En la reciente conferencia Devcon, Justin Drake, miembro principal de la Fundación Ethereum, presentó la propuesta de Beam Chain, que tiene como objetivo mejorar la escalabilidad, seguridad y eficiencia de la capa de consenso de Ethereum mediante la tecnología zkSNARK y zkVM. Esta visión también resalta la importancia de zkVM. Como una máquina virtual de conocimiento cero general, zkVM puede manejar cálculos complejos de manera más flexible y eficiente, sin depender de la lógica tradicional de los contratos inteligentes.
Bajo esta tendencia, proyectos como RISC Zero, Succinct y Cysic son considerados actores importantes que impulsan la innovación en este campo. En particular, RISC Zero ha desarrollado una serie de herramientas de código abierto como Zeth, Kailua y Bonsai basadas en la arquitectura zkVM de RISC-V, lo que no solo mejora el rendimiento de la verificación de bloques y Rollup, sino que también brinda soporte técnico para la actualización de ZK en la red Ethereum.
Matriz de productos ecológicos RISC zkVM: desde la tecnología principal hasta la aplicación del escenario
RISC Zero es una implementación zkVM basada en la arquitectura de conjunto de instrucciones RISC-V. Como una plataforma de cálculo de conocimiento cero general, admite varios lenguajes de programación populares como Rust y C++, y puede ejecutar casi cualquier tarea de cálculo. En comparación con otras plataformas de tecnología de conocimiento cero, los probadores y verificadores de RISC Zero son completamente de código abierto, lo que permite a los desarrolladores generar y verificar pruebas localmente. Además, los validadores de RISC Zero son compatibles con varias plataformas y pueden adaptarse a diferentes ecosistemas de blockchain, simplificando así el proceso de desarrollo de aplicaciones descentralizadas.
En junio de este año, RISC Zero lanzó zkVM 1.0. zkVM 1.0 no solo es compatible con varios lenguajes y tareas de cálculo complejas, sino que también divide los cálculos a gran escala en segmentos más pequeños utilizando la tecnología de Continuations, logrando así una computación y verificación paralelas altamente eficientes. Según la hoja de ruta, RISC Zero planea lograr un aumento del rendimiento y la eficiencia de zkVM de 20 veces para finales de 2024, optimizando aspectos como la migración completa del proceso de prueba a GPU (80% completado), la introducción de un nuevo diseño de circuito RISC-V v2 y optimizaciones específicas para circuitos recursivos, entre otros. Al mismo tiempo, RISC Zero está integrando una serie de módulos de aceleración para algoritmos como RSA, Keccak, ECDSA, etc., con el fin de mejorar el rendimiento de tareas y operaciones criptográficas relacionadas con Ethereum.
RISC Zero ha desarrollado una serie de herramientas y productos de código abierto en torno a la capacidad central de zkVM. Por ejemplo, a través de la red Bonsai, se proporciona un servicio de generación de pruebas sin conocimiento para los desarrolladores sin necesidad de hardware especializado; mediante la herramienta Steel, se puede transferir el cálculo complejo de EVM al entorno fuera de cadena manteniendo al mismo tiempo la verificabilidad de los resultados, lo que reduce los costos de ejecución en cadena; y mediante Blobstream Zero, se ofrece más posibilidades para compartir y verificar datos en la capa de disponibilidad de datos de Celestia en el ecosistema modular de blockchain.
Zeth: demostrando que todo el bloque de Ethereum ha sido construido correctamente
Zeth es un verificador de prueba de conocimiento cero de código abierto para bloques de Ethereum desarrollado por RISC Zero utilizando su tecnología zkVM. Puede verificar la validez de los bloques de Ethereum utilizando pruebas de conocimiento cero sin depender de validadores tradicionales o comités de sincronización. RISC Zero define a Zeth como un zkEVM de tipo 0, que es completamente compatible con el protocolo de Ethereum y mejora la eficiencia de desarrollo mediante la reutilización de código.
El cofundador de ETH Buterin divide zkEVM en cuatro categorías en su artículo 'Diferentes tipos de zk-EVMs': el Tipo-1 busca ser completamente equivalente a ETH; el Tipo-2 se esfuerza por ser completamente equivalente a EVM pero no a ETH; el Tipo-3 es casi igual a EVM; y el Tipo-4 no es compatible en absoluto con ETH.
Gracias al alto rendimiento de RISC Zero zkVM, Zeth puede verificar bloques de ETH en cuestión de minutos. Los datos de prueba muestran que Zeth puede generar pruebas de bloque a una velocidad de 1.1 MHz y, mediante la característica de 'continuaciones', extender el clúster de GPU para aumentar la velocidad a entre 4.7 MHz y 6.3 MHz. Esta optimización de rendimiento también reduce el costo de generación de pruebas. Según las pruebas, el costo de generación de pruebas de un bloque con 182 transacciones es solo de 21.72 dólares, con un costo por transacción de aproximadamente 0.11 dólares.
