ZK coprocesador: la infraestructura futura de las aplicaciones de Cadena de bloques

Antecedentes históricos de los coprocesadores

El coprocesador desempeña un papel en el campo de la informática al ayudar a la CPU a manejar tareas específicas. Desde el coprocesador de movimiento M7 lanzado por Apple en 2013, hasta la GPU propuesta por Nvidia en 2007, el coprocesador mejora el rendimiento general al asumir tareas que requieren mucho cálculo. Esta arquitectura de cálculo "heterogénea" o "mixta" permite a la CPU concentrarse en un procesamiento más flexible, mientras que las tareas complejas o de alto rendimiento se delegan al coprocesador.

En la red de Ethereum, los altos costos de Gas y la limitada capacidad de acceso a datos restringen gravemente el desarrollo de aplicaciones. Una transferencia normal requiere 21000 Gas, mientras que las operaciones complejas necesitan aún más Gas, lo que obstaculiza la proliferación de aplicaciones en la cadena. Al mismo tiempo, los contratos inteligentes solo pueden acceder a los datos de los 256 bloques más recientes, y en el futuro podría disminuir aún más el almacenamiento de datos, lo que limita la aparición de aplicaciones innovadoras basadas en datos históricos.

Para resolver estos problemas, la introducción del concepto de coprocesador se convierte en una posible solución. La cadena de bloques de Ethereum en sí actúa como CPU, mientras que el coprocesador es similar a una GPU, procesando tareas de cálculo y datos intensivos. Combinando la tecnología de prueba de cero conocimiento, se puede lograr un procesamiento de datos y cálculos seguros y confiables fuera de la cadena. Esto brinda posibilidades para una amplia variedad de escenarios de aplicación, como redes sociales, juegos y DeFi, e incluso puede facilitar la migración de aplicaciones Web2 a la cadena.

Visión general de los principales proyectos de coprocesadores

Actualmente, los proyectos de coprocesadores conocidos en la industria se dividen en tres grandes categorías: indexación de datos en la cadena, oráculos y ZKML. Entre los proyectos de coprocesadores ZK de tipo general, como Risc Zero y Delphinus, se utilizan diferentes arquitecturas de máquinas virtuales fuera de la cadena.

Análisis de la arquitectura de tecnología de coprocesadores

Risc Zero

El coprocesador Bonsai de Risc Zero está basado en el conjunto de instrucciones RISC-V y soporta varios lenguajes de programación. Sus componentes principales incluyen:

• Red de validadores: recibir y generar pruebas ZK
• Request Pool: Solicitud de prueba de almacenamiento
• Motor Rollup: enviar los resultados de la prueba a la cadena de bloques principal
• Image Hub: Almacenar programas fuera de la cadena que se pueden llamar
• State Store: Almacenamiento de estado fuera de la cadena
• Proving Marketplace: Mercado de potencia de cálculo

Lagrange

Lagrange se dedica a construir coprocesadores y bases de datos verificables, logrando un uso sin fisuras de los datos históricos en la cadena de bloques. Sus características incluyen:

• Base de datos verificable: indexar datos en la cadena de bloques y almacenar
• zkMR arquitectura: soporte para cálculos paralelos

La estructura de la base de datos abarca el almacenamiento de contratos, el estado de las cuentas y los datos de los bloques. El proceso de cálculo se divide en dos pasos: Map y Reduce, para lograr un procesamiento paralelo distribuido.

Succinct

Succinct Network tiene como objetivo integrar hechos programables en todas las etapas del desarrollo de la Cadena de bloques. Sus características incluyen:

• Soporte para múltiples lenguajes de programación
• Compatible con múltiples sistemas de prueba
• SP(Procesador Conciso)soporta lenguajes como Rust
• Prueba recursiva utilizando tecnología STARKs

Comparación de proyectos

Desde el índice de datos, la ruta técnica, el soporte recursivo, el sistema de pruebas, la cooperación ecológica y la situación de financiamiento, los tres proyectos presentan rutas técnicas similares. Actualmente, se basan principalmente en la fortaleza del equipo y las ventajas de recursos para competir por la cuota de mercado.

Diferencias entre coprocessadores y Layer2

El coprocesador está orientado a aplicaciones, mientras que Layer2 está orientado a usuarios. El coprocesador puede actuar como un componente de máquina virtual fuera de la cadena para Layer2, y también puede proporcionar servicios de cálculo fuera de la cadena y datos entre cadenas para aplicaciones de cadenas públicas. Tiene el potencial de reestructurar diversos middleware de la Cadena de bloques.

Desafíos que enfrentan los coprocesadores

1. La barrera de entrada es alta, se necesitan dominar lenguajes y herramientas específicas.
2. En las primeras etapas de la pista, la configuración de los proyectos aún no está clara.
3. La infraestructura básica, como el hardware, aún no ha madurado.
4. Las rutas tecnológicas son similares, lo que dificulta la formación de una ventaja absoluta.

Resumen y perspectivas

El procesador ZK se espera que se convierta en una tecnología clave para reconstruir la infraestructura de la Cadena de bloques, proporcionando datos en tiempo real de toda la cadena y capacidad de cálculo fuera de la cadena a bajo costo para aplicaciones Web3. A pesar de que actualmente enfrenta muchos desafíos, con el continuo desarrollo y perfeccionamiento de la tecnología, se espera que el procesador ZK logre una implementación comercial en el próximo ciclo, sentando las bases para la aplicación a gran escala de la Cadena de bloques.