zkEVM оновлює наратив zkVM, чому на ці п'ять основних проєктів варто звернути увагу?

Технологія Zk-SNARK (ZKP) особливо важлива для пошуку рішень для масштабованості та обчислювальної ефективності Блокчейн. zkVM (Zero-Knowledge Віртуальна машина) є одним із специфічних застосувань цієї технології. zkVM, як обчислювальна платформа загального призначення на базі ZKP, здатна перевіряти правильність обчислень без розкриття деталей виконання. Він також підтримує поза блокчейном обробку завдань, що вимагають інтенсивних обчислень, і лише надсилає результати перевірки на Блокчейн, що значно покращує масштабованість Блокчейн. В даний час розробляються рішення zkVM для найтриваліших проектів на ринку, таких як a16z, Taiko, ZKM та ін.

Вступ до zkVM

zkVM — це обчислювальна платформа загального призначення, заснована на zk-SNARKs, яка може виконувати різноманітні обчислювальні завдання, включаючи смартконтракти, обробку даних і складні алгоритмічні операції. Його основна функція полягає в генерації zk-SNARKs, які перевіряють правильність обчислень без розкриття деталей виконання. За допомогою технології SNARKs ці докази можуть бути перевірені поза блокчейном, і валідатори не потрібно повторно виконувати весь процес обчислень на Блокчейн, оплачуючи дорогі обчислювальні витрати.

Крім того, дизайн zkVM не обмежується Криптоактиви транзакціями, його універсальність дозволяє розгортати його в лонг прикладних сценаріях, таких як обробка медичних даних, управління Мережа постачання, системи таємного голосування і т.д., всі з яких повинні перевіряти правильність логіки обробки при забезпеченні безпеки даних.

zkVM проти інших віртуальних машин

Традиційний VM зазвичай відноситься до повного обчислювального середовища, віртуалізованого на фізичному обладнанні, а основною функцією є імітація апаратного середовища, що дозволяє найдовшим операційним системам або програмам працювати на одному фізичному обладнанні. Ці віртуальні машини в першу чергу досягають своєї функціональності за рахунок технології апаратної віртуалізації та ізоляції на рівні операційної системи. Вони, як правило, не пов’язані з процесом шифрування перевірки додатків або даних, запущених на них.

Віртуальні машини з нульовим розголошенням (zkVM) використовують zk-SNARKs для забезпечення коректності процесу виконання програми, яка може бути застосована до будь-якої програми, яку можна скомпілювати та запустити на віртуальній машині. zkVM розроблена, щоб забезпечити загальну платформу перевірки обчислень для різних випадків використання та підтримує найдовші мови програмування, такі як Rust, C/C++ і Go, що дозволяє розробникам створювати програми, використовуючи свої знайомі мови. Процес обчислень і валідації, як правило, є більш трудомістким, ніж традиційні віртуальні машини,** оскільки генерація zk-SNARKs є інтенсивним обчислювальним процесом, який вимагає значних обчислювальних ресурсів, що значною мірою обмежує швидкість обробки транзакцій (TPS)**. Незважаючи на те, що поточна технологія ZK досягла значного прогресу в генерації індивідуальних доказів, її здатність обробляти великомасштабні транзакції в умовах високого навантаження все ще обмежена. Генерація кожного доказу може зайняти від секунд до хвилин, що є обмеженням для додатків, які вимагають високої пропускної здатності, таких як великомасштабні системи обробки платежів.

zkEVM — це специфічна реалізація zkVM, розроблена для екосистеми Ethereum для підвищення масштабованості Ethereum за допомогою zk-SNARKs. Він повністю сумісний з смартконтракти та інструментами розробки Ethereum, такими як Solidity та Vyper, а існуючі Ethereum програми можна легко перенести на zkEVM без будь-яких змін. Тому zkEVM більше схожий на конкретну оптимізовану версію Ethereum.

zkVM Пов’язані проекти

Незважаючи на виклики, пов’язані з технологією zk, на ринку все ще є деякі сторони проектів, які продемонстрували свою технічну силу в розробці рішень zkVM.