Al mismo tiempo, durante el desarrollo de Zeth, el equipo de RISC Zero aprovechó al máximo los componentes del ecosistema de Rust, como revm, ethers y alloy, lo que permite a los desarrolladores implementar rápidamente la funcionalidad de prueba de bloques y aplicarla a diferentes escenarios. Este diseño proporciona a los desarrolladores una mayor flexibilidad para ajustar la lógica de construcción de bloques según sea necesario y adaptarse a futuras propuestas de mejora de Ethereum.
En el nivel de aplicación, Zeth proporciona soluciones eficientes para zk Rollup, clientes ligeros y puentes entre cadenas. La construcción tradicional de zk Rollup y zkEVM requiere mucho tiempo y dinero, lo que desalienta a los equipos pequeños. Zeth, basado en la arquitectura modular de zkVM, permite a los desarrolladores personalizar fácilmente la lógica de verificación de bloques. Por ejemplo:
zk Rollup: Zeth puede lograr rápidamente pruebas de bloques, reduciendo así el ciclo de desarrollo y la inversión de capital de ZK Rollup.
Cliente ligero: verifica la validez de los bloques sin reconstruir el bloque, lo que reduce los costos de operación.
Puente de cadena cruzada: Zeth puede verificar la corrección de los datos de cadena cruzada sin revelar información sensible en la cadena mediante ZKP, lo que reduce la dependencia de terceros y el riesgo de ataques de cadena cruzada.
En mayo de este año, Zeth se ha expandido con éxito para admitir la extracción de datos de bloque Optimism de la red principal de ETH y generar la verificación de ZKP para la corrección del bloque, y también admite la verificación en la cadena. En otras palabras, con la ayuda de Zeth, Optimism puede verificar las transacciones de manera más eficiente y resolver las disputas comerciales.
Bonsai：permite a los desarrolladores generar pruebas sin usar su propio hardware
Bonsai es un servicio de prueba remota diseñado específicamente para aplicaciones zkVM, que permite a los desarrolladores generar pruebas sin necesidad de utilizar su propio hardware, resolviendo así la contradicción entre los recursos de cálculo limitados en la cadena y los altos costos. Con Bonsai, los desarrolladores sólo necesitan definir la aplicación zkVM que se va a ejecutar y los datos de entrada, y Bonsai realizará los cálculos en segundo plano y generará las pruebas de conocimiento cero correspondientes. Todo este proceso no requiere que los desarrolladores desplieguen hardware adicional. Además, Bonsai aprovecha un gran número de clústeres de GPU para procesar en paralelo múltiples tareas de cálculo. Además, Bonsai ofrece una API y una interfaz SDK sencillas de usar, lo que permite a los desarrolladores integrarlo fácilmente en los sistemas existentes y reduce aún más la dificultad de desarrollo.
Con este servicio de prueba remota, RISC Zero ha lanzado la herramienta de código abierto Bonsai Pay, que combina la autenticación de identidad OAuth2.0 y la tecnología ZKP, permitiendo a los usuarios enviar o recibir tokens en la red de Ethereum utilizando sus cuentas de Google. Por ejemplo, cuando Alice quiere transferir fondos a Bob, puede ingresar el correo electrónico de Google de Bob y la cantidad a transferir a través de Bonsai Pay. Luego, Bob puede iniciar sesión en Bonsai Pay, ingresar su dirección de correo electrónico y completar la verificación de identidad de su cuenta de Google. Bonsai Pay generará un token de autorización utilizando OAuth 2.0 para demostrar que Bob es el propietario de esa dirección de correo electrónico. A continuación, Bonsai Pay llamará al servicio de prueba de Bonsai para generar una prueba de conocimiento cero que demuestre la asociación entre la cuenta de Google de Bob y la dirección de la billetera. Después de que el contrato inteligente verifique la prueba, se desbloquearán los fondos y se transferirán a la dirección de la billetera de Bob.
Durante todo el proceso, Bonsai Pay verificó mediante la tecnología ZKP el hecho de que "la cuenta de Google de Bob está relacionada con la dirección de la billetera", evitando así revelar cualquier información específica de la cuenta de Google.
Otra aplicación importante de Bonsai es el co-procesador Bonsai ZK. Utiliza la tecnología de prueba de conocimiento cero para trasladar las tareas de cálculo complejas fuera de la cadena y generar pruebas inmutables para garantizar la precisión de los resultados. Además, la implementación del co-procesador Bonsai es sencilla: los desarrolladores solo necesitan escribir una aplicación zkVM para manejar la lógica y llamar a Bonsai a través de un contrato Solidity simple para ejecutar el cálculo y verificar los resultados. Durante todo el proceso, el servicio de prueba de Bonsai se encarga de generar pruebas de conocimiento cero para el cálculo fuera de la cadena, las cuales se pueden verificar en la cadena.
