ZK المعالجة المساعدة: بناء بنية تحتية موثوقة للحوسبة في Web3

في مجال الحوسبة، يكون المعالج المساعد مسؤولاً عن معالجة المهام المعقدة الأخرى لوحدة المعالجة المركزية (CPU). على سبيل المثال، تعتبر وحدة معالجة الرسومات (GPU) نوعاً معروفاً من المعالجات المساعدة، حيث تتولى معالجة مهام مثل عرض الرسوميات لوحدة المعالجة المركزية. تعمل المعالجات المساعدة على تسريع تطبيقات البرامج من خلال تفريغ بعض الأجزاء الكثيفة في الحساب والتي تستغرق وقتاً طويلاً، وتعرف هذه البنية باسم "الحوسبة غير المتجانسة" أو "الحوسبة الهجينة".

يمكن لوحدة المعالجة المساعدة معالجة بعض التعليمات البرمجية التي تتطلب متطلبات أداء معقدة ومفردة أو متطلبات أداء عالية للغاية، مما يسمح لوحدة المعالجة المركزية بالتعامل مع الأجزاء الأكثر مرونة وتنوعًا. على سلسلة الإيثيريوم، هناك مشكلتان خطيرتان تعيقان تطوير التطبيقات:

1. تكلفة الغاز المرتفعة تقيد نطاق تطوير التطبيقات على السلسلة. يتم كتابة معظم كود العقد حول عمليات الأصول، وتحتاج العمليات المعقدة إلى الكثير من الغاز، مما يشكل عائقًا خطيرًا أمام الاستخدام الواسع للتطبيقات والمستخدمين.

2. العقود الذكية يمكنها الوصول فقط إلى بيانات 256 كتلة حديثة. قد تؤدي التحديثات المستقبلية إلى عدم احتفاظ العقد الكامل ببيانات الكتل الماضية، مما يحد من ظهور التطبيقات الابتكارية المعتمدة على البيانات.

هذا يشير إلى أن الحساب والبيانات قد قيدت ظهور نماذج حسابية جديدة. بلوكتشين الإيثريوم نفسه لم يُصمم لمعالجة المهام التي تتطلب الكثير من الحسابات والبيانات. لتوافق هذه التطبيقات، يتطلب الأمر إدخال معالجات مساعدة. تعتبر سلسلة الإيثريوم نفسها كـ CPU، بينما المعالجات المساعدة تشبه GPU، حيث تعالج السلسلة بيانات الأصول والعمليات البسيطة، بينما يمكن للتطبيقات استخدام المعالجات المساعدة بمرونة لاستخدام البيانات أو موارد الحساب. لضمان موثوقية الحسابات خارج السلسلة، يتم تطوير معظم المعالجات المساعدة على أساس تقنية ZK.

تطبيقات معالج ZK لها حدود واسعة، حيث يمكن أن تغطي أي سيناريو حقيقي لتطبيقات dapp، مثل التواصل الاجتماعي، الألعاب، DeFi، أنظمة إدارة المخاطر، أوacles، تخزين البيانات، تدريب النموذج الكبير والاستدلال، وغيرها. نظريًا، كل ما يمكن لتطبيقات Web2 القيام به، يمكن تحقيقه في Web3 بفضل معالج ZK، مع وجود Ethereum كطبقة تسوية نهائية لحماية أمان التطبيقات.

تتوزع المشاريع المعروفة في الصناعة بشكل أساسي إلى ثلاث فئات: فهرسة البيانات على السلسلة، والأوراكل، وZKML. يشمل مشروع General-ZKM هذه السيناريوهات الثلاثة. تعمل الآلات الافتراضية المختلفة للمشاريع على السلسلة الجانبية بشكل مختلف، مثل Delphinus التي تركز على zkWASM وRisc Zero التي تركز على بنية Risc-V.

! [لماذا ZK هي نهاية اللعبة؟] ](https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-eea519e979a6ccccd6b2be8ae28e1200.webp)

الهيكل الفني لمشاريع المعالجات السائدة

ريسك زيرو

معالج ZK التابع لـ Risc Zero يسمى Bonsai، وهو مجموعة من مكونات إثبات المعرفة الصفرية غير المرتبطة بالسلسلة. هدفه هو أن يصبح معالجًا مساعدًا عامًا، بناءً على بنية مجموعة تعليمات Risc-V، ودعم العديد من لغات البرمجة. تشمل الوظائف الرئيسية ما يلي:

1. zkVM العامة، يمكن تشغيل أي آلة افتراضية في بيئة عدم المعرفة
2. نظام توليد إثبات ZK يمكن دمجه في أي عقد ذكي أو سلسلة
3. Rollup عام، يقوم بتوزيع الحسابات المثبتة على Bonsai إلى السلسلة.

تشمل المكونات الرئيسية ما يلي:

• شبكة المدققين: تقبل وتولد إثباتات ZK
• Request Pool: تخزين طلبات إثبات المستخدم
• محرك Rollup: يجمع ويعبئ نتائج الإثباتات لتحميلها إلى الشبكة الرئيسية
• Image Hub: منصة تطوير مرئية، تخزين الوظائف والتطبيقات
• State Store: تخزين الحالة خارج السلسلة
• سوق الإثبات: سوق قوة إثبات ZK

لاغرانج

تهدف Lagrange إلى بناء معالج مساعد وقاعدة بيانات قابلة للتحقق، بما في ذلك البيانات التاريخية على blockchain، لتطوير تطبيقات غير موثوقة. الوظائف الرئيسية:

1. قاعدة بيانات قابلة للتحقق: حالة العقد الذكي على السلسلة
2. حساب مبادئ MapReduce: استخدام فصل البيانات والحساب المتوازي

يتعلق تصميم قاعدة البيانات بتخزين بيانات العقد، وبيانات حالة EOA، وبيانات الكتلة. يتم استخدام تقنية إثبات التكرار SNARK/STARK.

