Tại sao lại nói rằng Ethereum có thể trở lại thời kỳ PoW?

Kịch bản: Yue Xiaoyu

Người sáng lập Web3Caff Gootor đã đưa ra một quan điểm rất quan trọng, ở đây chia sẻ một số suy nghĩ tiếp theo:

Ethereum đang tiến hành ZK, và bộ chứng minh ZK cần phần cứng tăng tốc, giống như việc đào Bitcoin có phụ thuộc vào phần cứng, vì vậy việc đào ZK có thể trở thành một loại mới của PoW.

Mô hình kinh tế của Ethereum cuối cùng có thể trở thành một sự kết hợp giữa PoS và PoW, tạo thành một mô hình mới gọi là 'hybrid consensus'.

Tiếp theo, chúng ta sẽ xem xét cụ thể về logic cơ bản của sự tưởng tượng trên.

1, ETH là ZK

Nguyên lý cơ bản của ZK (Chứng cứ không kiến thức) là: một bên có thể chứng minh cho bên kia rằng một tuyên bố là đúng, mà không cần phải cung cấp bất kỳ thông tin nào khác.

Đây là một công nghệ rất triển vọng.

Công nghệ ZK hiện đang được áp dụng chủ yếu trong lĩnh vực blockchain để mở rộng quy mô.

V God đã thúc đẩy công nghệ ZK, và do ý chí và khuynh hướng của V God, Ethereum Foundation cũng đã đầu tư vào các dự án ZK khác nhau.

Tuy nhiên, dự án ZK như vậy có chu kỳ cơ sở hạ tầng dài hơn, vì vậy điều người dùng thông thường có thể cảm nhận trực tiếp hiện tại là các giải pháp ZK Rollup khác nhau, tức là Layer2 của ETH hệ thống ZK.

Các đại diện tiêu biểu bao gồm zkSync, Starknet, Polygon zkEVM, Scroll, Linea, và nhiều hơn nữa.

Đây là việc kết hợp công nghệ ZK trên lớp thực thi Ethereum.

Và Ethereum đang dần dần trở thành ZK.

Nhận thức chung层 ZK 化（如 BEAM Chain 提案）：通过将Nhận thức chung操作的验证过程 ZK 化，可以简化和加速Nhận thức chung过程。

Lớp dữ liệu ZK 化：Chỉ lưu trữ chứng minh mà không lưu trữ tất cả dữ liệu giao dịch, có thể giảm nhu cầu lưu trữ on-chain đáng kể.

Thông qua những cách thức này, Ethereum có thể cải thiện đáng kể hiệu suất mạng của mình, bao gồm tốc độ xử lý giao dịch, chi phí và bảo vệ sự riêng tư, trong khi vẫn giữ được tính Phi tập trung và an toàn.

Sự ra đời của công nghệ ZK được xem là một phần của chiến lược mở rộng dài hạn của hệ sinh thái ETH Square, có thể đáp ứng nhu cầu người dùng cao hơn và độ phức tạp của ứng dụng.

2. Tại sao ZK cần kết hợp với phần cứng?

Như đã đề cập ở trên, ZK có nhiều lợi ích, nhưng hiện tại ZK đang đối mặt với vấn đề hiệu suất khi tạo ra ZKP (Zero-Knowledge Proofs)

Cơ chế hoạt động của ZK là thông qua việc Người xác thực sẽ hợp nhất nhiều giao dịch vào một bằng chứng duy nhất, rõ ràng, sau đó gửi giao dịch đó đến Mạng chính, từ đó cuối cùng thực hiện việc Mạng chính mở rộng.

Tuy nhiên, ZK cũng có nhược điểm, vì quá trình tạo ra chứng minh đòi hỏi nhiều thời gian và năng lượng.

Do vì cần nhiều phép toán toán học phức tạp như lũy thừa, nghịch đảo và tính toán cặp bilinear, việc tạo ra chứng minh thường sẽ làm chậm đi tốc độ.