El coprocesador Bonsai ZK es adecuado para aplicaciones en cadena que requieren alto rendimiento y bajo costo. Por ejemplo, en la gobernanza DAO, puede transferir cálculos de votación complejos fuera de la cadena, lo que reduce significativamente las tarifas de Gas en la cadena. El Gobernador DAO de Bonsai reduce el costo de Gas por voto en más del 50% mediante el coprocesador, lo que mejora eficazmente la eficiencia de la gobernanza y reduce la barrera de entrada para participar.
Boundless: Capa de Cálculo Verificable
En una arquitectura de cadena de bloques tradicional, para garantizar la validez de una transacción, todos los nodos deben realizar todos los cálculos para cada transacción repetidamente. Si bien este modelo de "reejecución global" garantiza la seguridad y la consistencia, también conlleva costos computacionales extremadamente altos. Para resolver este problema, RISC Zero introdujo Boundless, que permite que un solo nodo genere una prueba de conocimiento cero verificable después de completar un cálculo, y otros nodos solo necesitan verificar la prueba para confirmar el resultado, sin tener que repetir el cálculo.
Boundless simplifica el proceso de verificación a través de la técnica de composición recursiva. Combina múltiples pruebas de conocimiento cero en una sola prueba global, lo que permite al verificador verificar solo una prueba global en lugar de verificar individualmente cada fase de la prueba. Para optimizar aún más la eficiencia de generación de pruebas de conocimiento cero, Boundless incorpora un circuito criptográfico especializado que optimiza tareas comunes como cálculos hash, verificación de firmas digitales, etc.
Además, los desarrolladores que utilizan Boundless no necesitan comprender a fondo la tecnología de conocimiento cero, simplemente pueden escribir aplicaciones utilizando lenguajes de programación familiares (como Rust o Solidity). En la actualidad, Boundless ha abierto el acceso gratuito a los desarrolladores. Estos no necesitan migrar sistemas existentes ni actualizar contratos de verificación, para poder aprovechar los servicios de prueba que ofrece Boundless y así construir y desplegar rápidamente aplicaciones de conocimiento cero en cualquier blockchain.
Blobstream Zero: Un puente de cadena cruzada para zkVM simplificado para la verificación de datos
Blobstream Zero es un puente entre cadenas basado en zkVM desarrollado en colaboración con RISC Zero y Celestia, con el objetivo de conectar de forma transparente la capa de disponibilidad de datos de Celestia con el ecosistema modular de blockchain existente. Al compartir y verificar los datos en Celestia, Blobstream Zero logra una transferencia y verificación de datos más conveniente entre cadenas.
Como producto público completamente de código abierto, Blobstream Zero permite a cualquier proyecto o desarrollador ejecutar instancias locales y generar pruebas de conocimiento cero. Además, Blobstream Zero también puede admitir coprocesadores ZK. Los coprocesadores ZK son fundamentalmente una herramienta de cálculo fuera de la cadena, por lo que necesitan datos confiables para realizar cálculos. Blobstream Zero puede obtener datos de blockchains como Celestia y demostrar la confiabilidad de los datos transmitidos mediante la generación de pruebas de conocimiento cero.
Steel：链下执行与链上验证的 Contrato inteligente新范式
Steel es una herramienta de código abierto lanzada por RISC Zero que utiliza la tecnología zkVM para lograr una ejecución de Contratos inteligentes verificable fuera de la cadena. Con Steel, los desarrolladores pueden transferir las operaciones de EVM de la cadena a la ejecución fuera de la cadena, al mismo tiempo que generan pruebas de conocimiento cero para garantizar la autenticidad y verificabilidad de los resultados del cálculo.
Los contratos inteligentes tradicionales requieren la ejecución completa de toda la lógica en la cadena, lo que no solo resulta en costos de Gas elevados, sino que también limita el desarrollo de aplicaciones complejas. El mecanismo de cálculo fuera de la cadena y verificación en la cadena de Steel resuelve este problema. Por ejemplo, en un contrato inteligente simple que verifica si el saldo de ERC20 de una cuenta es mayor que 1 y aumenta una variable de contador, el método tradicional requiere la ejecución completa de la lógica en la cadena, mientras que Steel completa el cálculo fuera de la cadena y genera una prueba de conocimiento cero, la cadena solo necesita verificar la prueba sin tener que ejecutar la lógica del contrato repetidamente.
Hasta ahora, RISC Zero ha lanzado Steel 1.0 y ya hay socios que han utilizado esta herramienta para desarrollar aplicaciones. Por ejemplo, en una llamada de contrato que realiza aproximadamente 400,000 operaciones SLOAD, el cálculo se traslada a la ejecución fuera de la cadena a través de Steel, luego se verifica en la cadena mediante una prueba de conocimiento cero generada. El costo de generación de la prueba es inferior a $10 y el costo de verificación en la cadena es inferior a 300,000 Gas.
