O fundador da Web3Caff, Gootor, compartilhou uma perspectiva importante. Aqui estão algumas informações adicionais:

O Ethereum está se movendo em direção à tecnologia ZK, e os provadores ZK requerem aceleração de hardware, tornando a mineração ZK potencialmente um novo tipo de PoW, similar à mineração de Bitcoin. O modelo econômico do Ethereum pode evoluir para uma combinação de PoS e PoW, formando um modelo de “consenso híbrido”.

Vamos analisar a lógica subjacente dessa ideia.

@GootorX @web3caff_zh @Web3Caff_Res

1. Ethereum está se movendo em direção à tecnologia ZK

A prova de conhecimento zero (ZK) é uma tecnologia que permite que uma parte prove a outra que uma afirmação é verdadeira sem revelar nenhuma informação adicional. Ela tem um potencial significativo.

No espaço blockchain, a tecnologia ZK é principalmente usada para fins de escalabilidade. Vitalik Buterin tem defendido fortemente a ZK, e a Fundação Ethereum investiu em diversos projetos ZK.

No entanto, os projetos baseados em ZK ainda estão na fase fundamental. Portanto, a principal experiência direta para os usuários no momento é através de ZK Rollups — soluções de Camada 2 da Ethereum baseadas na tecnologia ZK, como zkSync, Starknet, Polygon zkEVM, Scroll e Linea.

O próprio Ethereum está gradualmente adotando o ZK.

(1) ZKificação da Camada de Consenso (por exemplo, proposta de Beam Chain): Isso envolve simplificar o processo de consenso usando a tecnologia ZK para melhorar sua velocidade e eficiência.

(2) ZKificação da Camada de Dados: Ao armazenar apenas as provas e não todos os dados da transação, o Ethereum pode reduzir significativamente a quantidade de armazenamento de dados on-chain necessária.

Essas mudanças permitirão que o Ethereum mantenha a descentralização e a segurança, ao mesmo tempo em que melhora o desempenho em termos de velocidade de transação, custo e privacidade.

A tecnologia ZK faz parte da estratégia de longo prazo do Ethereum para escalar e lidar com maior demanda dos usuários e aplicações mais complexas.

2. Porque ZK Requer Integração de Hardware?

Apesar de suas vantagens, a tecnologia ZK enfrenta um desafio significativo no desempenho da geração de Provas de Conhecimento Zero (ZKPs).

ZK permite que verificadores combinem várias transações em uma única prova, que é então submetida à mainnet para escalonamento. No entanto, o processo de geração de prova é intensivo em recursos e lento.

Envolve matemática complexa, como exponenciação, inversão e cálculos de emparelhamento bilinear. Como resultado, a criação de provas pode levar muito tempo.

Apenas a otimização de software não pode melhorar essa velocidade, portanto, é necessária a aceleração de hardware. Ao usar hardware especializado, o tempo de geração de prova pode ser drasticamente reduzido de horas para segundos, marcando uma grande melhoria.

Assim, ZK é dependente de hardware e requer chips especializados.

À medida que os ZKPs ganham mais aplicações em campos como computação de privacidade e dimensionamento de blockchain, a velocidade e eficiência na geração de ZKPs tornaram-se gargalos, levando a uma crescente demanda por soluções de hardware.

3. Como Podem Ser Combinadas a Mineração PoS e ZK?

Ao integrar a aceleração de hardware ZK, surge um novo modelo econômico de mineração de hardware.

O que é mineração ZK?

Na mineração tradicional de PoW, os participantes resolvem problemas complexos, enquanto a mineração ZK se concentra na geração rápida de ZKPs. Os participantes competem para gerar ZKPs e o primeiro a criar uma prova válida ganha uma recompensa.

Então como poderiam ser combinados PoS e ZK?

