RISC Zero ürün matrisinin şifresi çözüldü: Ethereum'un ZK'lı geleceğe nasıl yardımcı oluyor?

Son Devcon konferansında, ETH Vakfı çekirdek üyesi Justin Drake, Beam Chain önerisini ortaya attı. Plan, zkSNARK ve zkVM teknolojilerini kullanarak ETH konsensüs katmanını güncellemeyi amaçlıyor, böylece ağın ölçeklenebilirliğini, güvenliğini ve verimliliğini artırmayı planlıyor. Bu vizyon, zkVM'nin önemini bir kez daha takip et. Genel bir zero knowledge Sanal Makine olarak, zkVM karmaşık hesaplamaları daha esnek ve verimli bir şekilde işleyebilirken, geleneksel Akıllı Sözleşme mantığına bağımlılıktan kurtuluyor.

Bu eğilimin itici gücüyle, RISC Zero, Succinct ve Cysic gibi projeler, bu alandaki inovasyonu teşvik eden önemli katılımcılar olarak kabul edilmektedir. RISC Zero, RISC-V mimarisi tabanlı zkVM'ye dayalı olarak Zeth, Kailua ve Bonsai gibi bir dizi açık kaynaklı araç geliştirdi; sadece blok doğrulama ve Rollup performansını artırmakla kalmadı, aynı zamanda ETH bloğunu ZK'ye yükseltme konusunda teknik destek sağladı.

RISC zkVM Ekosistem Ürün Matrisi: Çekirdek Teknolojiden Senaryo Uygulamaya

RISC Zero, RISC-V komut seti mimarisine dayalı zkVM uygulamasıdır, genel bir sıfır bilgi hesaplama platformu olarak, Rust ve C++ gibi çeşitli ana programlama dillerini destekler ve neredeyse herhangi bir hesaplama görevini çalıştırabilir. Diğer sıfır bilgi teknoloji platformlarına göre, RISC Zero'un ispatçıları ve doğrulayıcıları tamamen açık kaynaklıdır, geliştiriciler yerel olarak ispat oluşturup doğrulayabilir. Ayrıca, RISC Zero'un doğrulayıcıları çeşitli platformlarla uyumludur, farklı blockchain ekosistemlerine uyum sağlar ve merkezi olmayan uygulama geliştirme sürecini basitleştirir.

RISC Zero, Haziran 2021'de zkVM 1.0'ı piyasaya sürdü. zkVM 1.0, birden çok dil ve karmaşık hesaplama görevlerini desteklemesinin yanı sıra, Continuations teknolojisini kullanarak büyük ölçekli hesaplamaları parçalara ayırarak verimli paralel hesaplama ve doğrulama sağlar. Yol haritasına göre, RISC Zero, 2024 sonuna kadar zkVM'nin performansını ve maliyetini 20 kat artırmayı planlamaktadır. Bu iyileştirmeler, kanıt sürecinin tamamen GPU'ya taşınması (yüzde 80 tamamlandı), yeni bir RISC-V v2 devre tasarımının tanıtılması ve özyinelemeli devreler için özel optimizasyonlar gibi optimizasyonları içerir. Aynı zamanda, RISC Zero, ETH ağının ilgili görevlerinin ve şifreleme işlemlerinin performansını artırmak için RSA, Keccak, ECDSA gibi algoritmalar için bir dizi hızlandırma modülü entegre etmektedir.

zkVM'nin temel yetenekleri etrafında, RISC Zero ayrıca bir dizi açık kaynaklı araç ve ürün geliştirdi. Örneğin, Bonsai ağı üzerinden ispat hizmetleri sunarak geliştiricilerin özel donanıma ihtiyaç duymadan sıfır bilgi ispatı üretmelerini sağlar; Steel aracılığıyla karmaşık EVM hesaplamalarını zincir dışı ortama aktarabilir ve sonuçların doğrulanabilirliğini korur, zincir üzerindeki yürütme maliyetini azaltır; Blobstream Zero ise Celestia veri erişilebilirlik katmanını köprüleyerek modüler blok zinciri ekosisteminde veri paylaşımı ve doğrulamaya daha fazla olasılık sunar.