Kailua: impulsa la innovación de la arquitectura Rollup con una solución híbrida ZK
Tras el lanzamiento de Zeth, RISC Zero lanzó Kailua, que tiene como objetivo proporcionar una actualización al rollup optimista que combina ZK Rollup. Los rollups optimistas tradicionales suelen requerir un período de desafío de 7 días, lo que resulta en una finalidad de transacción más lenta, mientras que los rollups ZK pueden alcanzar la finalidad rápidamente, pero el costo de generar continuamente pruebas de conocimiento cero es prohibitivo. Kailua combina lo mejor de ambos mundos, equilibrando el costo y la eficiencia con una arquitectura híbrida. Como una extensión del marco Optimism Kona, Kailua no solo permite que Kona sin modificar se ejecute en zkVM, sino que también introduce un innovador mecanismo de resolución de disputas que reduce los requisitos de participación y reduce la latencia de finalidad, mejorando así la eficiencia y la facilidad de uso del sistema.
En la arquitectura de Kailua, el mecanismo de disputa adopta un diseño completamente nuevo. En primer lugar, su mecanismo de resolución de disputas elimina el límite de tiempo, permitiendo a los validadores tener suficiente tiempo para generar pruebas en situaciones especiales como interrupciones de red, fortaleciendo así la elasticidad del sistema. Incluso en situaciones extremas, la arquitectura de extensión RISC Zero zkVM de Kailua puede completar las pruebas en una hora. Además, la función de verificación bajo demanda de Kailua permite a los desarrolladores configurar de forma flexible la frecuencia de verificación, facilitando la transición gradual hacia el modo de Rollup completamente verificado a un costo más bajo.
A diferencia de ZK Rollup, el diseño de Kailua no requiere generar pruebas continuamente. Para los Rollup de baja frecuencia o con requisitos de contratos especiales, Kailua ofrece una opción más rentable. Al mismo tiempo, Kailua también reduce significativamente los requisitos de garantía de los Rollup. La cantidad de garantía en el Rollup optimista tradicional aumentará linealmente con períodos de finalidad más largos, mientras que el diseño optimizado de Kailua fija los requisitos de garantía, lo que permite que el sistema mantenga la seguridad y la actividad a un costo más bajo incluso durante períodos largos.
Actualmente, Kailua ha sido completamente abierto. Los desarrolladores pueden implementar redes de prueba locales de Optimism utilizando su herramienta de línea de comandos y actualizar rápidamente a una red con soporte para pruebas de error de ZK. Kailua también admite propuestas de fallos simulados para ayudar a los desarrolladores a comprender cómo los validadores desafían los estados de error a través de zkVM, lo que permite una comprensión más profunda de su mecanismo de resolución de disputas. En el futuro, Kailua seguirá optimizando el costo y el rendimiento, y se extenderá a más marcos de Rollup.
Resumen
Desde el texto anterior, se puede ver que la matriz de productos zkVM de RISC Zero está impulsando el desarrollo de la tecnología de prueba de conocimiento cero en varios campos. Zeth y Kailua se centran en la optimización de la arquitectura Rollup, mejorando la eficiencia de la verificación de bloques y la velocidad de resolución de disputas. Bonsai ofrece servicios de prueba remota, reduciendo la dependencia del hardware y los costos de operación, lo que permite a los desarrolladores construir aplicaciones de manera más eficiente. Por otro lado, Blobstream Zero verifica eficientemente datos entre cadenas, proporcionando un soporte confiable para el ecosistema modular de blockchain. Además, Steel reduce el costo de Gas de la ejecución del contrato inteligente a través de un modelo de cálculo fuera de la cadena y verificación en cadena.
Por supuesto, mientras se mejora continuamente la matriz de productos zkVM, RISC Zero también está impulsando la innovación en la tecnología subyacente de zkVM. Recientemente, RISC Zero zkVM lanzó la versión 1.2, que introduce una nueva forma de precompilación que permite a los desarrolladores implementar la lógica de precompilación junto con la aplicación sin necesidad de integrarla en zkVM en sí mismo. Esto significa que los desarrolladores pueden agregar nueva lógica de precompilación sin modificar el contrato de verificación en la cadena o la configuración del validador de prueba de conocimiento, y sin necesidad de realizar bifurcaciones o cambios significativos en zkVM para lograr una optimización de rendimiento. Además, la precompilación definida por la aplicación también puede reducir el costo computacional de generar pruebas. Por ejemplo, después de la integración de RSA precompilado en Automata, el ciclo de ejecución se redujo de 39 millones a 217 mil, lo que significa una reducción de costos de aproximadamente 180 veces.
Con la continuamente optimización de la tecnología zkVM, su potencial de desarrollo se verá gradualmente reflejado en múltiples escenarios de aplicación. Sin embargo, si se desea aprovechar al máximo este potencial, aún se requiere una cooperación ecológica y una implementación tecnológica real.