Поштовх: Відмінна продуктивність

9 квітня a16z випустив початкову реалізацію свого рішення zkVM, Jolt, нового типу zkVM, який швидко та простіше для розробників масштабувати та перевіряти код.

На відміну від інших zkVM, заснованих на фреймворку STARK, Jolt використовує параметри пошуку Lasso та методи на основі sumcheck. Такий інноваційний підхід не тільки спрощує реалізацію нових інструкцій віртуальних машин, але й покращує загальну швидкість роботи системи. Jolt розроблений з урахуванням простоти використання та ефективності, а його кодова база дуже оптимізована, лише 50 рядків коду Rust на CPU інструкцію в Jolt. Крім того, продуктивність Jolt чудова, він працює більш ніж zk-SNARKs у 5 разів швидше, ніж RISC Zero, і в 2 рази швидше, ніж SP1 у початкових тестах.

RISC Zero: Ефективне виконання складних обчислень

RISC Zero — це zkVM з рекурсивною структурою SNARK, що характеризується рекурсивним підходом, який підтримує доведення, вкладені один в одного. У технології SNARKs рекурсія може розбивати складні докази на менші, більш керовані докази. Ці невеликі докази можуть бути перевірені незалежно і в кінцевому підсумку об’єднані в повний великий доказ, процес, який не впливає на дійсність доказу. RISC Zero унікальний своїм рекурсивним підходом, який плавно інтегрує найдовші шари доказів в єдиний ланцюжок доказів, зменшуючи обчислювальне навантаження та обсяг даних, які потрібно обробити, зберігаючи при цьому безпеку та цілісність процесу перевірки на найдовших обчислювальних етапах.

Ще одна унікальна особливість RISC Zero полягає в тому, що він використовує набір інструкцій RISC-V, відкритий стандарт ISA (архітектура набору інструкцій), розроблений для масштабованості та масштабованості. Цей вибір гарантує, що RISC Zero може використовувати широку екосистему інструментів та підтримка, що полегшує доступ та інтеграцію в існуючі системи, ніж інші zkVM, які можуть використовувати власні або менш загальні архітектури.

Минулого року вони успішно закрили раунд фінансування серії А на суму 40 мільйонів доларів. Раунд очолив Блокчейн Capital, за участю інших відомих інвесторів, включаючи Bain Capital Крипто, Galaxy Digital, IOSG Ventures, RockawayX, Maven 11, Fenbushi Capital, Delphi Digital та інших.

Лаконічний: зручний для розробників

Компанія Succinct розробила zkVM SP1, яка призначена для виконання коду, написаного на Rust або будь-якій іншій мові, яку можна скомпілювати за допомогою LLVM, забезпечуючи більшу гнучкість і простоту використання. SP1 підтримує модульну архітектуру, що дозволяє розробникам налаштовувати та розширювати його функціональність за допомогою «попередньої компіляції». Попередня компіляція відноситься до конкретних модулів, які можуть бути додані або змінені розробниками, які покращують функціональність основної віртуальної машини та роблять її більш ефективною для виконання конкретних завдань або операцій.

Крім того, SP1 будує мережу доказів Децентралізація, спрощуючи розгортання та виконання доказів, таким чином Падіння поріг для використання передових методів шифрування. Мережа дозволяє розробникам ефективно генерувати докази одним клацанням миші, забезпечуючи спрощений підхід.

У березні Succinct закрив раунд фінансування на суму $55 млн. Раунд фінансування очолив Paradigm з інвесторами, включаючи Robot Ventures, Bankless Ventures, Geometry, а також Срірама Каннана з Інвест-ангел Eigenlayer і співзасновника Polygon Сандіпа Нейлвала. 13 травня компанія Succinct оголосила про запуск SP1 Тестова мережа.

