zkEVM actualiza la narrativa zkVM, ¿por qué vale la pena prestar atención a estos cinco proyectos principales?

La tecnología Zk-SNARKs (ZKP) es particularmente importante en la búsqueda de soluciones para la escalabilidad y eficiencia computacional de las cadenas de bloques. zkVM (máquina virtual de conocimiento cero) es una de las aplicaciones específicas de esta tecnología. zkVM, como plataforma informática de propósito general basada en ZKP, es capaz de verificar la exactitud de los cálculos sin revelar los detalles de la ejecución. También admite off-chain procesamiento de tareas intensivas desde el punto de vista computacional y solo envía los resultados de verificación al Cadena de bloques, lo que mejora en gran medida la escalabilidad del Cadena de bloques. Actualmente, se están desarrollando soluciones zkVM para proyectos más largos del mercado, como a16z, Taiko, ZKM, etc.

Introducción a zkVM

zkVM es una plataforma informática de propósito general basada en zk-SNARKs que puede realizar una variedad de tareas informáticas, incluidos contratos inteligentes, procesamiento de datos y operaciones complejas de algoritmos. Su función principal es generar zk-SNARKs que verifiquen la exactitud de los cálculos sin revelar detalles de ejecución. A través de la tecnología SNARKs, estas pruebas pueden ser verificadas off-chain, y validadores no necesitan volver a ejecutar todo el proceso de cómputo en el Cadena de bloques, pagando costosos costos computacionales.

Además, el diseño de zkVM no se limita a las transacciones de activos cripto, su versatilidad le permite desplegarse en escenarios de aplicación largos, como el procesamiento de datos médicos, la gestión de la cadena de suministro, los sistemas de votación secreta, etc., todos los cuales necesitan verificar la corrección de la lógica de procesamiento al tiempo que garantizan la seguridad de los datos.

zkVM frente a otras máquinas virtuales

La VM tradicional generalmente se refiere a un entorno informático completo virtualizado en hardware físico, y la función principal es simular el entorno de hardware, lo que permite que los sistemas operativos o aplicaciones más largos se ejecuten en el mismo hardware físico. Estas máquinas virtuales logran su funcionalidad principalmente a través de la tecnología de virtualización de hardware y el aislamiento a nivel del sistema operativo. Por lo general, no implican el proceso de verificación de encriptación de aplicaciones o datos que se ejecutan en ellas.

Las máquinas virtuales de conocimiento cero (zkVM) utilizan zk-SNARKs para garantizar la corrección del proceso de ejecución del programa, que es aplicable a cualquier programa que se pueda compilar y ejecutar en una máquina virtual. zkVM está diseñado para proporcionar una plataforma de verificación informática común para una variedad de casos de uso y es compatible con los lenguajes de programación más largos, como Rust, C/C++ y Go, lo que permite a los desarrolladores crear aplicaciones utilizando sus lenguajes familiares. El proceso de cálculo y validación tiende a consumir más tiempo que las máquinas virtuales tradicionales**, ya que la generación de zk-SNARKs es un proceso computacionalmente intensivo que requiere importantes recursos informáticos, lo que limita en gran medida la velocidad de procesamiento de transacciones (TPS)**. Si bien la tecnología actual de ZK ha logrado un progreso significativo en la generación de pruebas individuales, su capacidad para manejar transacciones a gran escala en condiciones de alta carga aún es limitada. La generación de cada prueba puede tardar desde segundos hasta minutos, lo cual es una limitación para las aplicaciones que requieren un alto rendimiento, como los sistemas de procesamiento de pagos a gran escala.

zkEVM es una implementación específica de zkVM diseñada para el ecosistema Ethereum para mejorar la escalabilidad de Ethereum a través de zk-SNARKs. Es totalmente compatible con los contratos inteligentes y las herramientas de desarrollo de Ethereum, como Solidity y Vyper, y las aplicaciones existentes de Ethereum se pueden migrar sin problemas a zkEVM sin ninguna modificación. Por lo tanto, zkEVM es más como una versión optimizada específica de Ethereum.

zkVM Proyectos relacionados

A pesar de los desafíos de la tecnología zk, todavía hay algunas partes del proyecto en el mercado que han demostrado su fortaleza técnica en el desarrollo de soluciones zkVM.