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Descifrar la matriz de productos RISC Zero: ¿Cómo ayudar a Ethereum a avanzar hacia un futuro de ZK?
En la reciente conferencia Devcon, Justin Drake, miembro principal de la Fundación Ethereum, presentó la propuesta de Beam Chain, que tiene como objetivo mejorar la escalabilidad, seguridad y eficiencia de la capa de consenso de Ethereum mediante la tecnología zkSNARK y zkVM. Esta visión también resalta la importancia de zkVM. Como una máquina virtual de conocimiento cero general, zkVM puede manejar cálculos complejos de manera más flexible y eficiente, sin depender de la lógica tradicional de los contratos inteligentes.
Bajo esta tendencia, proyectos como RISC Zero, Succinct y Cysic son considerados actores importantes que impulsan la innovación en este campo. En particular, RISC Zero ha desarrollado una serie de herramientas de código abierto como Zeth, Kailua y Bonsai basadas en la arquitectura zkVM de RISC-V, lo que no solo mejora el rendimiento de la verificación de bloques y Rollup, sino que también brinda soporte técnico para la actualización de ZK en la red Ethereum.
Matriz de productos ecológicos RISC zkVM: desde la tecnología principal hasta la aplicación del escenario
RISC Zero es una implementación zkVM basada en la arquitectura de conjunto de instrucciones RISC-V. Como una plataforma de cálculo de conocimiento cero general, admite varios lenguajes de programación populares como Rust y C++, y puede ejecutar casi cualquier tarea de cálculo. En comparación con otras plataformas de tecnología de conocimiento cero, los probadores y verificadores de RISC Zero son completamente de código abierto, lo que permite a los desarrolladores generar y verificar pruebas localmente. Además, los validadores de RISC Zero son compatibles con varias plataformas y pueden adaptarse a diferentes ecosistemas de blockchain, simplificando así el proceso de desarrollo de aplicaciones descentralizadas.
En junio de este año, RISC Zero lanzó zkVM 1.0. zkVM 1.0 no solo es compatible con varios lenguajes y tareas de cálculo complejas, sino que también divide los cálculos a gran escala en segmentos más pequeños utilizando la tecnología de Continuations, logrando así una computación y verificación paralelas altamente eficientes. Según la hoja de ruta, RISC Zero planea lograr un aumento del rendimiento y la eficiencia de zkVM de 20 veces para finales de 2024, optimizando aspectos como la migración completa del proceso de prueba a GPU (80% completado), la introducción de un nuevo diseño de circuito RISC-V v2 y optimizaciones específicas para circuitos recursivos, entre otros. Al mismo tiempo, RISC Zero está integrando una serie de módulos de aceleración para algoritmos como RSA, Keccak, ECDSA, etc., con el fin de mejorar el rendimiento de tareas y operaciones criptográficas relacionadas con Ethereum.
RISC Zero ha desarrollado una serie de herramientas y productos de código abierto en torno a la capacidad central de zkVM. Por ejemplo, a través de la red Bonsai, se proporciona un servicio de generación de pruebas sin conocimiento para los desarrolladores sin necesidad de hardware especializado; mediante la herramienta Steel, se puede transferir el cálculo complejo de EVM al entorno fuera de cadena manteniendo al mismo tiempo la verificabilidad de los resultados, lo que reduce los costos de ejecución en cadena; y mediante Blobstream Zero, se ofrece más posibilidades para compartir y verificar datos en la capa de disponibilidad de datos de Celestia en el ecosistema modular de blockchain.
Zeth: demostrando que todo el bloque de Ethereum ha sido construido correctamente
Zeth es un verificador de prueba de conocimiento cero de código abierto para bloques de Ethereum desarrollado por RISC Zero utilizando su tecnología zkVM. Puede verificar la validez de los bloques de Ethereum utilizando pruebas de conocimiento cero sin depender de validadores tradicionales o comités de sincronización. RISC Zero define a Zeth como un zkEVM de tipo 0, que es completamente compatible con el protocolo de Ethereum y mejora la eficiencia de desarrollo mediante la reutilización de código.
El cofundador de ETH Buterin divide zkEVM en cuatro categorías en su artículo 'Diferentes tipos de zk-EVMs': el Tipo-1 busca ser completamente equivalente a ETH; el Tipo-2 se esfuerza por ser completamente equivalente a EVM pero no a ETH; el Tipo-3 es casi igual a EVM; y el Tipo-4 no es compatible en absoluto con ETH.
Gracias al alto rendimiento de RISC Zero zkVM, Zeth puede verificar bloques de ETH en cuestión de minutos. Los datos de prueba muestran que Zeth puede generar pruebas de bloque a una velocidad de 1.1 MHz y, mediante la característica de 'continuaciones', extender el clúster de GPU para aumentar la velocidad a entre 4.7 MHz y 6.3 MHz. Esta optimización de rendimiento también reduce el costo de generación de pruebas. Según las pruebas, el costo de generación de pruebas de un bloque con 182 transacciones es solo de 21.72 dólares, con un costo por transacción de aproximadamente 0.11 dólares.