Zeth：整个Ethereum blok zincirinin doğru bir şekilde oluşturulduğunu kanıtla

Zeth, RISC Zero tarafından zkVM teknolojisi kullanılarak geliştirilen açık kaynaklı bir Ethereum sıfır bilgi kanıtlayıcısıdır. Geleneksel doğrulayıcılara veya senkronizasyon komitelerine bağımlı olmadan, sıfır bilgi kanıtıyla Ethereum bloklarının geçerliliğini doğrulayabilir. RISC Zero, Zeth'i Type-0 zkEVM olarak tanımlar ve hem ETH protokolüne tamamen uyumlu hem de kodun tekrar kullanımıyla geliştirme verimliliğini artırır.

ETH blok zinciri kurucu ortağı Vitalik Buterin, "Farklı türde zk-EVM'ler" adlı makalesinde zkEVM'yi dört türe ayırdı, bunlardan biri Tip-1, tamamen ve tamamen ETH blok zinciri ile eşdeğer olmayı amaçlıyor; Tip-2, tamamen EVM ile eşdeğer olmayı amaçlıyor, ancak tamamen ETH blok zinciri ile eşdeğer değil; Tip-3, neredeyse EVM ile aynı; Tip-4 ise tamamen ETH blok zinciri ile uyumsuz.

RISC Zero zkVM'nin yüksek performansından faydalanan Zeth, ETH blok doğrulamasını birkaç dakika içinde tamamlayabilir. Test verileri, Zeth'in 1.1 MHz hızında blok kanıtı oluşturabildiğini ve GPU kümesini genişletmek için 'devam eden işlemler' özelliğini kullanarak hızı 4.7 MHz ile 6.3 MHz arasına çıkarabildiğini göstermektedir. Bu performans optimizasyonu, kanıt oluşturmanın maliyetini de azaltmıştır. Testlere göre, 182 işlem içeren bir bloğun kanıt oluşturma maliyeti sadece 21.72 $, işlem başına maliyet ise yaklaşık 0.11 $ olarak belirlenmiştir.

RISC Zero ekibi, Zeth'in geliştirilmesi sürecinde revm, ethers ve alaşım gibi Rust ekosistemi bileşenlerinden tam olarak yararlanarak, geliştiricilerin blok kanıtı işlevini hızlı bir şekilde uygulayabilmesini ve farklı senaryolara uygulayabilmesini sağlıyor. Bu tasarım, geliştiricilere daha fazla esneklik sağlar ve blok oluşturma mantığını ihtiyaçlara göre ayarlamalarına ve gelecekteki ETH geliştirme önerilerine uyum sağlamalarına olanak tanır.

Uygulama seviyesinde, Zeth, zk Rollup, hafif istemci ve cross-chain köprüleri için verimli çözümler sunar. Geleneksel zk Rollup ve zkEVM oluşturmak için büyük zaman ve kaynak gerektirir, bu da küçük ekipleri caydırabilir. Zeth ise modüler zkVM mimarisi üzerine inşa edilmiştir ve geliştiricilere blok doğrulama mantığını kolayca özelleştirme imkanı sağlar. Örneğin:

• zk Rollup: Zeth, blok kanıtlarını hızlı bir şekilde gerçekleştirebilir, ZK Rollup'ın geliştirme süresini kısaltabilir ve maliyeti düşürebilir.
• Hafif istemci: Blok yeniden oluşturulmadan blok geçerliliği doğrulanabilir, çalıştırma maliyeti azaltılır.
• Cross-chain bridge: Zeth, ZKP kullanarak, üçüncü taraflara olan güven bağımlılığını azaltırken, zincir üzerinde hassas bilgilerin ifşa edilmeden çapraz zincir verilerinin doğruluğunu doğrular ve çapraz zincir saldırı riskini azaltır.

Zeth, bu yıl Mayıs ayında, Optimism blok verilerinin ETH ana ağından çıkarılmasını desteklemeye başarıyla genişletti ve ZKP doğruluğu bloklarını üretti ve zincir üzerinde doğrulama da sağladı. Yani, Zeth sayesinde Optimism, işlem doğruluğunu daha verimli bir şekilde doğrulayabilir ve anlaşmazlıkları çözebilir.