تشمل حسابات ZKMR الآلية خطوتين هما Map و Reduce، حيث يمكن دمج إثباتات الحسابات الصغيرة لتكوين إثبات لحساب كامل، مما يتيح التوسع الفعال في الحسابات الكبيرة والمعقدة.

عملية التنفيذ:

1. سجل المطور عقده في Lagrange وقدم طلب إثبات.
2. يقوم Lagrange بتقسيم الطلب إلى مهام صغيرة متوازية وتوزيعها على المدققين
3. شبكة إثبات المصداقية مدعومة بتقنية إعادة التخزين من EigenLayer لضمان الأمان.

! [لماذا ZK هي نهاية اللعبة؟] ](https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-f740bf9900d7fb63300faaa8fea3bc6f.webp)

مختصر

الهدف من شبكة Succinct هو دمج الحقائق القابلة للبرمجة في جميع أجزاء تطوير blockchain. مميزاته هي:

• يدعم لغات برمجة متعددة
• إكمال فهرسة بيانات سلسلة الأهداف
• إثبات توافق السوق مع أنظمة الإثبات المختلفة

يُطلق على ZKVM خارج السلسلة اسم SP( المعالج الموجز )، الخصائص الأساسية:

1. تقنية الإثبات التكراري المستندة إلى STARKs
2. دعم حزم SNARKs إلى STARKs
3. بنية zkVM المركزية المسبقة التجميع

مقارنة مشاريع المعالجات المساعدة

أبعاد المقارنة:

1. قدرة فهرسة/مزامنة البيانات
2. تقنية ZK المعتمدة
3. هل تدعم الإثباتات التكرارية
4. تصميم نظام الإثبات
5. حالة التعاون البيئي
6. التمويل ودعم رأس المال المغامر

بشكل عام، تتشابه طرق التقنية بين المشاريع المختلفة، حيث تستخدم جميعها حزم STARKs إلى SNARKs، وتدعم التكرار، وتبني شبكة من المبرهنين، وغيرها. في ظل هذه الطرق التقنية المشابهة، قد تصبح قدرات الفريق والدعم الموارد وراءه نقاط الاختلاف الرئيسية.

! [لماذا ZK هي نهاية اللعبة؟] ](https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-ae8730f5c7364d7b7aee1edd206a0cf2.webp)

الاختلافات والتشابهات بين المعالج المساعد وLayer2

على عكس Layer2، فإن المعالج المساعد موجه نحو التطبيقات وليس المستخدمين. يمكن أن يعمل المعالج المساعد كعنصر تسريع أو كعنصر معياري، وتشمل سيناريوهات الاستخدام ما يلي:

1. كعنصر من مكونات الآلة الافتراضية خارج السلسلة لـ ZK Layer2
2. تحميل قوة الحساب خارج السلسلة في تطبيقات السلاسل العامة
3. أوراكل البيانات القابلة للتحقق عبر السلاسل
4. نقل الرسائل عبر الجسور بين السلاسل

جلبت المعالجات المساعدة إمكانية التزامن في الوقت الفعلي للبيانات عبر سلسلة الكتل مع حساب موثوق وعالي الأداء ومنخفض التكلفة، مما يمكن من إعادة تشكيل العديد من البرمجيات الوسيطة في سلسلة الكتل.

التحديات التي تواجه المعالج المساعد

1. صعوبة في التطوير، منحنى تعلم التكنولوجيا حاد
2. المرحلة المبكرة للغاية، تحسين الأداء معقد
3. لم تنضج البنية التحتية الأساسية مثل الأجهزة بعد.
4. المسارات التكنولوجية متشابهة، ومن الصعب تحقيق تقدم رائد

! [لماذا ZK هي نهاية اللعبة؟] ](https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-aee8cc5ffbc1570ac8b60e3b9e0cd5e1.webp)

الملخص والرؤية المستقبلية

تقدم المعالج التشاركي ZK نموذجًا جديدًا لـ "لا تثق، تحقق من ذلك" لعالم Web3. نطاق تطبيقه واسع، ويمكن نظريًا تطبيقه على أي تطبيق Web2. المؤشران الرئيسيان لاعتماد المعالج التشاركي ZK على نطاق واسع هما قاعدة البيانات القابلة للإثبات في الوقت الحقيقي على السلسلة وتكاليف الحسابات خارج السلسلة المنخفضة.

إن تنفيذ شرائح ZK هو شرط أساسي للتجارية الواسعة النطاق لوحدات المعالجة المساعدة. من المتوقع أن تحقق سلسلة صناعة ZK في الدورة القادمة تحقيقًا تجاريًا، والآن هو فترة نافذة حاسمة لبناء تقنية يمكن أن تحمل تفاعلات على السلسلة لمليار مستخدم.

! [لماذا ZK هي نهاية اللعبة؟] ](https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-e4e1adea44bef5b7457f150e0eb240a9.webp)