Al mismo tiempo, durante el desarrollo de Zeth, el equipo de RISC Zero aprovechó al máximo los componentes del ecosistema de Rust, como revm, ethers y alloy, lo que permite a los desarrolladores implementar rápidamente la funcionalidad de prueba de bloques y aplicarla a diferentes escenarios. Este diseño proporciona a los desarrolladores una mayor flexibilidad para ajustar la lógica de construcción de bloques según sea necesario y adaptarse a futuras propuestas de mejora de Ethereum.
En el nivel de aplicación, Zeth proporciona soluciones eficientes para zk Rollup, clientes ligeros y puentes entre cadenas. La construcción tradicional de zk Rollup y zkEVM requiere mucho tiempo y dinero, lo que desalienta a los equipos pequeños. Zeth, basado en la arquitectura modular de zkVM, permite a los desarrolladores personalizar fácilmente la lógica de verificación de bloques. Por ejemplo:
En mayo de este año, Zeth se ha expandido con éxito para admitir la extracción de datos de bloque Optimism de la red principal de ETH y generar la verificación de ZKP para la corrección del bloque, y también admite la verificación en la cadena. En otras palabras, con la ayuda de Zeth, Optimism puede verificar las transacciones de manera más eficiente y resolver las disputas comerciales.
Bonsai：permite a los desarrolladores generar pruebas sin usar su propio hardware
Bonsai es un servicio de prueba remota diseñado específicamente para aplicaciones zkVM, que permite a los desarrolladores generar pruebas sin necesidad de utilizar su propio hardware, resolviendo así la contradicción entre los recursos de cálculo limitados en la cadena y los altos costos. Con Bonsai, los desarrolladores sólo necesitan definir la aplicación zkVM que se va a ejecutar y los datos de entrada, y Bonsai realizará los cálculos en segundo plano y generará las pruebas de conocimiento cero correspondientes. Todo este proceso no requiere que los desarrolladores desplieguen hardware adicional. Además, Bonsai aprovecha un gran número de clústeres de GPU para procesar en paralelo múltiples tareas de cálculo. Además, Bonsai ofrece una API y una interfaz SDK sencillas de usar, lo que permite a los desarrolladores integrarlo fácilmente en los sistemas existentes y reduce aún más la dificultad de desarrollo.
Con este servicio de prueba remota, RISC Zero ha lanzado la herramienta de código abierto Bonsai Pay, que combina la autenticación de identidad OAuth2.0 y la tecnología ZKP, permitiendo a los usuarios enviar o recibir tokens en la red de Ethereum utilizando sus cuentas de Google. Por ejemplo, cuando Alice quiere transferir fondos a Bob, puede ingresar el correo electrónico de Google de Bob y la cantidad a transferir a través de Bonsai Pay. Luego, Bob puede iniciar sesión en Bonsai Pay, ingresar su dirección de correo electrónico y completar la verificación de identidad de su cuenta de Google. Bonsai Pay generará un token de autorización utilizando OAuth 2.0 para demostrar que Bob es el propietario de esa dirección de correo electrónico. A continuación, Bonsai Pay llamará al servicio de prueba de Bonsai para generar una prueba de conocimiento cero que demuestre la asociación entre la cuenta de Google de Bob y la dirección de la billetera. Después de que el contrato inteligente verifique la prueba, se desbloquearán los fondos y se transferirán a la dirección de la billetera de Bob.
Durante todo el proceso, Bonsai Pay verificó mediante la tecnología ZKP el hecho de que "la cuenta de Google de Bob está relacionada con la dirección de la billetera", evitando así revelar cualquier información específica de la cuenta de Google.
Otra aplicación importante de Bonsai es el co-procesador Bonsai ZK. Utiliza la tecnología de prueba de conocimiento cero para trasladar las tareas de cálculo complejas fuera de la cadena y generar pruebas inmutables para garantizar la precisión de los resultados. Además, la implementación del co-procesador Bonsai es sencilla: los desarrolladores solo necesitan escribir una aplicación zkVM para manejar la lógica y llamar a Bonsai a través de un contrato Solidity simple para ejecutar el cálculo y verificar los resultados. Durante todo el proceso, el servicio de prueba de Bonsai se encarga de generar pruebas de conocimiento cero para el cálculo fuera de la cadena, las cuales se pueden verificar en la cadena.
El coprocesador Bonsai ZK es adecuado para aplicaciones en cadena que requieren alto rendimiento y bajo costo. Por ejemplo, en la gobernanza DAO, puede transferir cálculos de votación complejos fuera de la cadena, lo que reduce significativamente las tarifas de Gas en la cadena. El Gobernador DAO de Bonsai reduce el costo de Gas por voto en más del 50% mediante el coprocesador, lo que mejora eficazmente la eficiencia de la gobernanza y reduce la barrera de entrada para participar.