Bonsai: Geliştiricilere kendi donanımlarını kullanmadan kanıt oluşturma imkanı tanır

Bonsai, zincirdeki hesaplama kaynaklarının sınırlı olması ve yüksek maliyet arasındaki çelişkiyi çözmek için geliştirilmiş bir uzak ispat hizmetidir ve zkVM uygulamaları için özel olarak tasarlanmıştır. Bonsai sayesinde, geliştiriciler kendi donanımlarını kullanmadan ispat oluşturabilirler. Geliştiriciler sadece yapılacak zkVM uygulamasını ve girdi verilerini tanımlamaları yeterlidir, Bonsai arka planda çalışarak hesaplama yapar ve ilgili sıfır bilgi ispatını oluşturur. Bu süreçte geliştiricilerin ek donanım kurulumuna ihtiyacı yoktur. Ayrıca, Bonsai çok sayıda GPU kümesini kullanarak çoklu hesaplama görevlerini paralel olarak işleyebilir. Bonsai ayrıca kullanımı kolay bir API ve SDK arayüzü sunar, böylece geliştiriciler mevcut sistemlere kolayca entegre edebilirler ve böylece geliştirme zorluğu daha da azaltılır.

Bu uzaktan doğrulama hizmetine dayanarak, RISC Zero, OAuth 2.0 kimlik doğrulama ve ZKP teknolojisini birleştiren açık kaynaklı Bonsai Pay aracını piyasaya sürdü, böylece kullanıcılar Google hesaplarını kullanarak ETH ağındaki jetonları gönderebilir veya alabilirler. Örneğin, Alice parasını Bob'a aktarmak istediğinde, Alice Bonsai Pay aracılığıyla Bob'un Google e-posta adresini ve aktarılacak tutarı girebilir. Bob daha sonra Bonsai Pay'e giriş yapabilir, e-posta adresini girerek ve Google hesabını doğrulayarak işlemi tamamlayabilir. Bonsai Pay, OAuth 2.0 kullanarak yetkilendirme jetonu oluşturacak ve Bob'un gerçekten o e-posta adresinin sahibi olduğunu kanıtlayacaktır. Ardından, Bonsai Pay, Bonsai doğrulama hizmetini çağırarak, Bob'un Google hesabının cüzdan adresiyle ilişkilendirildiğini kanıtlayan sıfır bilgi kanıtı oluşturacaktır. Akıllı Sözleşme doğrulandıktan sonra fonları kilitleyecek ve bunları Bob'un cüzdan adresine transfer edecektir.

Tüm süreç boyunca, Bonsai Pay, 'Bob'un Google hesabının cüzdan adresi ile ilişkili olduğunu' ZKP teknolojisi ile doğruladı ve herhangi bir Google hesabının belirli bilgilerini ifşa etmeden.

Bonsai'nin başka bir önemli uygulaması, Bonsai ZK işlemcisi (ZK Co-processor)'dir. Zincir dışına karmaşık hesaplama görevlerini sıfır bilgi kanıt teknolojisi aracılığıyla taşıyarak, sonucun doğruluğunu sağlamak için müdahale edilemez bir kanıt oluşturur. Aynı zamanda, Bonsai işlemcisinin dağıtımı çok kolaydır, geliştiriciler sadece bir zkVM uygulama programı yazarak mantığı işleyebilir ve basit bir Solidity sözleşmesi aracılığıyla Bonsai'yi çağırarak hesaplama çalıştırabilir ve sonucu doğrulayabilirler. Tüm süreç boyunca, Bonsai kanıt hizmeti, zincir dışı hesaplamaların sıfır bilgi kanıtını oluşturmakla sorumludur ve bu kanıtlar zincirde doğrulanabilir.

