع ETH.
بفضل الأداء العالي ل RISC Zero zkVM ، تمكنت Zeth من التحقق من صحة كتل ETH في غضون دقائق. تظهر بيانات الاختبار أن Zeth يمكنها إنشاء إثباتات للكتلة عند 1.1 ميجاهرتز وتوسيع نطاق مجموعات GPU إلى 4.7 ميجاهرتز إلى 6.3 ميجاهرتز مع ميزات "الاستمرار". يقلل تحسين الأداء هذا أيضا من تكلفة إنشاء الإثبات. وفقا للاختبار ، فإن الكتلة التي تحتوي على 182 معاملة تكلف 21.72 دولارا فقط لتوليد الأدلة ، والتي تكلف حوالي 0.11 دولار لكل معاملة.
في عملية تطوير Zeth ، استفاد فريق RISC Zero بشكل كامل من مكونات نظام البيئة Rust مثل revm و ethers و alloy ، مما يتيح للمطورين تنفيذ وظائف إثبات الكتل بسرعة وتطبيقها في سيناريوهات مختلفة. هذا التصميم يوفر مرونة أكبر للمطورين ، ويتيح لهم ضبط منطق بناء الكتل وتكييفه مع مقترحات تحسين مستقبلية لشبكة الإيثريوم.
على مستوى التطبيق، يوفر Zeth حلاً فعالًا لـ zk Rollup والعملاء الخفيفة والجسور بين الشبكات. بناء zk Rollup التقليدي و zkEVM يتطلب وقتًا وموارد كبيرة، مما يثير ريبة الفرق الصغيرة. بينما يستند Zeth إلى الهيكل الأساسي لـ zkVM القابل للتخصيص، والذي يسمح للمطورين بسهولة تخصيص منطق التحقق من الكتل. على سبيل المثال:
في مايو من هذا العام، نجح Zeth في التوسع لدعم استخراج بيانات الكتل من شبكة ETH الأم وإنشاء تحقق ZKP لصحة الكتلة، كما يدعم التحقق على السلسلة. بمعنى آخر، يمكن لـ Optimism أن يتحقق من التداول بكفاءة أكبر ويحل النزاعات التجارية بمساعدة Zeth.
Bonsai: تسمح للمطورين بتوليد البراهين بدون استخدام أجهزتهم الخاصة
Bonsai هو خدمة إثبات عن بُعد مصممة خصيصًا لتطبيقات zkVM ، تسمح للمطورين بإنشاء إثبات دون الحاجة إلى استخدام أجهزتهم الخاصة ، مما يحل الصراع بين الحوسبة المحدودة على السلسلة والتكلفة الباهظة. من خلال Bonsai ، يمكن للمطورين تعريف تطبيق zkVM الذي يجب تنفيذه وبيانات الإدخال ، وسيقوم Bonsai بتشغيل الحسابات في الخلفية وإنشاء الإثبات الصحيح. هذه العملية لا تتطلب تجهيز الأجهزة الإضافية من قبل المطورين تمامًا. في الوقت نفسه ، يستخدم Bonsai مجموعة كبيرة من مجموعات GPU ، ويدعم معالجة عدة مهام بشكل متوازٍ. بالإضافة إلى ذلك ، يوفر Bonsai واجهة برمجة تطبيقات (API) ومجموعة تطوير برامج (SDK) سهلة الاستخدام ، مما يتيح للمطورين دمجها بسهولة في الأنظمة الحالية ، ويقلل بشكل إضافي من صعوبة التطوير.
بناءً على خدمة الإثبات عن بُعد هذه، قام RISC Zero بإطلاق أداة Bonsai Pay de المفتوحة المصدر، التي تجمع بين مصادقة الهوية OAuth2.0 وتقنية ZKP، مما يتيح للمستخدمين إرسال أو استقبال الرموز عبر شبكة إثيريوم باستخدام حساب Google. على سبيل المثال، عندما ترغب أليس في تحويل الأموال إلى بوب، يمكن لأليس استخدام Bonsai Pay لإدخال بريد بوب في Google وكمية التحويل. يمكن لبوب بعد ذلك تسجيل الدخول إلى Bonsai Pay وإدخال عنوان البريد الإلكتروني وإكمال مصادقة حساب Google. سوف يستخدم Bonsai Pay OAuth 2.0 لإنشاء رمز تفويض، مما يثبت أن بوب هو حقًا صاحب هذا البريد الإلكتروني. بعد ذلك، سيقوم Bonsai Pay باستدعاء خدمة الإثبات Bonsai، وإنشاء إثبات معرفة صفري، مما يثبت أن حساب Google لبوب مرتبط بعنوان المحفظة. بعد التحقق من العقد الذكي، سيتم فتح الأموال وتحويلها إلى عنوان محفظة بوب.