Sacudida: Excelente rendimiento

El 9 de abril, a16z lanzó una implementación inicial de su solución zkVM, Jolt, un nuevo tipo de zkVM que es rápido y fácil de escalar y auditar el código para los desarrolladores.

A diferencia de otras zkVM basadas en el marco STARK, Jolt aprovecha los parámetros de búsqueda de Lasso y las técnicas basadas en sumcheck. Este enfoque innovador no solo simplifica la implementación de nuevas instrucciones de máquina virtual, sino que también mejora la velocidad general del sistema. Jolt está diseñado teniendo en cuenta la facilidad de uso y la eficiencia, y su base de código es muy optimizada, con solo 50 líneas de código Rust por instrucción de CPU en Jolt. Además, el rendimiento de Jolt es excelente, realizando zk-SNARKs más de 5 veces más rápido que RISC Zero y 2 veces más rápido que SP1 en las pruebas de referencia iniciales.

RISC Zero: Maneja de manera eficiente cálculos complejos

RISC Zero es una zkVM con una estructura SNARK recursiva, caracterizada por un enfoque recursivo que admite pruebas anidadas entre sí. En la tecnología SNARK, la recursividad puede descomponer pruebas complejas en pruebas más pequeñas y manejables. Estas pequeñas pruebas pueden verificarse de forma independiente y, finalmente, fusionarse en una gran prueba completa, un proceso que no afecta a la validez de la prueba. RISC Zero es único en su enfoque recursivo, que integra a la perfección las capas más largas de pruebas en una sola cadena de pruebas, lo que reduce la carga computacional y la cantidad de datos que deben procesarse, al tiempo que mantiene la seguridad e integridad del proceso de verificación en los pasos computacionales más largos.

Otra característica única de RISC Zero es que utiliza el conjunto de instrucciones RISC-V, un estándar abierto ISA (arquitectura de conjunto de instrucciones) diseñado para la escalabilidad y la escalabilidad. Esta elección garantiza que RISC Zero pueda aprovechar un amplio ecosistema de herramientas y soportes, lo que facilita el acceso y la integración en los sistemas existentes que otras zkVM que pueden usar arquitecturas propietarias o menos genéricas.

El año pasado, cerraron con éxito una ronda de financiación Serie A de $ 40 millones. La ronda fue liderada por Cadena de bloques Capital, con la participación de otros inversores notables como Bain Capital Cripto, Galaxy Digital, IOSG Ventures, RockawayX, Maven 11, Fenbushi Capital, Delphi Digital y otros.

Breve: Amigable para desarrolladores

Succinct ha desarrollado zkVM SP1, que está diseñado para ejecutar código escrito en Rust o cualquier otro lenguaje que se pueda compilar a través de LLVM, proporcionando una mayor flexibilidad y facilidad de uso. SP1 admite una arquitectura modular, lo que permite a los desarrolladores personalizar y ampliar su funcionalidad a través de la “precompilación”. La precompilación se refiere a módulos específicos que los desarrolladores pueden agregar o modificar para mejorar la funcionalidad de la máquina virtual principal y hacer que sea más eficiente manejar tareas u operaciones específicas.

Además, SP1 crea una red de Descentralización probadores, lo que simplifica el despliegue y la ejecución de pruebas, lo que Soltar el umbral para el uso de métodos encriptación avanzados. La red permite a los desarrolladores generar pruebas de manera eficiente con un solo clic, lo que proporciona un enfoque optimizado.

En marzo, Succinct cerró una ronda de financiación de 55 millones de dólares. La ronda de financiación fue liderada por Paradigm con inversores como Robot Ventures, Bankless Ventures, Geometría y el inversor ángel Sreeram Kannan de Eigenlayer y el cofundador de Polygon, Sandeep Nailwal. El 13 de mayo, Succinct anunció el lanzamiento de SP1 Testnet.

