ZK Ko-işlemcisi: Web3 İçin Güvenilir Hesaplama Altyapısını İnşa Etmek

Bilgisayar alanında, yardımcı işlemciler CPU'ya diğer karmaşık görevlerin işlenmesinde yardımcı olan birimlere denir. Örneğin, GPU, CPU'ya grafik renderleme gibi görevleri işlemek için yardımcı olan yaygın olarak bilinen bir yardımcı işlemcidir. Yardımcı işlemciler, hesaplama yoğun ve zaman alıcı kod bölümlerini yükten çıkararak uygulamaları hızlandırır; bu mimariye "heterojen" veya "karışık" hesaplama denir.

Ko-prosessor, CPU'nun daha esnek ve değişken kısımlarını işlemesine izin vererek, bazı karmaşık ve tekil performans gereksinimleri veya çok yüksek performans gereksinimleri olan kodları işleyebilir. Ethereum zincirinde, uygulama gelişimini ciddi şekilde engelleyen iki sorun var:

1. Yüksek Gas ücretleri, zincir üzerindeki uygulamaların geliştirilme alanını sınırlamaktadır. Çoğu sözleşme kodu, yalnızca varlık işlemleri etrafında yazılmıştır, karmaşık işlemler büyük miktarda Gas gerektirir; bu da uygulamaların ve kullanıcıların büyük ölçekte benimsenmesini ciddi şekilde engellemektedir.

2. Akıllı sözleşmeler yalnızca son 256 blok verilerine erişebilir. Gelecekteki güncellemeler, tam düğümlerin geçmiş blok verilerini saklamamasına neden olabilir; verilerin eksikliği, veri tabanlı yenilikçi uygulamaların ortaya çıkmasını sınırlamaktadır.

Bu, hesaplama ve verilerin yeni hesaplama paradigmalarının ortaya çıkmasını sınırladığını göstermektedir. Ethereum blok zinciri, büyük miktarda hesaplama ve veri yoğun görevleri işlemek için tasarlanmamıştır. Bu uygulamalara uyum sağlamak için yardımcı işlemcilerin getirilmesi gerekmektedir. Ethereum zinciri kendisi bir CPU olarak işlev görürken, yardımcı işlemciler GPU'ya benzer; zincir basit varlık verilerini ve işlemleri işlerken, uygulamalar yardımcı işlemcileri verileri veya hesaplama kaynaklarını esnek bir şekilde kullanmak için kullanabilir. Zincir dışı hesaplamaların güvenilirliğini sağlamak için, yardımcı işlemcilerin çoğu ZK teknolojisini temel alarak geliştirilmiştir.

ZK yardımcı işlemcilerin uygulama sınırları oldukça geniştir, herhangi bir gerçek dapp senaryosunu kapsayabilir, örneğin sosyal medya, oyun, DeFi, risk yönetim sistemleri, oracle'lar, veri depolama, büyük model eğitimi ve çıkarımı gibi. Teorik olarak, Web2 uygulamalarının yapabildiği her şey, ZK yardımcı işlemcilerle Web3'te uygulanabilir ve Ethereum, uygulama güvenliğini koruma amacıyla nihai hesaplaşma katmanı olarak hizmet edebilir.

Şu anda sektördeki en bilinen yardımcı işlemci projeleri esasen üç ana kategoriye ayrılmaktadır: zincir üstü veri indeksleme, oracle ve ZKML. General-ZKM projesi bu üç ana uygulama senaryosunu kapsamaktadır. Farklı projelerin zincir dışındaki sanal makineleri farklılık göstermekte, örneğin Delphinus zkWASM'a, Risc Zero ise Risc-V mimarisine odaklanmaktadır.

Ana Akım İşlemci Projesi Teknik Mimarisi

Risc Zero

Risc Zero'nun ZK yardımcı işlemcisi Bonsai olarak adlandırılmaktadır ve bu, zincir ile ilgili olmayan bir sıfır bilgi kanıtı bileşenidir. Amacı, Risc-V komut seti mimarisine dayanan, çeşitli programlama dillerini destekleyen genel bir yardımcı işlemci olmaktır. Ana fonksiyonları şunlardır:

1. Genel zkVM, sıfır bilgi ortamında herhangi bir sanal makine çalıştırabilir.
2. Herhangi bir akıllı sözleşmeye veya zincire entegre edilebilen ZK kanıtı üretim sistemi
3. Genel rollup, Bonsai üzerinde kanıtlanmış hesaplamaları zincire dağıtır.

Ana bileşenleri şunlardır:

• Kanıtlayıcı Ağı: ZK kanıtlarını kabul etme ve üretme
• Talep Havuzu: Kullanıcıların kanıt taleplerini saklar
• Rollup motoru: Kanıt sonuçlarını toplar ve ana ağa yükler.
• Görüntü Hub: Görselleştirme geliştirici platformu, işlevler ve uygulamalar depolar
• State Store: Zincir dışı durum saklama
• Kanıt Pazar Yeri: ZK kanıtı hesaplama pazarı

Lagrange

Lagrange'ın amacı, güvene dayanmayan uygulamalar geliştirmek için blok zincirindeki geçmiş verileri içeren yardımcı işlemciler ve doğrulanabilir veritabanları oluşturmaktır. Ana işlevi:

1. Doğrulanabilir veritabanı: Zincir üzerindeki akıllı sözleşme durumu
2. MapReduce prensibinin hesaplaması: Veri ayrımı ile paralel hesaplama kullanılır.