خلال العملية بأكملها، قام Bonsai Pay بتأكيد حقيقة "ترتبط حساب جوجل لـ Bob بعنوان المحفظة" من خلال تقنية ZKP، وتجنب كشف أي معلومات محددة حول حساب جوجل.
تطبيق بونساي الهام الآخر هو معالج بونساي ZK (ZK Co-processor). يستخدم تقنية إثبات الصفر المعرفة لنقل المهام الحسابية المعقدة من الشبكة إلى خارج الشبكة وتوليد دليل لا يمكن التلاعب به لضمان صحة النتائج. في نفس الوقت، يتم نشر معالج بونساي بسهولة للغاية، حيث يتعين على المطورين كتابة تطبيق zkVM لمعالجة البرمجيات واستدعاء بونساي باستخدام عقد Solidity البسيط لتشغيل الحسابات والتحقق من النتائج. خلال العملية بأكملها، يتولى خدمة إثبات بونساي إنتاج إثبات صفر المعرفة للحسابات خارج الشبكة، ويمكن التحقق من هذه الإثبات داخل الشبكة.
معالج التعاون Bonsai ZK ملائم لتطبيقات الشبكات المطلوبة عالية الأداء وتكلفة منخفضة. على سبيل المثال، يمكنها نقل حسابات التصويت المعقدة إلى خارج الشبكة في حكم DAO لتقليل تكاليف الغاز في الشبكة. يخفض Bonsai DAO Governor تكلفة الغاز لكل تذكرة بأكثر من 50٪ من خلال معالج التعاون، مما يزيد من كفاءة الحكم ويقلل من عتبة المشاركة.
Boundless: طبقة الحساب القابلة للتحقق
في الهندسة المعمارية لسلسلة الكتل التقليدية، يتعين على جميع العقد تكرار تنفيذ جميع الحسابات لكل صفقة لضمان صحتها. على الرغم من أن هذا النمط "إعادة التنفيذ العالمي" يمكن أن يضمن الأمان والاتساق، إلا أنه يأتي مع تكلفة حسابية عالية للغاية. من أجل حل هذه المشكلة، قام RISC Zero بإطلاق Boundless، الذي يسمح لعقد فردي بإكمال الحسابات وإنشاء إثبات صفري يمكن التحقق منه، حيث يحتاج العقد الآخر فقط إلى التحقق من هذا الإثبات لتأكيد النتيجة، دون الحاجة إلى إعادة تنفيذ الحسابات.
يسهل Boundless عملية التحقق باستخدام تقنية التركيب العودي. يدمج العديد من الإثباتات الصغيرة للمعرفة الصفرية في إثبات كلي واحد، مما يتيح للمحققين التحقق من إثبات كلي واحد بدلاً من التحقق من كل مرحلة بشكل فردي. ولتحسين كفاءة إنشاء الإثبات الصفرية، يتضمن Boundless دوائر تسريع تشفيرية مخصصة لتحسين كفاءة المهام الشائعة مثل حسابات التجزئة والتحقق من التوقيع الرقمي.
وبالإضافة إلى ذلك، لا يحتاج المطورون الذين يستخدمون Boundless إلى فهم عميق لتقنية المعرفة الصفرية، بل يمكنهم كتابة تطبيقاتهم باستخدام لغات البرمجة المألوفة (مثل Rust أو Solidity). حالياً، فقد فتحت Boundless الوصول المجاني للمطورين. وبإمكان المطورين الاستفادة من خدمة proving التي تقدمها Boundless لبناء ونشر تطبيقات المعرفة الصفرية بسرعة على أي سلسلة كتلية دون الحاجة إلى ترحيل النظام الحالي أو تحديث العقود الذكية.
Blobstream Zero: جسر Crosschain لـ zkVM لتبسيط التحقق من صحة البيانات عبر الشبكات الجانبية
Blobstream Zero هو جسر عبر السلاسل المشترك بين RISC Zero و Celestia ، المبني على zkVM ، بغرض توصيل طبقة توافر البيانات في Celestia بسلاسة إلى البيئة البلوكتشين المتكاملة الحالية. من خلال مشاركة وتحقق البيانات على Celestia ، يمكن لـ Blobstream Zero تحقيق نقل البيانات والتحقق بسهولة بين السلاسل.