Boundless: Capa de Cálculo Verificable
En una arquitectura de cadena de bloques tradicional, para garantizar la validez de una transacción, todos los nodos deben realizar todos los cálculos para cada transacción repetidamente. Si bien este modelo de "reejecución global" garantiza la seguridad y la consistencia, también conlleva costos computacionales extremadamente altos. Para resolver este problema, RISC Zero introdujo Boundless, que permite que un solo nodo genere una prueba de conocimiento cero verificable después de completar un cálculo, y otros nodos solo necesitan verificar la prueba para confirmar el resultado, sin tener que repetir el cálculo.
Boundless simplifica el proceso de verificación a través de la técnica de composición recursiva. Combina múltiples pruebas de conocimiento cero en una sola prueba global, lo que permite al verificador verificar solo una prueba global en lugar de verificar individualmente cada fase de la prueba. Para optimizar aún más la eficiencia de generación de pruebas de conocimiento cero, Boundless incorpora un circuito criptográfico especializado que optimiza tareas comunes como cálculos hash, verificación de firmas digitales, etc.
Además, los desarrolladores que utilizan Boundless no necesitan comprender a fondo la tecnología de conocimiento cero, simplemente pueden escribir aplicaciones utilizando lenguajes de programación familiares (como Rust o Solidity). En la actualidad, Boundless ha abierto el acceso gratuito a los desarrolladores. Estos no necesitan migrar sistemas existentes ni actualizar contratos de verificación, para poder aprovechar los servicios de prueba que ofrece Boundless y así construir y desplegar rápidamente aplicaciones de conocimiento cero en cualquier blockchain.
Blobstream Zero: Un puente de cadena cruzada para zkVM simplificado para la verificación de datos
Blobstream Zero es un puente entre cadenas basado en zkVM desarrollado en colaboración con RISC Zero y Celestia, con el objetivo de conectar de forma transparente la capa de disponibilidad de datos de Celestia con el ecosistema modular de blockchain existente. Al compartir y verificar los datos en Celestia, Blobstream Zero logra una transferencia y verificación de datos más conveniente entre cadenas.
Como producto público completamente de código abierto, Blobstream Zero permite a cualquier proyecto o desarrollador ejecutar instancias locales y generar pruebas de conocimiento cero. Además, Blobstream Zero también puede admitir coprocesadores ZK. Los coprocesadores ZK son fundamentalmente una herramienta de cálculo fuera de la cadena, por lo que necesitan datos confiables para realizar cálculos. Blobstream Zero puede obtener datos de blockchains como Celestia y demostrar la confiabilidad de los datos transmitidos mediante la generación de pruebas de conocimiento cero.
Steel：链下执行与链上验证的 Contrato inteligente新范式
Steel es una herramienta de código abierto lanzada por RISC Zero que utiliza la tecnología zkVM para lograr una ejecución de Contratos inteligentes verificable fuera de la cadena. Con Steel, los desarrolladores pueden transferir las operaciones de EVM de la cadena a la ejecución fuera de la cadena, al mismo tiempo que generan pruebas de conocimiento cero para garantizar la autenticidad y verificabilidad de los resultados del cálculo.
Los contratos inteligentes tradicionales requieren la ejecución completa de toda la lógica en la cadena, lo que no solo resulta en costos de Gas elevados, sino que también limita el desarrollo de aplicaciones complejas. El mecanismo de cálculo fuera de la cadena y verificación en la cadena de Steel resuelve este problema. Por ejemplo, en un contrato inteligente simple que verifica si el saldo de ERC20 de una cuenta es mayor que 1 y aumenta una variable de contador, el método tradicional requiere la ejecución completa de la lógica en la cadena, mientras que Steel completa el cálculo fuera de la cadena y genera una prueba de conocimiento cero, la cadena solo necesita verificar la prueba sin tener que ejecutar la lógica del contrato repetidamente.
Hasta ahora, RISC Zero ha lanzado Steel 1.0 y ya hay socios que han utilizado esta herramienta para desarrollar aplicaciones. Por ejemplo, en una llamada de contrato que realiza aproximadamente 400,000 operaciones SLOAD, el cálculo se traslada a la ejecución fuera de la cadena a través de Steel, luego se verifica en la cadena mediante una prueba de conocimiento cero generada. El costo de generación de la prueba es inferior a $10 y el costo de verificación en la cadena es inferior a 300,000 Gas.
