Coprocessor là gì?

Mo Dong, người đồng sáng lập Celer Network và Brevis, tin rằng, một cách đơn giản, một bộ xử lý phụ là một công cụ mà "đưa cho hợp đồng thông minh khả năng của Dune Analytics."

Đơn giản, các hợp đồng thông minh tổng quát hiện tại không thể truy cập vào dữ liệu lịch sử. Ví dụ, khi làm việc trên Giao thức Quản lý Thanh khoản, tôi cần dữ liệu giá lịch sử để tính toán tần suất và chi phí mà các nhà cung cấp thanh khoản vượt quá phạm vi giá trong một AMM. Chúng tôi phải dựa vào một dịch vụ chỉ số được lưu trữ trên chuỗi như The Graph’s GraphQL API, vì các nhiệm vụ tổng hợp, tìm kiếm và lọc không thể thực hiện thông qua việc tương tác hợp đồng một mình. Thực sự, thậm chí việc chỉ mục dữ liệu giao dịch chuỗi khối tiêu chuẩn cũng đầy thách thức, chưa kể đến việc đọc dữ liệu phức tạp hơn so với thông tin cơ bản.

Về giao protoc quản lí thanh khoản, việc đánh giá hiệu suất lịch sử của các hồ bơi thử nghiệm hiện tại hoặc hồ bơi người dùng vẫn đòi hỏi sử dụng API dịch vụ chỉ số được lưu trữ trên chuỗi. Dữ liệu này sau đó được tính toán thủ công trong Excel. Có một dịch vụ nào có khả năng đơn giản hóa quá trình này, cung cấp hợp đồng thông minh dapp với khả năng tổng hợp, lọc và phân tích dữ liệu này trực tiếp? Các bộ xử lý phụ được thiết kế để giải quyết vấn đề.

Tại sao nó được gọi là bộ xử lý phụ?

Trong các hệ thống máy tính ban đầu, bộ xử lý CPU thường chỉ có thể thực hiện các phép toán cơ bản. Nó cần được kết hợp với một 'bộ xử lý phụ trợ' riêng để thực hiện các loại nhiệm vụ tính toán cụ thể, như phép toán dấu chấm động, nhằm cải thiện hiệu suất.

Hiện nay, chúng ta có thể coi Ethereum như một siêu máy tính khổng lồ. Các hợp đồng thông minh trên toàn thế giới chỉ có thể truy cập dữ liệu trên chuỗi từ khối hiện tại, không phải dữ liệu lịch sử bao gồm các bản ghi giao dịch và thay đổi số dư tài khoản. Điều này xảy ra vì thiết kế của Ethereum không cung cấp cách cho các hợp đồng thông minh để truy cập vào dữ liệu lịch sử này.

Truy cập dữ liệu lịch sử để đảm bảo độ tin cậy của nó đòi hỏi một phương pháp mật mã liên kết các bản ghi lịch sử với khối hiện tại. Tuy nhiên, việc tính toán và xác minh bằng chứng này trực tiếp trong hợp đồng thông minh có thể tốn thời gian và chi phí. Ngoài ra, các truy vấn thông qua các nút lưu trữ có thể được thực hiện, nhưng các hợp đồng thông minh không thể tương tác trực tiếp với chúng và có vấn đề về độ tin cậy. Vì vậy, làm thế nào chúng ta có thể giải quyết vấn đề tin cậy này và cho phép tính toán có thể kiểm chứng? Nói cách khác, làm thế nào chúng ta có thể cho phép một bên thứ ba trực tiếp xác minh kết quả tính toán về tính chính xác mà không cần phải thực hiện lại chính phép tính? Giải pháp có thể nằm ở các bộ đồng xử lý, tương tự như các hệ thống máy tính ban đầu. Họ có thể mở rộng sức mạnh tính toán của các hợp đồng thông minh trên Ethereum, cung cấp cho họ khả năng mới để truy cập dữ liệu lịch sử và thực hiện các phép tính phức tạp.

Coprocesor hoạt động như thế nào thông thường?