كمنتج مفتوح المصدر تمامًا ، يسمح Blobstream Zero لأي مشروع أو مطور بتشغيل نسخة محلية وإنشاء إثبات لا معرفة. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن لـ Blobstream Zero دعم معالج ZK. يعد معالج ZK أداة حسابية خارج السلسلة ، وبالتالي يحتاج إلى بيانات موثوقة لتنفيذ الحسابات. يمكن لـ Blobstream Zero الحصول على البيانات من سلسلة كتل مثل Celestia ويمكنه إثبات موثوقية البيانات المنقولة من خلال إنشاء إثبات ZK.
Steel：链下执行与链上验证的العقود الذكية新范式
Steel هو أداة مفتوحة المصدر التي تم إطلاقها بواسطة RISC Zero ، والتي تستخدم تقنية zkVM لتحقيق تنفيذ العقود الذكية التي يمكن التحقق منها خارج السلسلة. من خلال Steel ، يمكن للمطورين نقل عمليات EVM من تنفيذ السلسلة إلى السلسلة ، وفي الوقت نفسه إنشاء إثبات المعرفة الصفرية ، مما يضمن حقيقة وقابلية التحقق لنتائج الحساب.
العقود الذكية التقليدية تتطلب تنفيذ جميع الخطوط البرمجية على الشبكة، وتتسبب في تكاليف الغاز المرتفعة وتقيد تطوير التطبيقات المعقدة. يحل Steel هذه المشكلة من خلال آلية حساب خارج السلسلة والتحقق داخل السلسلة. على سبيل المثال، في العقد الذكي البسيط، يتم تحديد ما إذا كان رصيد حساب ERC20 أكبر من 1 وزيادة عداد المتغيرات. يتطلب الأسلوب التقليدي تنفيذ الخطوط البرمجية بالكامل على الشبكة، بينما يقوم Steel بإجراء الحسابات خارج السلسلة وإنشاء البرهان الصفري المعرفة، ويجب على الشبكة التحقق من البرهان بدلاً من تكرار تنفيذ خطوط العقد.
حالياً، تم إصدار RISC Zero Steel 1.0، ولقد قام شركاء بالفعل باستخدام هذه الأداة لتطوير التطبيقات. على سبيل المثال، في استدعاء العقد الذكي الذي يقوم بمعالجة حوالي 40 ألف عملية SLOAD، يتم تحويل الحسابات إلى التنفيذ خارج السلسلة باستخدام Steel، ثم يتم التحقق في السلسلة من البرهان الصفري المولد. تكلفة إنشاء البرهان أقل من 10 دولارات، وتكلفة التحقق في السلسلة أقل من 30 ألف وحدة غاز.
Kailua: حلاً مختلطًا يعزز الابتكار في هيكل Rollup ZK
بعد إطلاق Zeth، قام RISC Zero بإطلاق Kailua، وهو حل ترقية مختلط لـ Rollup المتفائل يهدف إلى توفير حلاً متقدمًا لـ ZK Rollup. يتطلب Rollup المتفائل التقليدي عادة فترة تحدي تستغرق 7 أيام، مما يؤدي إلى بطء نهاية المعاملات، بينما ZK Rollup، على الرغم من قدرته على تحقيق نهاية سريعة للمعاملات، إلا أن تكلفة إنشاء البراهين المعرفية الصفرية مستمرة مرتفعة. يجمع Kailua بين مزايا كلا النهجين من خلال تحقيق توازن بين التكلفة والكفاءة من خلال بنية مختلطة. كإمتداد لـ إطار Optimism Kona، لا يدعم Kailua فقط تشغيل Kona غير المعدل على zkVM، ولكنه يقدم أيضًا آلية مبتكرة لحل النزاعات، ويقلل من متطلبات الرهان ويقلل من تأخير النهاية، مما يعزز كفاءة النظام وتوفره.
في هيكل Kailua ، تم تبني آلية النزاع بتصميم جديد تمامًا. أولاً ، يتم إلغاء الحد الزمني لآلية حل النزاع ، مما يتيح للمدققين الوقت الكافي لإنشاء البراهين عند مواجهة حالات خاصة مثل انقطاع الشبكة ، مما يعزز مرونة النظام. حتى في الظروف القصوى ، يمكن استكمال بنية توسيع RISC Zero zkVM للبراهين في غضون ساعة واحدة. بالإضافة إلى ذلك ، تتيح وظيفة التحقق حسب الطلب في Kailua للمطورين تكوين تردد التحقق بشكل مرن ، للانتقال تدريجيًا إلى وضع Rollup التحقق الكامل بتكلفة أقل.