Bonsai ZK işlemcisi, yüksek performans ve düşük maliyet gerektiren zincir tabanlı uygulamalar için uygundur. Örneğin, DAO yönetiminde karmaşık oy hesaplamalarını zincir dışına taşıyarak, zincir üzerindeki gaz maliyetini önemli ölçüde azaltabilir. Bonsai DAO Governor, işlemci vasıtasıyla her bir oy için gaz maliyetini %50'den fazla azaltarak yönetim verimliliğini etkili bir şekilde artırır ve katılım eşiğini düşürür.

Boundless: Doğrulanabilir Hesaplama Katmanı

Geleneksel blok zinciri mimarisinde, işlemlerin geçerliliğini sağlamak için tüm düğümlerin her işlemi tekrar tekrar hesaplaması gerekmektedir. Bu 'global tekrar yürütme' modu, güvenliği ve tutarlılığı garanti edebilirken, çok yüksek bir hesaplama maliyeti de getirmektedir. Bu sorunu çözmek için RISC Zero, Boundless'u tanıttı. Bu sayede tek bir düğüm hesaplamayı tamamladıktan sonra doğrulanabilir bir zero-knowledge proof üretir ve diğer düğümler sadece bu proof'u doğrulayarak sonucu onaylar, tekrar hesaplama yapmalarına gerek kalmaz.

Boundless, rekürsif birleştirme teknolojisiyle doğrulama sürecini basitleştirir. Birden fazla küçük bilgi koruma kanıtını birleştirerek, doğrulayıcıların tüm aşamaların kanıtını tek tek doğrulamak yerine yalnızca bir toplam kanıtı kontrol etmelerini sağlar. Bilgi koruma kanıtının üretim verimliliğini daha da optimize etmek için Boundless, özel kriptografik hızlandırma devreleriyle donatılmıştır ve yaygın görevlerin (hash hesaplama, dijital imza doğrulama vb.) verimliliğini optimize etmiştir.

Ayrıca, geliştiricilerin Boundless kullanması için sıfır bilgi teknolojisini detaylı bir şekilde anlamaları gerekmez, yalnızca Rust veya Solidity gibi tanıdık bir programlama diliyle uygulama yazmak yeterlidir. Şu anda, Boundless geliştiricilere ücretsiz erişim sunmaktadır. Geliştiriciler, mevcut sistemlerini taşımak veya doğrulama sözleşmelerini güncellemek zorunda kalmadan, Boundless tarafından sağlanan kanıtlama hizmetlerini kullanarak herhangi bir blok zincirinde hızlı bir şekilde sıfır bilgi uygulamaları oluşturabilirler.

Blobstream Zero: zkVM'yi kolaylaştıran çapraz zincir veri doğrulaması için çapraz zincir köprü

Blobstream Zero, RISC Zero ve Celestia'nın işbirliğiyle zkVM tabanlı bir cross-chain köprüdür. Amacı, Celestia'nın veri erişilebilirlik katmanını mevcut modüler blockchain ekosistemine sorunsuz bir şekilde bağlamaktır. Celestia'daki verilerin paylaşılması ve doğrulanması sayesinde, Blobstream Zero, zincirler arası daha kolay veri iletimi ve doğrulaması sağlar.

Tamamen açık kaynaklı bir kamu malı olarak, Blobstream Zero herhangi bir proje veya geliştiricinin yerel örnekler çalıştırmasına ve sıfır bilgi kanıtları oluşturmasına izin verir. Ayrıca, Blobstream Zero, ZK işlemcilerine destek sağlayabilir. ZK işlemcileri aslında bir zincir dışı hesaplama aracıdır, bu nedenle hesaplama yürütmek için güvenilir verilere ihtiyaç duyar. Blobstream Zero, Celestia gibi blokzincirlerden veri alabilir ve aktarılan verilerin güvenilir olduğunu kanıtlamak için ZK kanıtı oluşturabilir.

Steel：链下执行与链上验证的akıllı sözleşme新范式

Steel, RISC Zero'nun piyasaya sürdüğü bir açık kaynak aracıdır ve zkVM teknolojisini kullanarak zincir dışı doğrulanabilir akıllı sözleşme yürütme sağlar. Steel sayesinde, geliştiriciler EVM işlemlerini zincir dışında yürüterek hesaplama sonuçlarının gerçekliğini ve doğrulanabilirliğini sağlayan sıfır bilgi kanıtları oluşturabilirler.