Nói chung, luồng công việc chính của một bộ xử lý phụ xác minh dữ liệu Ethereum như sau:

1. Truy vấn dữ liệu lịch sử và thực hiện các phép tính liên quan trong môi trường ngoại chuỗi thông qua một dịch vụ;

2. Dịch vụ sẽ tạo ra một loại bằng chứng nào đó để chứng minh rằng hoạt động của nó là đáng tin cậy;

3. Ứng dụng phát triển sẽ tương tác với hợp đồng bộ xử lý đặt trên Ethereum để xác minh bằng chứng;

4. Sau khi tương tác với hợp đồng bộ xử lý và xác minh kết quả, ứng dụng có thể truy cập trực tiếp vào dữ liệu lịch sử mà nó cần mà không cần tin cậy.

Các dự án trong không gian Coprocessor hoặc Tính toán Xác thực Rộng

Phần này chủ yếu phân tích các ngăn xếp kỹ thuật chính và lợi thế cạnh tranh của các nhà chơi hàng đầu trong không gian bộ xử lý phụ trợ.

Axiom

Một người tiên phong trong không gian cộng tác, Axiom đang xây dựng cơ sở hạ tầng dữ liệu on-chain để đơn giản hóa tương tác hợp đồng thông minh với dữ liệu on-chain. Axiom cũng được ghi nhận đã giới thiệu khái niệm về bộ xử lý cộng tác. Chúng tôi sẽ đi sâu hơn vào cách mà bộ xử lý cộng tác của họ hoạt động sau này trong bài viết này bằng cách sử dụng Axiom làm ví dụ.

Lagrange

Lagrange tập trung vào chứng minh trạng thái chéo chuỗi và kỹ thuật xử lý song song. Các chứng minh của họ có thể đạt được xác minh chéo chuỗi mà không phụ thuộc vào giao thức tin nhắn chéo chuỗi như zkBridge hoặc IBC. Parallel Prover của Lagrange rất phù hợp cho các sản phẩm liên quan đến việc đặt cược lại, củng cố vị trí của họ trong hệ sinh thái RaaS (Rollup as a Service).

Khác với các bằng chứng tuần tự, các bằng chứng song song có thể phân phối công việc của mình trên hàng nghìn luồng đồng thời. Ngoài ra, việc tái đặt cược trên EigenLayer có thể bảo vệ chúng. Nói cách khác, phương pháp tính toán song song và bằng chứng song song này cho phép tính khả năng mở rộng theo chiều ngang tốt hơn.

Một trường hợp sử dụng thực tế là ứng dụng của Lagrange trên AltLayer. AltLayer cung cấp dịch vụ xác minh hoạt động cho Restaked Rollup, giúp các nhà phát triển triển khai chuỗi phân cấp phi tập trung và xác minh tính chính xác của trạng thái Rollup một cách hiệu quả. Vào tháng 3 năm 2024, Lagrange hợp tác với AltLayer để sử dụng các bằng chứng song song cho việc xử lý cộng tác Rollup. Điều này đảm bảo dữ liệu trên chuỗi và kết quả tính toán không thể chối cãi cho khách hàng RaaS của AltLayer.

Herodotus

Chặt chẽ liên kết với hệ sinh thái Starkware/Starknet, Herodotus hợp tác với các dự án như Snapshot. Họ gọi hệ thống xử lý phụ của mình là “Bằng chứng lưu trữ,” có thể kết hợp với bằng chứng ZK để cho phép truy cập dữ liệu giữa các lớp Ethereum khác nhau.

Nguồn: Trang web của Herodotus

Hệ thống chứng minh lưu trữ bao gồm ba thành phần:

1. Chứng minh Sự bao gồm: Xác nhận dữ liệu tồn tại trong cấu trúc dữ liệu của Ethereum một cách chuyên nghiệp.
2. Chứng minh của tính toán: Xác minh tính hợp lệ của quy trình đa bước, đặc biệt là những quy trình liên quan đến chuyển đổi dữ liệu hoặc các hoạt động khác.
3. ZK Proofs: Cho phép hợp đồng thông minh xác nhận tính hợp lệ của chứng minh mà không cần xử lý tất cả dữ liệu cơ bản. Bất kỳ dữ liệu trên chuỗi trong một nút lưu trữ Ethereum đều có thể được chứng minh bằng hệ thống chứng minh lưu trữ.