Veritabanı tasarımı, sözleşme depolama verileri, EOA durum verileri ve blok verileri olmak üzere üç bölümden oluşmaktadır. SNARK/STARK tekrarlayan kanıt teknolojisi kullanılmaktadır.

ZKMR sanal makinesinin hesaplaması, küçük hesaplamaların kanıtlarını bir araya getirerek tüm hesaplamanın kanıtını oluşturabilen Map ve Reduce adlı iki adımı içerir, bu da büyük ölçekli karmaşık hesaplamaların etkili bir şekilde genişletilmesini sağlar.

İşlem Akışı:

1. Geliştirici sözleşmesi Lagrange'de kayıtlı ve kanıt talebi gönderilmiştir.
2. Lagrange, isteği paralel küçük görevlere ayırarak kanıtlayıcılara dağıtır.
3. Kanıt ağı, EigenLayer'ın Restaking teknolojisi ile güvence altına alınmaktadır.

Kısa

Succinct Network'ün hedefi, programlanabilir gerçekleri blockchain geliştirme süreçlerinin her bir parçasına entegre etmektir. Özellikleri şunlardır:

• Birçok programlama dilini destekler.
• Hedef zincir veri indeksini tamamla
• Pazarın çeşitli kanıt sistemleriyle uyumlu olduğunu kanıtla

ZKVM dışı SP(Succinct Processor) olarak adlandırılır, temel özellikleri:

1. STARKs tabanlı tekrarlayan kanıt teknolojisi
2. SNARKs'tan STARKs'a geçiş desteklenmektedir.
3. Önceden derlenmiş merkezli zkVM mimarisi

Koşullayıcı Proje Karşılaştırması

Karşılaştırma boyutu:

1. Veri İndeksi/Senkronizasyon Yeteneği
2. Kullanılan ZK teknoloji yolu
3. Rekürsif kanıtı destekliyor mu?
4. Kanıt Sistemi Tasarımı
5. Ekolojik İş Birliği Durumu
6. Finansman ve VC Desteği

Genel olarak, projelerin teknik yolları birbirine benziyor; hepsi STARKs'tan SNARKs sarmalayıcıları kullanıyor, rekürsiyon destekliyor ve kanıtlayıcı ağlar oluşturuyor. Benzer teknik yollar altında, ekiplerin yetenekleri ve arka plandaki kaynak desteği kritik farklılık noktaları haline gelebilir.

Koşul İşlemcisi ve Layer2'nin Benzerlikleri ve Farklılıkları

Layer2'den farklı olarak, yardımcı işlemciler kullanıcıdan ziyade uygulamalara yöneliktir. Yardımcı işlemciler, hızlandırma bileşeni veya modüler bileşen olarak kullanılabilir, uygulama senaryoları şunlardır:

1. ZK Layer2'nin zincir dışı sanal makine bileşeni olarak
2. Kamu zinciri uygulamalarında zincir dışı hesaplama gücü boşaltma
3. Çapraz zincir doğrulanabilir verilerin oracle'ı
4. Köprüler arası mesaj iletimi

Ko-prosesör, tam zincir gerçek zamanlı senkronize veri ve yüksek performanslı düşük maliyetli güvenilir hesaplama potansiyelini getirerek, birçok ara yazılımın yeniden yapılandırılmasını sağlayabilir.

Koşullandırıcının Karşılaştığı Zorluklar

1. Geliştirme zorluğu yüksek, teknik öğrenme eğrisi dik.
2. Yarış pisti çok erken aşamada, performans optimizasyonu karmaşık
3. Donanım gibi temel altyapılar henüz olgunlaşmamıştır.
4. Teknik yollar benzer, çarpıcı bir üstünlük sağlamak zor.

Özet ve Gelecek Perspektifi

ZK yardımcı işlemcisi, Web3'e "Güvenme, Doğrula" yeni bir paradigma getiriyor. Uygulama sınırları geniştir, teorik olarak herhangi bir Web2 uygulaması gerçekleştirilebilir. ZK yardımcı işlemcisinin "büyük ölçekli benimseme" için iki ana göstergesi, tam zincir gerçek zamanlı kanıtlanabilir veritabanı ve düşük maliyetli dış hesaplamadır.

ZK hesaplama çiplerinin uygulanması, yardımcı işlemcilerin büyük ölçekli ticari hale gelmesinin temel şartıdır. Beklentiler, bir sonraki döngüde ZK endüstri zincirinin ticari olarak uygulanacağı yönündedir; şu anda 1 milyar kullanıcının zincir üzerindeki etkileşimlerini taşıyabilecek teknolojilerin inşa edilmesi için kritik bir pencere dönemidir.