Kailua: impulsa la innovación de la arquitectura Rollup con una solución híbrida ZK
Tras el lanzamiento de Zeth, RISC Zero lanzó Kailua, que tiene como objetivo proporcionar una actualización al rollup optimista que combina ZK Rollup. Los rollups optimistas tradicionales suelen requerir un período de desafío de 7 días, lo que resulta en una finalidad de transacción más lenta, mientras que los rollups ZK pueden alcanzar la finalidad rápidamente, pero el costo de generar continuamente pruebas de conocimiento cero es prohibitivo. Kailua combina lo mejor de ambos mundos, equilibrando el costo y la eficiencia con una arquitectura híbrida. Como una extensión del marco Optimism Kona, Kailua no solo permite que Kona sin modificar se ejecute en zkVM, sino que también introduce un innovador mecanismo de resolución de disputas que reduce los requisitos de participación y reduce la latencia de finalidad, mejorando así la eficiencia y la facilidad de uso del sistema.
En la arquitectura de Kailua, el mecanismo de disputa adopta un diseño completamente nuevo. En primer lugar, su mecanismo de resolución de disputas elimina el límite de tiempo, permitiendo a los validadores tener suficiente tiempo para generar pruebas en situaciones especiales como interrupciones de red, fortaleciendo así la elasticidad del sistema. Incluso en situaciones extremas, la arquitectura de extensión RISC Zero zkVM de Kailua puede completar las pruebas en una hora. Además, la función de verificación bajo demanda de Kailua permite a los desarrolladores configurar de forma flexible la frecuencia de verificación, facilitando la transición gradual hacia el modo de Rollup completamente verificado a un costo más bajo.
A diferencia de ZK Rollup, el diseño de Kailua no requiere generar pruebas continuamente. Para los Rollup de baja frecuencia o con requisitos de contratos especiales, Kailua ofrece una opción más rentable. Al mismo tiempo, Kailua también reduce significativamente los requisitos de garantía de los Rollup. La cantidad de garantía en el Rollup optimista tradicional aumentará linealmente con períodos de finalidad más largos, mientras que el diseño optimizado de Kailua fija los requisitos de garantía, lo que permite que el sistema mantenga la seguridad y la actividad a un costo más bajo incluso durante períodos largos.
Actualmente, Kailua ha sido completamente abierto. Los desarrolladores pueden implementar redes de prueba locales de Optimism utilizando su herramienta de línea de comandos y actualizar rápidamente a una red con soporte para pruebas de error de ZK. Kailua también admite propuestas de fallos simulados para ayudar a los desarrolladores a comprender cómo los validadores desafían los estados de error a través de zkVM, lo que permite una comprensión más profunda de su mecanismo de resolución de disputas. En el futuro, Kailua seguirá optimizando el costo y el rendimiento, y se extenderá a más marcos de Rollup.
Resumen
Desde el texto anterior, se puede ver que la matriz de productos zkVM de RISC Zero está impulsando el desarrollo de la tecnología de prueba de conocimiento cero en varios campos. Zeth y Kailua se centran en la optimización de la arquitectura Rollup, mejorando la eficiencia de la verificación de bloques y la velocidad de resolución de disputas. Bonsai ofrece servicios de prueba remota, reduciendo la dependencia del hardware y los costos de operación, lo que permite a los desarrolladores construir aplicaciones de manera más eficiente. Por otro lado, Blobstream Zero verifica eficientemente datos entre cadenas, proporcionando un soporte confiable para el ecosistema modular de blockchain. Además, Steel reduce el costo de Gas de la ejecución del contrato inteligente a través de un modelo de cálculo fuera de la cadena y verificación en cadena.
Por supuesto, mientras se mejora continuamente la matriz de productos zkVM, RISC Zero también está impulsando la innovación en la tecnología subyacente de zkVM. Recientemente, RISC Zero zkVM lanzó la versión 1.2, que introduce una nueva forma de precompilación que permite a los desarrolladores implementar la lógica de precompilación junto con la aplicación sin necesidad de integrarla en zkVM en sí mismo. Esto significa que los desarrolladores pueden agregar nueva lógica de precompilación sin modificar el contrato de verificación en la cadena o la configuración del validador de prueba de conocimiento, y sin necesidad de realizar bifurcaciones o cambios significativos en zkVM para lograr una optimización de rendimiento. Además, la precompilación definida por la aplicación también puede reducir el costo computacional de generar pruebas. Por ejemplo, después de la integración de RSA precompilado en Automata, el ciclo de ejecución se redujo de 39 millones a 217 mil, lo que significa una reducción de costos de aproximadamente 180 veces.
Con la continuamente optimización de la tecnología zkVM, su potencial de desarrollo se verá gradualmente reflejado en múltiples escenarios de aplicación. Sin embargo, si se desea aprovechar al máximo este potencial, aún se requiere una cooperación ecológica y una implementación tecnológica real.
¡Comienza la votación para la quinta selección anual del Premio RTY 2025!
¡Récord histórico de creación! Cerca de 300 proyectos y personas han pasado a la fase de votación de esta selección, a través de la selección de datos, inscripción pública y recomendaciones de la comunidad. ¿Quiénes son los pioneros que impulsan a Web3 y Crypto hacia la corriente principal? ¡Haz clic en la imagen para votar y apoyar a tu mejor candidato del año!
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