Nos sistemas de PoS, os validadores (stakers) verificam transações e propõem blocos. Provas ZK podem ser usadas para verificar a correção de blocos ou transações, aumentando a segurança e reduzindo os custos de verificação.

Os validadores gerariam ZKPs como prova adicional de seu trabalho ao realizar suas funções de PoS. Aqueles que gerarem e submeterem ZKPs válidos poderiam ganhar recompensas adicionais, além das recompensas em bloco padrão.

Essas recompensas podem vir na forma de ETH ou outros tokens internos.

A estrutura geral de recompensa de bloco pode ser dividida em duas partes: uma parte para validação tradicional de PoS e a outra para contribuições à geração de ZKP.

Dessa forma, ZK aprimora a validação de PoS, e a mineração ZK estende a participação em PoS.

Os stakers poderiam ganhar recompensas adicionais ao contribuir para os esforços de ZK, como executar nós de geração de ZKP.

No entanto, integrar o ZK no sistema PoS do Ethereum exigiria ajustes no protocolo existente para acomodar o novo papel das provas ZK, e um modelo de incentivo justo precisaria ser projetado para equilibrar as recompensas PoS com as contribuições ZK.

4. ZK Mining Introduzirá Externalidades Positivas?

Após a transição do Ethereum do PoW para o PoS, uma das maiores críticas foi a falta de externalidades sendo introduzidas neste sistema econômico 'fechado'.

PoW é inerentemente externo, pois requer energia e hardware, estendendo assim as atividades econômicas do blockchain além do blockchain e impactando o mundo real.

Em um sistema de PoS, a elegibilidade para validar blocos é baseada principalmente no número de tokens mantidos (ou seja, tokens apostados), e as atividades econômicas estão mais focadas em apostas e transações internas na rede, ao contrário do PoW, que envolve indústrias externas como produção de hardware de mineração e mercados de eletricidade.

Hardware acelerado por ZK, como rigs de mineração PoW, também requer hardware especializado, mas o problema de 'consumo ineficiente de energia' é reduzido porque o PoW exige a solução de problemas matemáticos para competir pelos direitos de bloco, enquanto a mineração ZK gera provas válidas para verificar transações sem trabalho redundante em diferentes nós.

5. Compartilhamento de energia AI e ZK

Olhando mais adiante, um mercado de poder de computação ZK poderia surgir, até mesmo permitindo que o poder de computação de IA seja compartilhado com o poder de ZK.

Podem surgir plataformas que oferecem serviços integrados de computação, suportando tanto tarefas de IA quanto tarefas de geração de prova ZK.

Os usuários podem lidar tanto com tarefas de IA de alto desempenho quanto com tarefas de geração de prova ZK na mesma plataforma.

No nível do protocolo, a integração poderia ocorrer criando contratos inteligentes ou protocolos que permitam aos provedores de energia de IA participar da geração de provas ZK ou usar a tecnologia ZK para verificar os cálculos de IA.

Recursos de computação também podem ser alocados dinamicamente com base nos requisitos da tarefa. Por exemplo, quando a demanda da tarefa de IA é baixa, os recursos podem ser alocados para gerar provas de ZK, e vice-versa.

6. Principais jogadores na aceleração de hardware ZK

Atualmente, o projeto líder em aceleração de hardware ZK é Cysic.@cysic_xyz

Cysic foca em projetar e produzir Circuitos Integrados Específicos de Aplicação (ASIC), Matrizes de Portas Programáveis em Campo (FPGA) e soluções de aceleração GPU para acelerar a geração de ZKP.

Cysic desenvolveu dois produtos de hardware:

1. ZK Air: Um dispositivo ZK leve com tamanho aproximado ao de um adaptador de energia para laptop, com poder de processamento equivalente a 10 GPUs RTX 4090, ideal para usuários individuais.
2. ZK Pro: Um dispositivo mais poderoso com poder de computação equivalente a 50 GPUs RTX 4090, projetado para grandes projetos ZK como zkRollup e zkML.