Geleneksel akıllı sözleşmeler, tüm mantığı zincir üzerinde tamamlamak zorundadır, bu yalnızca yüksek gaz maliyetine neden olmakla kalmaz, aynı zamanda karmaşık uygulamaların geliştirilmesini de kısıtlar. Bununla birlikte, Steel'in off-chain hesaplama ve on-chain doğrulama mekanizması bu sorunu çözmektedir. Örneğin, basit bir akıllı sözleşmede, bir hesabın ERC20 bakiyesinin 1'den büyük olup olmadığını kontrol etmek ve sayaç değişkenini artırmak gerekmektedir. Geleneksel yöntem, mantığı zincir üzerinde tamamlamayı gerektirirken, Steel hesaplama işlemini off-chain gerçekleştirir ve sıfır bilgi kanıtını üretir, zincir sadece kanıtı doğrular ve sözleşme mantığını tekrarlamak zorunda kalmaz.

Şu anda, RISC Zero Steel 1.0'ı piyasaya sürdü ve ortaklar bu aracı kullanarak uygulamalar geliştirdi. Örneğin, 40.000 SLOAD işlemini işleyen bir akıllı sözleşme çağrısında, Steel kullanılarak hesaplama off-chain'e aktarıldı ve ardından oluşturulan zero-knowledge proof zincirde doğrulandı. Kanıt oluşturma maliyeti 10 doların altında, zincir üstü doğrulama maliyeti 30.000 Gas'in altında.

Kailua: Rollup Mimarisi İnovasyonunu Teşvik Eden Hibrit ZK Çözümü

Zeth'in piyasaya sürülmesinden sonra, RISC Zero Kailua'yı tanıttı ve iyimser Rollup'a bir hibrit ZK Rollup yükseltme çözümü sağladı. Geleneksel iyimser Rollup genellikle 7 günlük bir meydan okuma süresi gerektirir, bu da işlemlerin sonuçlanma süresini yavaşlatırken, ZK Rollup hızlı sonuçlanma sağlarken, sıfır bilgi ispatı oluşturma maliyeti çok yüksektir. Kailua, her ikisinin avantajlarını birleştirerek maliyet ve verimlilik arasında bir denge sağlar. Optimizm Kona çerçevesinin bir uzantısı olarak, Kailua, değiştirilmemiş Kona'nın zkVM üzerinde çalışmasını desteklemekle kalmaz, aynı zamanda yenilikçi bir anlaşmazlık çözüm mekanizması getirerek teminat gereksinimlerini azaltır ve sonuçlanma gecikmesini azaltır, böylece sistem verimliliğini ve kullanılabilirliğini artırır.

Kailua'nın mimarisinde, anlaşmazlık mekanizması yeni bir tasarımla kullanılmaktadır. İlk olarak, anlaşmazlık çözüm mekanizması zaman kısıtlamasını kaldırdı ve doğrulayıcıların ağ kesintisi gibi özel durumlarla karşılaştığında kanıt oluşturmak için yeterli zamanı sağlar, böylece sistem esnekliğini artırır. RISC Zero zkVM'nin genişletilmiş mimarisi, aşırı durumlarda bile bir saat içinde kanıt oluşturmayı mümkün kılar. Ayrıca, Kailua'nın ihtiyaca göre doğrulama özelliği geliştiricilere doğrulama sıklığını esnek bir şekilde yapılandırma imkanı tanır, bu da maliyeti düşürerek tam doğrulamalı Rollup moduna kademeli olarak geçişi sağlar.