Giống như các bộ xử lý phụ khác, hệ thống chứng minh lưu trữ được tạo ra ngoại chuỗi và được xác minh trên chuỗi, giảm thiểu việc tiêu thụ tài nguyên trên chuỗi. Nó cũng giảm dữ liệu được chuyển giữa các lớp Ethereum bằng cách chỉ gửi mã khối hoặc gốc tích lũy để xác minh.

Brevis

Phát triển bởi Mạng lưới Celer, Brevis là một cơ sở hạ tầng để xây dựng các dịch vụ dữ liệu trên chuỗi khác nhau, bao gồm các bộ xử lý ZK. Mạng lưới Celer, một giao thức tương tác được thành lập bởi Mo Dong và Qingkai Liang, đã huy động được 4 triệu đô la trong một IEO (Chào bán Ban đầu qua Sàn giao dịch) vào năm 2019.

Mạng Celer đã triển khai mộtHợp đồng ngắn gọnon-chain. Hợp đồng này xác minh chứng minh từ các yêu cầu xử lý phụ và truyền kết quả trở lại cho hợp đồng của dapp thông qua một hàm gọi lại. Các nhà phát triển có thể tận dụng Brevis SDK để cho phép dapps truy cập dữ liệu lịch sử on-chain một cách dễ dàng. SDK trừu tượng hóa các mạch phức tạp, loại bỏ nhu cầu cho các nhà phát triển phải có kiến thức trước về ZK proofs. Brevis SDK được xây dựng trên nền tảng gnark được phát triển bởi nhóm Consensys Linea. Ngoài ra, Brevis hỗ trợ ZK light client của Ethereum, cho phép nó làm việc với dữ liệu on-chain từ bất kỳ blockchain tương thích với Ethereum EVM nào.

Nguồn: Tài liệu Brevis

Mạng Celer hiện đang phát triểncoChain, một chuỗi khối tập trung vào hệ sinh thái RaaS, sử dụng Brevis làm nền tảng. coChain là một chuỗi khối dựa trên thuật toán đồng thuận Proof-of-Stake (PoS) và có thể cung cấp dịch vụ Ethereum staking và slashing. Slashing đề cập đến quá trình trừng phạt các nhà xác minh vi phạm các quy tắc trong hệ sinh thái Ethereum PoS, bao gồm tiền phạt và thay đổi trạng thái. Lịch sử cho thấy tỷ lệ slashing trong hệ sinh thái Ethereum staking rất thấp, vớidữ liệu cho thấychỉ có khoảng 0.04% các thợ đào đã bị cắt giảm.

Tính năng độc đáo của coChain là liên kết việc tạo ra kết quả bộ xử lý phụ với phần thưởng và phạt của việc đặt cược Ethereum. Dưới đây là quá trình:

1. Hợp đồng thông minh gửi yêu cầu bộ xử lý phụ, và cơ chế đồng thuận PoS tạo ra kết quả bộ xử lý phụ;
2. Kết quả được tạo ra bởi PoS được gửi đến blockchain dưới dạng một “đề xuất” có thể bị “thách thức” bằng một bằng chứng không mô tả (ZK);
3. Nếu thử thách bằng chứng ZK thành công, cho thấy hành vi sai trái của trình xác thực trong quá trình đặt cược, cổ phần của trình xác thực tương ứng sẽ bị cắt giảm trực tiếp trên Ethereum. Ngược lại, nếu kết quả do PoS tạo ra vẫn không bị thách thức, dapp có thể trực tiếp sử dụng kết quả đồng xử lý mà không phải chịu chi phí chứng minh ZK. Cách tiếp cận "lạc quan" này đối với các thách thức bằng chứng, tương tự như Optimism, giữ cho chi phí thấp hơn.

Tổng quan, phương pháp của coChain kết hợp sự khuyến khích tin cậy/xác minh từ các bộ xử lý song song với hệ sinh thái Ethereum staking. Trong tương lai, nó sẽ tích hợp với EigenLayer để giảm chi phí chứng minh của các bộ xử lý song song ZK.

Nexus

Nexus zkVM cho phép xác minh bất kỳ kết quả tính toán trên chuỗi nào. Điểm đặc biệt của nó là khả năng xác minh chứng minh ZK dựa trên các kỹ thuật gấp. Được thành lập vào năm 2022, Nexus là một trong những người chơi khác trong lĩnh vực zkVM. Mặc dù chi tiết chưa được tiết lộ rộng rãi, nhưng người sáng lập, Daniel Marin (tốt nghiệp Stanford với kinh nghiệm trước đó tại Google), đã công bốcác bài báo nghiên cứu sớmqua Hội Stanford Blockchain.

