ZKP具有低成本的絕對優勢？ 以阿茲台克為例討論

作者：Kyle Liu，Bing Ventures投資經理

簡介：隨著ZKP（零知識證明）技術的不斷發展，人們對其成本與性能之間的關係產生了濃厚的興趣。 實施和維護零知識證明系統需要大量的計算資源和演演演算法優化。 這些計算可能會導致高成本，尤其是在處理大規模數據和複雜計算時。 因此，ZKP的成本優勢不是絕對的，而是取決於具體的應用場景。

在Aztec Connect被迫關閉的消息傳出的背景下，我們覺得有必要重新評估ZKP技術聲稱的成本優勢。 儘管ZKP被吹捧為提供高度隱私的解決方案，但Aztec Connect的暫時失敗至少證明瞭該技術在現階段是一個重大的成本挑戰。

如果ZKP技術真的具有成本效益，為什麼Aztec Connect不能在其運營中可持續發展？ 更有趣的是，Aztec還鼓勵社區分叉，部署和運營新版本的Aztec Connect。 這意味著獨立運行Aztec Connect所需的大量資源。 這進一步加劇了我們對ZKP成本效益的懷疑。 如果ZKP的成本優勢是真實的，那麼為什麼社區需要如此多的投資來維持這個項目的運行呢？

因此，我們需要認真審視ZKP技術聲稱的成本優勢。 也許ZKP的成本優勢只是一種誇大其詞的錯覺，但現實可能更加複雜。 在追求成本優勢時，不僅要考慮單個方面的優化，還要考慮整個系統的性能和成本平衡。 例如，降低計算成本可能會增加通信成本，或者使用更高效的演演演算法可能需要更複雜的硬體支援。 因此，我們需要對特定項目進行全面的成本效益分析，權衡優化策略的各個方面，並找到最佳平衡點。

成本神話破滅

首先，您需要定義 ZKP 的成本結構。 目前，各種定義很複雜，標準也不同，至少包括硬體成本、計算成本、驗證成本、存儲成本等部分。 但是，從筆者的角度來看，遵循ZKP的原生原理，本文對成本結構的定義主要集中在通信成本和計算成本這兩個核心成本上。 通信成本是指證明者和驗證者之間交換資訊的成本，而計算成本是指證明者和驗證者之間執行計算的成本。 這兩個成本在ZKP中起著核心作用，因為它們直接影響證明和驗證的效率和安全性。 如果通信和計算成本太高，證明和驗證的效率就會下降，影響整個系統的性能。

現在回到Aztec的隱私架構，我們需要認識到Aztec的匯總方法與其他基於ZK的第2層解決方案有很大不同。 Aztec 不需要聚合多個交易來生成證明，而是需要為每個交易單獨生成證明，然後打包它們。 這種方法導致需要為每筆交易生成獨立的證明，這增加了計算成本和gas費用，使Aztec的gas費用高於其他匯總方案。

此外，只有使用者在本地生成的隱私證明才是真正的不洩露資訊的零知識證明，其上的內外匯總證明不一定是零知識。 這掩蓋了ZKP的隱私優勢，並進一步質疑ZKP成本效益的可行性。 Aztec Connect的閘道方法本質上是臃腫的，將交易聚合到第1層，並通過Aztec橋接合約實現資金聚合和Defi函數調用。 但是，這種閘道方法在成本分配方面可能僅適用於某些類型的交易，並且限制了專案部署的靈活性。

難以衡量的成本效益

成本和性能之間的關係是複雜而動態的。 通常，較低的成本可以提高性能，因為它減少了計算和通信的開銷，從而提高了整個系統的效率。 然而，過分追求低成本會導致性能下降，而犧牲計算和通信資源。 因此，ZKP 系統需要在成本和性能之間找到適當的平衡，以滿足不同應用領域的需求。