Taiko: sistema de prueba más largo

Taiko ha comenzado la transición de zkEVM a zkVM, y su zkVM es único en el uso de sistemas de prueba más largos. El concepto de prueba más larga fue propuesto por Vitalik, y Taiko ha demostrado ser el primer proyecto en implementar el concepto y soporte directamente este sistema de prueba de anhelo cuando el Mainnet se ponga en marcha a finales de mayo. Este sistema permite que la zkVM de Taiko genere tipos de pruebas más largas, mejorando la seguridad y robustez del sistema. Incluso si hay un problema con uno de los tipos de atestación, los otros tipos de atestación pueden continuar para garantizar el correcto funcionamiento del sistema y detectar cualquier transición de estado falso de manera oportuna. Además, el sistema de prueba de prueba Halo2-KZG se utiliza para mantener cálculos complejos y transacciones a gran escala eficientes y de bajo costo.

En marzo, Taiko cerró una ronda de financiación Serie A de $ 15 millones codirigida por Lightspeed Faction, Hashed, Generative Ventures y Token Bay Capital, con la participación de Wintermute Ventures, Flow Traders, Amber Group, OKX Ventures y GSR, entre otros.

ZKM: La arquitectura MIPS es simple y estable

ZKM, un proyecto zkVM incubado por la Fundación Metis, utiliza una arquitectura MIPS y la combina con zk-SNARKs para crear máquinas virtuales zk**. ** Este diseño hace que ZKP sea más protocolo para el procesamiento computacional dentro del sistema, acelerando las operaciones y reduciendo la sobrecarga computacional asociada con la implementación del protocolo ZKP solo. Y la mayoría de las zkVM actuales usan Rust, mientras que ZKM proporciona soporte nativo para Golang.

MIPS (Microprocessor without Interlocked Pipeline Stages) es la primera generación de arquitectura informática de conjunto de instrucciones reducido. El conjunto de instrucciones MIPS es relativamente simple y estable, se puede usar ampliamente en una amplia gama de dispositivos informáticos y sistemas integrados, tiene buena versatilidad y adaptabilidad, y los sistemas ZKM basados en la arquitectura MIPS pueden ser más fáciles de desarrollar e implementar.

zkMIPS divide todo el programa MIPS en segmentos más largos. Las instrucciones para cada segmento se dividen en cuatro tipos y se agrupan en cuatro tablas de módulos correspondientes. zkMIPS utiliza el método de atestación STARK para verificar de forma independiente las instrucciones en cada tabla de módulos, asegurando que cada operación en la tabla sea correcta y que cada instrucción en el segmento de programa esté contenida en su tabla de módulos correspondiente. Después de eso, verifique que la secuencia de ejecución de cada segmento del programa coincida con la ejecución de todo el programa. De esta manera, incluso los programas ejecutados off-chain pueden verificarse on-chain, mejorando la transparencia y la confianza en la ejecución del programa.

ZKM lanzó recientemente Entangled Rollups, una nueva infraestructura de interoperabilidad de anhelo minimizada por la confianza, que aprovecha zkMIPS para construir un marco de interoperabilidad de anhelo descentralizado y sin confianza. A diferencia de los puentes zk de terceros que solo verifican las transferencias de activos a través de instantáneas, todos los cálculos se pueden verificar, por lo que es muy seguro. La clave de esta interoperabilidad es la existencia de un mecanismo de atestación común que genera pruebas en una cadena de bloques y luego las valida en otra cadena de bloques. Una de las cosas que diferencia a ZKM de otras zkVM es que puede generar un único zk-SNARKs para todas las operaciones. ZKM integra la seguridad en la capa subyacente de la arquitectura CPU/MIPS, de modo que todo el software sobre la arquitectura puede disfrutar de la misma seguridad sin la necesidad de un proceso zk-SNARKs separado para cada software.

Además, el ZKM cuenta con lo siguiente:

Las perspectivas futuras de zkVM

Con la madurez continua de la tecnología de cadena de bloques y la exploración continua de empresas de vanguardia, el rendimiento de zkVM está mejorando constantemente, y podemos prever que zkVM desempeñará un papel cada vez más importante en el mundo de la encriptación y se convertirá en parte de la tecnología clave. Especialmente en un momento en que la sensibilidad de los datos y la necesidad de seguridad cross-chain están aumentando, las capacidades proporcionadas por zkVM se adaptan a la demanda del mercado. Esperamos superar varias dificultades técnicas, como la optimización de circuitos y la optimización del sistema de prueba, y lanzar zkVM que se adapta perfectamente a varios lenguajes de programación, trayendo más desarrolladores largos a la nueva era de Web3 ".