Công nghệ ZK folding được coi là một nhánh triển vọng trong các giải pháp zkVM. Nexus zkVM hỗ trợ xác minh cả chứng minh gập và các kế hoạch tích luỹ. Nó nhằm vào việc mở rộng, linh hoạt và mã nguồn mở zkVM. Bộ công nghệ của họ bao gồm cơ chế tổng hợp chứng minh song song quy mô lớn dựa trên Tính toán có thể xác minh tăng dần (IVC) và các kế hoạch gập khác như Nova, CycleFold, SuperNova và HyperNova. Họ cũng đang phát triển Mạng lưới Nexus, một mạng khai thác chứng minh song song quy mô lớn được xây dựng trên Nexus zkVM.

Nguồn: Tài liệu Nexus, Kiến trúc Nexus zkVM

Bảng So Sánh Các Phương Pháp Kỹ Thuật và Ưu Điểm Cạnh Tranh trong Việc Xử Lý Phụ Trợ

Như bạn có thể thấy, các dự án khác nhau đã chọn các ngăn xếp công nghệ khác nhau dựa trên các hệ sinh thái khác nhau (Ethereum EVM, RaaS, cross-chain, Ethereum cross-layer), các phương pháp chứng minh khác nhau (Rollup so với ZK), hoặc các giải pháp khác nhau trong ZK proofs (zk-SNARK, folding proofs, accumulation schemes, v.v.). Mỗi dự án đều có ưu điểm và nhược điểm riêng về lợi thế cạnh tranh và cuối cùng tạo ra các dạng sản phẩm khác nhau: các hợp đồng tương tác trên chuỗi, SDK và các mạng được thiết kế cho các mục đích khác nhau, như mạng xác minh staking và mạng xác minh quy mô lớn.

Nguồn: Tác giả

Hoạt động Cụ thể của Các Bộ xử lý Phụ: Trường hợp của Axiom

Tại sao chọn Axiom?

Axiom là một bộ xử lý chứng minh ZK được xây dựng cho Ethereum. Nó cho phép hợp đồng thông minh truy cập dữ liệu chuỗi lịch sử trên chuỗi và đảm bảo tính không tin cậy của tính toán ngoại chuỗi thông qua công nghệ chứng minh ZK. Axiom được thành lập bởi Jonathan Wang và Yi Sun vào năm 2022. Vào ngày 25 tháng 1 năm 2024, Axiomđã thông báo trên Twitterrằng họ đã huy động được 20 triệu đô la trong vòng gọi vốn Series A do Paradigm và Standard Crypto đứng đầu. Đây là dự án đầu tiên đề xuất khái niệm “bộ xử lý phụ” và cũng là một trong những dự án được hậu thuẫn vốn rủi ro cao nhất trong lĩnh vực.

Nguồn: Tài khoản Chính thức của Axiom

Lịch sử của Axiom

Năm 2017, Yi Sun nhận bằng tiến sĩ toán học tại MIT và cũng làm việc cho một công ty thương mại tần suất cao trong một thời gian. Ông bắt đầu đi sâu vào lĩnh vực tiền điện tử và nhận ra rằng bằng chứng ZK là chìa khóa cho khả năng mở rộng blockchain. Tuy nhiên, vào thời điểm đó, ông tin rằng công nghệ ZK vẫn đang trong giai đoạn đầu, vì vậy ông đã chọn tiếp tục quan sát không gian. Mãi đến cuối năm 2021, công nghệ ZK mới bắt đầu cất cánh, với cơ sở hạ tầng và công cụ phát triển dần trưởng thành. Ngoài ra, Yi Sun gặp sự cố khi truy cập dữ liệu lịch sử trong các hợp đồng thông minh mà anh viết khi xây dựng các giao thức DeFi. Tất cả những yếu tố này đã dẫn đến sự ra đời của Axiom.

Công nghệ chứng minh ZK nào Axiom sử dụng?