零知識證明涉及通過消息傳遞驗證不同參與者之間索賠的正確性，因此通信成本是一個關鍵因素。 為了降低通信成本，可以考慮高效的通信協定和壓縮演演演算法來減少消息的大小和傳輸時間。 特別是對於像阿茲台克這樣的第 2 層專案，跨鏈交互需要在不同的區塊鏈網路之間傳輸消息和數據。 傳遞消息涉及網路通信和交互，導致一定的通信成本。 特別是對於大規模的全鏈DApp建設，傳遞的消息量會更大，增加通信成本的壓力。

零知識證明需要大量的計算來生成證明並驗證證明的正確性。 要降低計算成本，請優化演演演算法和數據結構，以減少不必要的計算步驟和存儲開銷。 此外，並行計算和分散式計算技術可用於將計算任務分發到多個節點，以提高計算效率。 ZKP在目標鏈上驗證相對便宜，但在源鏈上生成證明的過程在計算上是昂貴的。 特別是使用傳統方法進行驗證時，驗證成本高，用戶負擔不起。

更有效的成本控制策略

筆者認為，隨著技術的發展，通信成本可能不再是主要的制約因素。 現代通信技術的不斷進步意味著通信成本正在大規模下降。 因此，我們更多地關注計算成本的優化可能更有意義。 然而，隨著此類協定應用的擴大，通信成本可能仍然是一個重要的考慮因素，需要繼續關注其靈活使用的具體情況。

同時，我們需要明白，優化計算成本的方法不僅限於演演演算法優化。 除了改進協議的演演演算法外，還可以考慮通過專業硬體、分散式計算或深度學習等領域的技術創新來降低計算成本。 這些方法需要更多的長期研究和經驗證據，但它們肯定會帶來突破性的性能提升和成本優勢。 我們認為，在未來的ZKP競賽中，以下幾個方向將更加值得關注：

• 高性能和低計算成本：高性能和低計算成本的ZKP專案將成為人們關注的焦點。 這意味著專案能夠以有效的方式生成和驗證證明，同時保持安全性和隱私性。 這樣的專案將具有廣泛的應用潛力，能夠大規模滿足實際需求。 目前存在各種不同的 ZKP 證明系統，每個系統都有其獨特的優勢和局限性。 我們更喜歡致力於改進和創新證明系統的專案，以提高效率、降低計算成本並增強安全性。 開發人員需要探索更高效的零知識證明構造和更優化的零知識證明驗證演演演算法，以實現更快、更可靠的證明生成和驗證過程。
• 一個成功的 ZKP 項目應該可以在現實世界中部署。 這意味著它需要考慮現實世界環境的約束並提供切實可行的解決方案。 例如，與現有基礎架構和系統的相容性、易於集成和可用性等考慮因素非常重要。 使用專用硬體加速ZKP計算是一個重要的研究方向。 未來的研究可以集中在硬體加速技術的創新上，例如使用定製硬體，如FPGA（現場可程式設計性門陣列）或ASIC（專用積體電路）。 借助硬體加速，可以提高ZKP系統的性能和效率，為大規模應用和實時場景提供更好的支援。

• 安全問題解決：在ZKP系統中，安全性至關重要。 ZKP系統中的安全問題是最大的隱性成本，例如防禦攻擊和漏洞，參數設置的安全性以及隨機性的保證。 只有不斷提高ZKP系統的安全性，這些專案才能確保其在實際應用中的可靠性和可信度，為使用者提供更高水準的保護和隱私，這將貫穿整個成本和性能設計過程。

綜上所述，一個有前途的ZKP專案應具有高性能、低計算成本、面向實際應用、安全可信、實際可部署、全過程安全的特點。 可以預見，ZKP技術的不斷發展將為隱私保護和驗證性能提供更廣闊的應用前景。 在評估 ZKP 專案的成本效益時，我們還需要考慮幾個因素，包括計算資源、安全要求、性能需求以及實施和維護的複雜性。 在某些情況下，ZKP 可能會提供顯著的隱私保護和安全優勢，抵消增加的成本。 但是，在其他情況下，成本可能會超過可以提供的實際值。