Chỉ dựa vào việc tối ưu hóa phần mềm mà không thể nâng cao hiệu suất, do đó cần kết hợp phần cứng, thông qua việc sử dụng phần cứng chuyên dụng để tăng tốc, có thể làm tăng tốc độ tạo chứng từ từ mức hàng giờ ban đầu lên mức giây, đây sẽ là một bước tiến lớn.

Do đó, ZK có sự phụ thuộc vào phần cứng, cần chip đặc biệt.

Với sự gia tăng dần dần trong việc áp dụng công nghệ ZKP trong các lĩnh vực điện toán bảo mật và mở rộng blockchain, tốc độ tạo và hiệu quả của ZKP đã trở thành một nút cổ chai và nhu cầu thị trường về phần cứng ngày càng trở nên mạnh mẽ.

3. Làm thế nào để kết hợp Khai thác PoS và ZK?

Nếu sử dụng ZK cứng, việc đào có thể được tăng tốc bằng phần cứng, từ đó tạo ra mô hình kinh tế mới.

ZK Khai thác là gì?

Trong khi PoW truyền thống (Bằng chứng công việc) Khai thác dựa vào việc giải quyết các vấn đề toán học phức tạp, phần cứng ZK Khai thác là khả năng tạo ZKP nhanh chóng.

Tương tự như việc Khai thác PoW, người tham gia có thể cạnh tranh về tốc độ và hiệu suất tạo ra ZKP, người tạo ra chứng minh hợp lệ đầu tiên sẽ nhận được phần thưởng.

Làm thế nào để kết hợp PoS và ZK cụ thể?

Trong hệ thống PoS, Người xác thực（hay còn gọi là người đặt cược）chịu trách nhiệm xác minh giao dịch và đề xuất Khối mới. Chứng minh ZK có thể được sử dụng để chứng minh tính chính xác của một Khối hoặc một chuỗi giao dịch, tăng cường tính an toàn và giảm bớt chi phí của Người xác thực.

Người xác thực trong khi thực hiện nhiệm vụ PoS của mình cũng tạo ra ZKP như một bằng chứng bổ sung cho công việc của họ. Người xác thực thành công trong việc tạo ra và gửi ZKP hợp lệ có thể nhận thêm phần thưởng ngoài phần thưởng Khối hiện có.

Điều này có thể là ETH hoặc một loại phần thưởng nào đó trong mạng (như Token cụ thể hoặc một phần của phí gas).

Phần thưởng Mạng chính Khối có thể được chia thành hai phần, tạo thành một hệ thống phần thưởng phân cấp: một phần của phần thưởng được sử dụng để xác minh PoS truyền thống và phần còn lại được phân phối theo đóng góp của Nút trong việc tạo bằng chứng ZK.

Từ đó có thể thấy, ZK có thể được sử dụng như một cách tăng cường cho xác minh PoS, trong khi ZK Khai thác có thể được sử dụng như một phần mở rộng của thế chấp PoS.

Người thế chấp không chỉ có thể thế chấp ETH để nhận phần thưởng PoS mà còn có thể nhận thêm phần thưởng bằng cách tham gia công việc liên quan đến ZK. Ví dụ, người thế chấp có thể vận hành Nút tạo chứng minh ZK, cung cấp tài nguyên tính toán để hỗ trợ ứng dụng công nghệ ZK.

Tuy nhiên, đây chỉ là một khả năng được đưa ra, nếu muốn tích hợp cơ chế PoS hiện tại của Ethereum với công nghệ ZK, cần phải sửa đổi hoặc mở rộng giao thức PoS hiện tại để chứa vai trò của chứng minh ZK.

Và cần phải thiết kế một mô hình khuyến khích công bằng, đảm bảo không chỉ mạnh hơn hiệu quả khuyến khích của PoS, mà còn khuyến khích ứng dụng công nghệ ZK.