Axiom hiện đang sử dụng hệ thống chứng minh SNARK dựa trên Halo2 và các backend KZG và các công cụ chứng minh ZK như bảng tra cứu (LUTs). Trong quá khứ, các bằng chứng ZK là phức tạp và khó kiểm định. Bảng tra cứu là một tập hợp các giá trị được tính trước cho phép bên chứng minh chứng minh với hiệu quả hơn cho bên xác minh biết giá trị đó tồn tại.

Cách Axiom V2 Hoạt động

Vào tháng 1 năm 2024, Axiom V2 đã được triển khai trên Ethereum mainnet, hỗ trợ truy cập vào giao dịch, biên nhận, lưu trữ hợp đồng, tiêu đề khối và dữ liệu khác từ các hợp đồng thông minh. Điều này có nghĩa là nó hiện có hỗ trợ truy cập vào tất cả dữ liệu lịch sử trên Ethereum mainnet.

Sử dụng các công cụ SDK được phát triển bởi Axiom, các nhà phát triển có thể viết mạch Axiom bằng Typescript để phát hành yêu cầu dữ liệu và tùy chỉnh tính toán. Axiom vượt xa so với công nghệ hiện tại vì nó giúp rất dễ dàng cho các hợp đồng thông minh truy cập vào dữ liệu trên chuỗi.

1. Các nhà phát triển sử dụng Axiom Typescript SDK để viết mạch Axiom và gửi yêu cầu tính toán xác minh ZK cho dữ liệu lịch sử Ethereum;

2. Axiom thực hiện phép tính được yêu cầu và tạo ra một bằng chứng ZK, chứng minh sự đúng đắn của dữ liệu và kết quả phép tính;

3. Nhà phát triển triển khai một hàm gọi lại trong hợp đồng thông minh để xác minh và thực thi dữ liệu được gửi từ Axiom với kết quả chứng minh ZK;

4. Axiom queries by sending a transaction on-chain, and the returned result is encrypted by ZK proof to ensure its credibility.

Tuy nhiên, khác với Herodotus, Axiom hiện tại không hỗ trợ truy vấn dữ liệu lịch sử từ các mạng Ethereum EVM khác hoặc mạng L2 và chỉ tập trung vào mạng chính Ethereum. Việc hỗ trợ cho các tính năng liên quan trong tương lai không bị loại trừ.

Ứng dụng của Axiom V2

Ở tầng ứng dụng, Axiom có thể hỗ trợ dapps trong việc triển khai các chức năng sau:

• Cung cấp phần thưởng và chương trình trung thành dựa trên hồ sơ hoạt động trên chuỗi của người dùng
• Thực hiện trách nhiệm dựa trên hành vi trên chuỗi của người dùng
• Thiết lập các nguồn thông tin có thể được tùy chỉnh theo yêu cầu về danh tính, quản trị và giải quyết

Kết luận

Hiện tại, Axiom - người đứng đầu trong lĩnh vực bộ xử lý phụ, có mối quan hệ bổ sung với các dự án nút nhẹ như Succinct. Succinct cố gắng chứng minh sự đồng thuận Ethereum chính nó, trong khi Axiom chứng minh bất kỳ dữ liệu lịch sử trên chuỗi nào dựa trên sự đồng thuận, giả sử kết quả đồng thuận được chấp nhận.

Lĩnh vực chứng minh ZK đang phát triển nhanh chóng với những phát minh sáng tạo như chứng minh gấp, các kế hoạch tích luỹ và bảng tra cứu lớn. Sự phát triển này đã thu hút sự chú ý đến các dự án như Nexus, hỗ trợ những tiến bộ mới nhất trong công nghệ chứng minh ZK. Trong khi chứng minh ZK đang trở nên phổ biến, các dự án khác như Lagrange cũng đang nhận được sự chú ý vì cung cấp chứng minh cho Rollup thông qua các bên chứng minh song song, điều này điền vào khoảng trống trên thị trường.

Sự tiến bộ công nghệ liên tục đã nâng cao hiệu suất của các bằng chứng kiến thức khác nhau, làm giảm kích thước và chi phí xác minh của chúng. Và điều này mở rộng khả năng sử dụng của chúng. Trong bối cảnh này, tính linh hoạt do phương pháp modularization cung cấp đang được công nhận, đặc biệt là trong không gian bộ xử lý phụ.