على عكس ZK Rollup ، تم تصميم Kailua بحيث لا يلزم إنشاء دائم للبراهين. بالنسبة لـ Rollup ذو التردد المنخفض أو الذي يتطلب عقود خاصة ، يوفر Kailua خيارًا أكثر كفاءة من حيث التكلفة. في الوقت نفسه ، يقلل Kailua بشكل كبير من متطلبات الرهن لـ Rollup. يزيد حجم الرهن التقليدي لـ Rollup المتفائل بشكل خطي مع فترة الانتهاء الطويلة ، بينما تقوم التصميمات المحسنة لـ Kailua بتثبيت متطلبات الرهن ، مما يجعل النظام قادرًا على الحفاظ على الأمان والنشاط بتكلفة أقل حتى خلال الفترة الطويلة.
حاليا، تم إطلاق Kailua بالكامل كمصدر مفتوح. يمكن للمطورين استخدام أدوات السطر الأمر لنشر شبكة اختبار Optimism المحلية والترقية بسرعة لدعم شهادة الفشل ZK. كما يدعم Kailua محاكاة اقتراحات الفشل لمساعدة المطورين في فهم كيفية تحدي حالة الخطأ بواسطة مدققي zkVM، مما يساعدهم على فهم آلية حل النزاع. في المستقبل، سيقوم Kailua بتحسين التكلفة والأداء بشكل أعمق، وتوسيع الدعم لمجموعة أوسع من إطارات Rollup.
الخلاصة
من النص السابق يمكن ملاحظة أن مجموعة منتجات zkVM لـ RISC Zero تعمل على دفع تطور تقنية البرهان المعرفة الصفرية في عدة مجالات. تركز Zeth و Kailua على تحسين هندسة Rollup لتعزيز كفاءة التحقق من الكتل وسرعة حل المنازعات. يوفر Bonsai خدمات برهان عن بعد لتقليل الاعتماد على الأجهزة وتكاليف التشغيل وتمكين المطورين من بناء التطبيقات بكفاءة أعلى. بينما يوفر Blobstream Zero التحقق الفعّال للبيانات عبر الشبكات المتعددة، ويوفر دعمًا موثوقًا للبيئة البلوكتشين المعيارية. بالإضافة إلى ذلك، يقلل Steel من تكلفة الغاز اللازمة لتنفيذ العقود الذكية من خلال نمط الحساب خارج السلسلة والتحقق داخل السلسلة.
بالطبع، في حين نحسن باستمرار مصفوفة منتجات zkVM، فإن RISC Zero يستمر أيضًا في دفع الابتكارات التقنية الأساسية لـ zkVM. في الآونة الأخيرة، أصدر RISC Zero zkVM الإصدار 1.2، والذي يقدم طريقة جديدة تمامًا للترميز المسبق، والتي تتيح للمطورين نشر المنطق المشفر مسبقًا مع التطبيقات بدون الحاجة للتضمين داخل zkVM نفسه. وهذا يعني أن المطورين يمكنهم إضافة منطق الترميز المُشفّر مسبقًا الجديد دون الحاجة لتعديل العقدة التحقق من السلسلة أو تكوين المثبتين أو إجراء تعديلات كبيرة على zkVM لتحقيق تحسين الأداء. بالإضافة إلى ذلك، يمكن تقليل تكلفة الحساب الذي يتعلق بإنتاج الإثبات من خلال تعريف الترميز المسبق للتطبيقات. على سبيل المثال، بعد تكامل Automata مع ترميز RSA المسبق، تم تقليل عدد دورات التنفيذ من 39000000 إلى 217000، مما أدى إلى تخفيض التكلفة بمقدار 180 مرة تقريبًا.
مع تحسين مستمر لتقنية zkVM، سيتم تدرج إظهار إمكانياتها الكامنة في عدة سيناريوهات تطبيقية، ومع ذلك، إذا كنا نرغب في تحقيق هذه الإمكانيات بشكل أفضل، فإننا لا زلنا بحاجة إلى التعاون البيئي والأداء التقني لتحقيق التأثير الفعلي.
الدورة الخامسة من تصفيات جوائز RTY لعام 2025 قد بدأت!
سجل قياسي جديد! تم اختيار ما يقرب من 300 مشروع وشخص عن طريق المرشحين العامين والتسجيل العام وتوصية المجتمع للمرحلة التالية من التصويت. من هو الرواد الذين يدفعون Web3 و Crypto نحو الريادة؟ انقر على الصورة للمشاركة في التصويت ودعم أفضل ما لديك في العام!
انقر على الصورة أدناه للتصويت فورًا!
! [جائزة RTY 2025] (https://m.shilian.com/uploads/20241225/JhIMEr98QV.jpg)