4, ZK Khai thác sẽ đem lại hiệu ứng ngoại vi mới không?

Sau khi Ethereum chuyển từ PoW sang PoS, một điểm bị phê phán nhất là không có yếu tố bên ngoài được đưa vào hệ thống kinh tế 'đóng cửa' này.

PoW là một yếu tố ngoại tại, đòi hỏi năng lượng, phần cứng và mở rộng hoạt động kinh tế của Khối chuỗi ra bên ngoài Khối chuỗi, ảnh hưởng đến thế giới thực.

Trong hệ thống PoS, việc xác minh khối chủ yếu dựa trên số lượng Token thế chấp sở hữu, hoạt động kinh tế tập trung nhiều hơn vào thế chấp và giao dịch trong mạng, chứ không phải như PoW liên quan đến các ngành công nghiệp bên ngoài như máy khai thác, thị trường điện năng rộng rãi.

Phần cứng tăng tốc ZK, như PoW Máy khai thác, yêu cầu phần cứng chuyên dụng, nhưng vấn đề "tiêu thụ điện năng không hợp lệ" là do PoW giải quyết các bài toán để cạnh tranh quyền khối, trong khi ZK Khai thác tạo ra các bằng chứng hợp lệ để xác minh các giao dịch, mà không cần các Nút khác nhau để thực hiện lao động không hợp lệ lặp đi lặp lại.

5、AI và ZK chia sẻKhả năng tính toán

Điều quan trọng hơn là thị trường ZK Khả năng tính toán sẽ phát triển, thậm chí có thể chia sẻ Khả năng tính toán AI và ZK Khả năng tính toán.

Có thể có các yêu cầu tính toán trên thị trường cung cấp nền tảng dịch vụ điện toán tích hợp để hỗ trợ các tác vụ AI và ZK.

Người dùng có thể xử lý các nhiệm vụ trí tuệ nhân tạo cần tính toán hiệu suất cao và các nhiệm vụ cần tạo ra chứng minh ZK trên cùng một nền tảng.

Tại mức giao thức cũng có thể tích hợp: tạo Hợp đồng thông minh hoặc giao thức, cho phép nhà cung cấp Khả năng tính toán AI tham gia vào việc tạo ra chứng minh ZK, hoặc sử dụng công nghệ ZK để xác minh kết quả tính toán của AI.

Khả năng tính toán cũng có thể được phân bổ động: phân bổ nguồn lực khả năng tính toán dựa trên yêu cầu nhiệm vụ. Ví dụ, khi yêu cầu nhiệm vụ AI thấp, các nguồn lực này có thể được sử dụng để tạo ra chứng minh ZK và ngược lại.

6、Người chơi hàng đầu với việc tăng tốc phần cứng ZK

Hiện tại, dự án hàng đầu trong lĩnh vực tăng tốc phần cứng ZK là Cysic.

Cysic chuyên thiết kế và sản xuất Mạch tích hợp dành riêng cho ứng dụng (ASIC), tại chỗ Khả năng lập trình mảng cổng (FPGA) và các giải pháp tăng tốc GPU để đẩy nhanh quá trình tạo ZKP.

Cysic đã thiết kế hai sản phẩm phần cứng:

ZK Air: Thiết bị ZK nhỏ gọn, kích thước gần như một bộ sạc laptop, khả năng tính toán tương đương với 10 GPU RTX 4090, phù hợp cho người dùng cá nhân.

ZK Pro: Thiết bị mạnh mẽ hơn, hiệu suất tương đương với 50 card RTX 4090 GPU, được thiết kế cho các dự án ZK lớn như zkRollup và zkML.

除了硬件之外，Cysic 还提供了一bẫy CUDA 库，支持多种 ZKP 系统如 Plonky2, Gnark, Halo2, RapidSnark 等。这些库能够大幅提升性能，相比Mã nguồn mở框架至少提高 50%。

Đồng thời, Cysic có một hệ sinh thái, Cysic Network, chủ yếu là để tích hợp và quản lý tài nguyên tính toán cộng đồng, kết nối ZK Bên dự án, nhà cung cấp sức mạnh tính toán và cộng đồng Người xác thực, tạo thành một mạng lưới tính toán đáng tin cậy.