Além do hardware, a Cysic também fornece um conjunto de bibliotecas CUDA que suportam vários sistemas ZKP, como Plonky2, Gnark, Halo2, RapidSnark, etc., melhorando significativamente o desempenho - pelo menos uma melhoria de 50% em relação aos frameworks de código aberto.

Cysic também possui um ecossistema, Cysic Network, com o objetivo de integrar e gerenciar recursos de computação da comunidade, conectando projetos ZK, provedores de energia e validadores da comunidade, formando uma rede confiável de poder computacional.

Em termos simples, a Rede Cysic atua como um pool de mineração ZK e plataforma SaaS.

Atualmente, a Cysic colaborou com vários projetos zkRollup, demonstrando a praticidade e a demanda de mercado por seus produtos.

Além da Cysic, outro projeto notável a mencionar é o Scroll.

Surpreendentemente, o Scroll - antes criticado e notório - deu grandes passos na aceleração de hardware ZK.

Comparado a outros projetos ZK Rollup, Scroll seguiu um caminho diferente ao desenvolver hardware especializado de aceleração ZK (GUP), criando sua própria barreira competitiva. Essa é a maior vantagem diferenciadora da Scroll.

No entanto, Cysic e Scroll estão posicionados de forma diferente: para o Scroll, a aceleração de hardware faz parte da sua solução de Camada2, enquanto o Cysic é dedicado a fornecer serviços de aceleração de hardware para todo o ecossistema ZKP.

7. Conclusão

1）Ethereum está passando por ZKificação: Ethereum está introduzindo a tecnologia de Prova de Conhecimento Zero (ZK) para escalar e melhorar a privacidade. A tecnologia ZK é aplicada tanto nas camadas de consenso quanto de dados para aprimorar o desempenho da rede.

2) ZK requer aceleração de hardware: Como a geração de ZKPs consome recursos computacionais significativos, a aceleração de hardware (por exemplo, ASIC, FPGA) é considerada essencial para melhorar a eficiência.

3) Combinando PoS e Mineração ZK: É proposto um novo modelo econômico, onde a mineração ZK expande o PoS. Os participantes ganham recompensas adicionais ao fornecer poder computacional ZK, criando uma coexistência de PoS e PoW.

4) A mineração de ZK introduz novas externalidades positivas: Comparado ao PoW, a mineração de ZK reduz o consumo de energia desperdiçada. No entanto, ainda requer hardware especializado, estimulando a produção de hardware e a inovação tecnológica.

5）Compartilhamento de energia AI e ZK: as tarefas de computação de AI e ZK poderiam compartilhar recursos de hardware, formando um mercado integrado de serviços de computação.

6）Projetos líderes de mercado: Cysic e Scroll são players líderes na aceleração de hardware ZK. Cysic concentra-se em fornecer hardware para o ecossistema ZK, enquanto Scroll incorpora aceleração de hardware em sua solução Layer2.

Em resumo, a trilha de aceleração de hardware ZK está surgindo, e à medida que o Ethereum continua sua ZKificação, a aceleração de hardware ZK se tornará ainda mais importante. Isso poderia até mesmo reverter o modelo econômico do Ethereum, tornando-o uma área que vale a pena continuar acompanhando.

Aviso legal:

1. Este artigo é republicado a partir de [Yue Xiaoyu]. Todos os direitos autorais pertencem ao autor original [@yuexiaoyu111]. Se houver objeções a essa reimpressão, por favor, entre em contato com o Aprender na gateequipe e eles vão lidar com isso prontamente.
2. Aviso de responsabilidade: As visões e opiniões expressas neste artigo são exclusivamente as do autor e não constituem qualquer conselho de investimento.
3. As traduções deste artigo para outros idiomas foram feitas pela equipe de Aprendizado da gate. A menos que mencionado, copiar, distribuir ou plagiar os artigos traduzidos é proibido.