Taiko: найдовша система доказів

Taiko почала перехід від zkEVM до zkVM, і її zkVM є унікальною у використанні систем найдовшого доказу. Найдовша концепція доказу була запропонована Віталіком, і Taiko показала, що є першим проектом, який реалізує цю концепцію, і безпосередньо підтримка цю систему доказів, коли Основна мережа запрацює наприкінці травня. Ця система дозволяє zkVM Taiko генерувати найдовші типи доказів, підвищуючи безпеку та надійність системи. Навіть якщо є проблема з одним із атестація типів, інші типи атестація можуть продовжувати забезпечувати належне функціонування системи та своєчасно виявляти будь-які хибні переходи станів. Крім того, система доказів Halo2-KZG використовується для забезпечення ефективності складних розрахунків і великомасштабних транзакцій.

У березні Тайко закрила раунд фінансування серії А вартістю 15 мільйонів доларів, який спільно очолили Lightspeed Faction, Hashed, Generative Ventures і Токен Bay Capital, за участю Wintermute Ventures, Flow Traders, Amber Group, OKX Ventures і GSR, серед інших.

ZKM: Архітектура MIPS проста і стабільна

ZKM, проект zkVM, інкубований Фондом Метиса, використовує архітектуру MIPS і поєднує її з zk-SNARKs для створення zk Віртуальна машина**. **Така конструкція робить ZKP більш протокол для обчислювальної обробки всередині системи, прискорюючи операції та зменшуючи обчислювальні витрати, пов’язані лише з реалізацією протокол ZKP. І найдовші з нинішніх zkVM використовують Rust, тоді як ZKM забезпечує рідний підтримка для Golang.

MIPS (Microprocessor without Interlocked Pipeline Stages) — перше покоління комп’ютерної архітектури зі скороченим набором інструкцій. Набір інструкцій MIPS відносно простий і стабільний, може широко використовуватися в широкому спектрі обчислювальних пристроїв і вбудованих систем, має хорошу універсальність і адаптивність, а системи ZKM на основі архітектури MIPS можуть бути простішими в розробці та розгортанні.

zkMIPS ділить всю програму MIPS на найдовші сегменти. Потім інструкції для кожного сегмента поділяються на чотири типи та групуються в чотири відповідні таблиці модулів. zkMIPS використовує метод STARK атестація для незалежної перевірки інструкцій у кожній таблиці модулів, гарантуючи, що кожна операція в таблиці правильна і що кожна інструкція в сегменті програми міститься у відповідній таблиці модулів. Після цього переконайтеся, що послідовність виконання кожного сегмента програми збігається з виконанням всієї програми. Таким чином, навіть програми, виконані поза блокчейном, можуть бути перевірені у блокчейні, що підвищує прозорість і довіру до виконання програми.

Нещодавно ZKM запустила Entangled Rollups, нову інфраструктуру сумісності, мінімізовану до довіри, використовуючи zkMIPS для створення децентралізованої системи сумісності, що не потребує довіри. На відміну від сторонніх мостів zk, які перевіряють передачу активів лише за допомогою знімків, усі обчислення можна перевірити, тому це дуже безпечно. Ключем до цієї сумісності є існування загального механізму атестація, який генерує докази на одному Блокчейн, а потім перевіряє їх на іншому Блокчейн. Одна з речей, яка відрізняє ZKM від інших zkVM, полягає в тому, що вона може генерувати єдиний zk-SNARKs для всіх операцій. ZKM вбудовує безпеку в базовий рівень архітектури CPU/MIPS, так що все програмне забезпечення поверх архітектури може користуватися однаковою безпекою без необхідності окремого процесу zk-SNARKs для кожного програмного забезпечення.

Крім того, ЗКМ має наступне:

Перспективи zkVM на майбутнє

З постійним розвитком Блокчейн технології та постійним дослідженням передових компаній, продуктивність zkVM постійно покращується, і ми можемо передбачити, що zkVM відіграватиме все більш важливу роль у світі шифрування і стане частиною ключової технології. Особливо в той час, коли чутливість даних і потреба в крос-ланцюг безпеці зростають, можливості, що надаються zkVM, адаптуються до ринкового попиту. Ми з нетерпінням чекаємо подолання різних технічних труднощів, таких як оптимізація схем і оптимізація системи доказів, а також запуск zkVM, яка ідеально адаптована до різних мов програмування, що приведе більше лонг розробників до нової ери Web3».