Nói đơn giản, Cysic Network là một mạng lưới khai thác ZK Pool và nền tảng SaaS.

Hiện tại, Cysic đã hợp tác với nhiều dự án zkRollup, thể hiện tính thực tế và nhu cầu thị trường của sản phẩm.

Ngoài Cysic, còn có một dự án rất đặc biệt cần đề cập: Scroll

Không ngờ, Scroll, một cái tên gắn liền với sự phản bội và tàn độc, lại dẫn đầu về việc tăng tốc phần cứng ZK.

So với dự án ZK Rollup khác, Scroll có thể nói là mở ra một con đường riêng biệt, bắt đầu từ phần cứng, thông qua việc phát triển GUP phần cứng ZK tăng tốc độ, tạo ra lợi thế cạnh tranh riêng của mình, đây cũng là lợi thế cạnh tranh khác biệt lớn nhất của Scroll.

Chỉ riêng điều này, Scroll thực sự là một dự án rất cốt lõi.

Tuy nhiên, Scroll và Cysic có vị trí không giống nhau: đối với Scroll, việc tăng tốc phần cứng là một phần của giải pháp tổng thể Layer2 của họ; trong khi đó, Cysic cam kết cung cấp dịch vụ tăng tốc phần cứng cho toàn bộ hệ sinh thái ZKP.

7、Tóm tắt

Cuối cùng, hãy tổng kết nội dung của bài viết:

Ether đang được ZK hóa: Ether đang triển khai công nghệ Chứng minh không có kiến thức (ZK) để mở rộng và nâng cao tính riêng tư, đã áp dụng công nghệ ZK vào lớp dữ liệu và ứng dụng tầng đồng thuận, nhằm nâng cao hiệu suất mạng.

ZK cần được tăng tốc phần cứng: Do việc tạo ra các Bằng chứng không kiến ​​thức đòi hỏi nhiều tài nguyên tính toán, việc tăng tốc phần cứng (như ASIC, FPGA) được coi là cách cần thiết để nâng cao hiệu suất.

Kết hợp giữa PoS và Khai thác ZK: Đề xuất một mô hình kinh tế mới, mở rộng Khai thác ZK như một phần mở rộng của PoS, người gửi tiền nhận được phần thưởng bổ sung bằng cách cung cấp khả năng tính toán ZK, tạo ra một mô hình tồn tại song song giữa PoS và PoW.

ZK Khai thác đưa vào một hiệu ứng ngoại tác mới: so với PoW, ZK Khai thác có thể giảm thiểu lượng năng lượng vô dụng, nhưng vẫn cần phải sử dụng phần cứng đặc biệt, mang lại động lực cho sản xuất phần cứng và sáng tạo kỹ thuật.

AI và ZK Khả năng tính toán chia sẻ: AI và ZK nhiệm vụ tính toán có thể chia sẻ tài nguyên phần cứng, tạo thành một thị trường dịch vụ tính toán toàn diện.

Dự án dẫn đầu thị trường: Cysic và Scroll đều là nhà lãnh đạo trong lĩnh vực tăng tốc phần cứng ZK, với Cysic tập trung vào cung cấp phần cứng cho hệ sinh thái ZK và Scroll sử dụng nó như một phần của giải pháp Layer2.

Cuối cùng, đường đua tăng tốc phần cứng ZK đã bắt đầu hiện rõ dấu hiệu, với sự phát triển tiếp tục của Ethereum ZK, tăng tốc phần cứng ZK sẽ trở nên quan trọng hơn, thậm chí có thể thay đổi mô hình kinh tế của Ethereum, đáng để chúng ta theo dõi.