ZK Rollup'a kıyasla, Kailua'nın tasarımı sürekli olarak kanıt oluşturmaya ihtiyaç duymaz. Düşük frekanslı boş bloklar veya özel sözleşme gereksinimleri olan Rollup'lar için, Kailua daha maliyet etkin bir seçenek sunar. Aynı zamanda, Kailua Rollup'ın teminat maliyetini önemli ölçüde azaltır. Geleneksel iyimser Rollup'ların teminat miktarı uzun süreli finalite döngüsüyle doğrusal olarak artarken, Kailua'nın optimize edilmiş tasarımı teminat gereksinimini sabitleyerek, sistemin uzun süreli dönemlerde bile daha düşük maliyetle güvenliği ve canlılığı sürdürebilmesini sağlar.

Şu anda, Kailua tamamen açık kaynaklıdır. Geliştiriciler, komut satırı araçlarını kullanarak yerel Optimism test ağına dağıtabilir ve hızla ZK hatalı kanıtlama destekleyen bir ağa yükseltebilirler. Kailua ayrıca hata önerilerini simüle etmeyi destekler, bu da geliştiricilere doğrulayıcıların zkVM aracılığıyla yanlış durumları nasıl meydan okuduğunu ve tartışmalı çözüm mekanizmasını daha iyi anlamalarına yardımcı olur. Gelecekte, Kailua maliyet ve performansı daha da optimize etmek ve daha fazla Rollup çerçevesini desteklemek için genişletilecektir.

Özet

Yukarıdaki metinden, RISC Zero'nun zkVM ürün matrisinin, sıfır bilgi kanıtı teknolojisinin çeşitli alanlarda gelişimine katkıda bulunduğu görülebilir. Zeth ve Kailua, Rollup mimarisi optimizasyonuna odaklanarak blok doğrulama verimliliğini ve anlaşmazlık çözüm hızını artırmıştır. Bonsai, uzaktan kanıt hizmeti sunarak donanım bağımlılığını ve işletme maliyetlerini azaltmış, geliştiricilerin uygulamaları daha verimli bir şekilde inşa etmelerini sağlamıştır. Blobstream Zero, etkili bir şekilde çapraz zincir verilerini doğrulayarak modüler blok zinciri ekosistemine güvenilir destek sağlamaktadır. Ayrıca, Steel, Akıllı Sözleşme yürütme Gas maliyetini düşürerek off-chain hesaplama ve on-chain doğrulama modeli kullanmaktadır.

Tabii ki, zkVM ürün matrisini sürekli olarak geliştirirken, RISC Zero da zkVM altta yatan teknolojisinin yenilikçiliğini sürdürmektedir. Yakın zamanda, RISC Zero zkVM 1.2 sürümünü yayınladı ve yeni bir ön derleme yöntemi tanıttı. Bu yöntem, geliştiricilerin ön derleme mantığını zkVM'in kendisine gömmek zorunda kalmadan uygulama ile birlikte dağıtmasına izin verir. Bu, geliştiricilerin zkVM üzerinde performans iyileştirmeleri yapmadan zincirde doğrulama sözleşmelerini veya koordinasyon kanıtlarını değiştirmeden yeni ön derleme mantığı ekleyebilecekleri anlamına gelir. Ayrıca, uygulama tanımlı ön derleme ile ispat oluşturma maliyeti azaltılabilir. Örneğin, RSA ön derlemesini entegre ettikten sonra Automata, döngüyü 39 milyondan 21.7 bine indirerek maliyeti yaklaşık 180 kat düşürdü.

zkVM teknolojisi sürekli olarak optimize edildikçe, potansiyelinin birçok uygulama senaryosunda kademeli olarak ortaya çıkacağı, ancak bu potansiyelin daha iyi bir şekilde serbest bırakılması için hala ekosistem işbirliğine ve teknolojinin gerçek dünya uygulamalarına bağlı olunması gerektiği belirtilmelidir.

Beşinci Yıllık Seçim ve RTY Ödülü 2025 Oylaması Başladı!

Rekorlar kırılıyor! Yaklaşık 300 proje ve birey, veri taraması, açık kaynak başvuru ve topluluk önerileriyle bu seçim ve oylama aşamasına girdi. Web3 ve Kripto'yu ana akıma taşıyan öncüler kimler? Oylamaya katılmak için resme tıklayın ve yılın en iyisi için gücünüzü gösterin!

Aşağıdaki resme tıklayarak hemen oy verin!