El fundador de Web3Caff, Gootor, ha compartido una perspectiva importante. Aquí hay algunas ideas adicionales:

Ethereum se está moviendo hacia la tecnología ZK y los probadores ZK requieren aceleración de hardware, lo que hace que la minería ZK sea potencialmente un nuevo tipo de PoW, similar a la minería de Bitcoin. El modelo económico de Ethereum puede evolucionar hacia una combinación de PoS y PoW, formando un modelo de consenso híbrido.

Vamos a analizar la lógica subyacente de esta idea.

@GootorX @web3caff_zh @Web3Caff_Res

1. Ethereum se está moviendo hacia la tecnología ZK

La prueba de conocimiento cero (ZK) es una tecnología que permite a una parte demostrar a otra que una afirmación es verdadera sin revelar ninguna información adicional. Tiene un potencial significativo.

En el espacio blockchain, la tecnología ZK se utiliza principalmente con fines de escalabilidad. Vitalik Buterin ha defendido fuertemente ZK y la Fundación Ethereum ha invertido en varios proyectos de ZK.

Sin embargo, los proyectos basados en ZK todavía están en la fase inicial. Por lo tanto, la principal experiencia directa para los usuarios en este momento es a través de los ZK Rollups, soluciones de Capa 2 de Ethereum basadas en tecnología ZK, como zkSync, Starknet, Polygon zkEVM, Scroll y Linea.

Ethereum en sí también está adoptando gradualmente ZK.

(1) ZKificación de la Capa de Consenso (por ejemplo, propuesta de Beam Chain): Esto implica simplificar el proceso de consenso utilizando la tecnología ZK para mejorar su velocidad y eficiencia.

(2) ZKification of Data Layer: Al almacenar solo pruebas y no todos los datos de transacción, Ethereum puede reducir significativamente la cantidad de almacenamiento de datos en cadena necesaria.

Estos cambios permitirán que Ethereum mantenga la descentralización y la seguridad al tiempo que mejora el rendimiento en cuanto a velocidad de transacción, costos y privacidad.

La tecnología ZK es parte de la estrategia a largo plazo de Ethereum para escalar y manejar una mayor demanda de usuarios y aplicaciones más complejas.

2. ¿Por qué ZK requiere integración de hardware?

A pesar de sus ventajas, la tecnología ZK enfrenta un desafío significativo en el rendimiento de generación de Pruebas de Conocimiento Cero (ZKPs).

ZK permite a los verificadores combinar múltiples transacciones en una sola prueba, que luego se envía a la mainnet para escalar. Sin embargo, el proceso de generación de pruebas es intensivo en recursos y lento.

Involucra matemáticas complejas, como la exponenciación, la inversión y los cálculos de emparejamiento bilineales. Como resultado, crear pruebas puede llevar mucho tiempo.

La optimización del software por sí sola no puede mejorar esta velocidad, por lo que se necesita aceleración de hardware. Al utilizar hardware especializado, el tiempo de generación de prueba puede reducirse drásticamente de horas a segundos, lo que marca una gran mejora.

Por lo tanto, ZK depende del hardware y requiere chips especializados.

A medida que las pruebas de conocimiento cero ganan más aplicaciones en campos como la informática de privacidad y la escalabilidad de blockchain, la velocidad y eficiencia de generación de pruebas de conocimiento cero se han convertido en cuellos de botella, lo que ha llevado a una creciente demanda de soluciones de hardware.

3. ¿Cómo se pueden combinar PoS y la minería ZK?

Al integrar la aceleración de hardware ZK, surge un nuevo modelo económico de minería de hardware.

¿Qué es la minería ZK?

En la minería tradicional de PoW, los participantes resuelven problemas complejos, mientras que la minería ZK se centra en generar rápidamente ZKPs. Los participantes compiten para generar ZKPs y el primero en crear una prueba válida gana una recompensa.

Entonces, ¿cómo podrían combinarse PoS y ZK?

En los sistemas de PoS, los validadores (stakers) verifican transacciones y proponen bloques. Las pruebas de conocimiento cero podrían utilizarse para verificar la corrección de bloques o transacciones, mejorando la seguridad y reduciendo los costos de verificación.

Los validadores generarían ZKPs como prueba adicional de su trabajo mientras realizan sus tareas de Prueba de Participación (PoS). Aquellos que generen y envíen ZKPs válidas podrían obtener recompensas adicionales, además de las recompensas de bloque estándar.

Estas recompensas podrían ser en forma de ETH u otros tokens internos.

La estructura general de recompensa por bloque podría dividirse en dos partes: una parte para validación tradicional de PoS y la otra para contribuciones a la generación de ZKP.

De esta manera, ZK mejora la validación de PoS y la minería de ZK extiende el staking de PoS.

Los validadores podrían ganar recompensas adicionales al contribuir a los esfuerzos de ZK, como ejecutar nodos de generación de ZKP.

Sin embargo, integrar ZK en el sistema PoS de Ethereum requeriría ajustes al protocolo existente para adaptarse al nuevo papel de las pruebas de ZK, y se necesitaría diseñar un modelo de incentivos justo para equilibrar las recompensas de PoS con las contribuciones de ZK.

4. ¿Introducirá ZK Mining externalidades positivas?

Después de la transición de Ethereum de PoW a PoS, una de las críticas más grandes fue la falta de externalidades que se introducen en este sistema económico “cerrado”.

PoW es inherentemente externo, ya que requiere energía y hardware, extendiendo así las actividades económicas de la cadena de bloques más allá de la cadena de bloques e impactando en el mundo real.

En un sistema de PoS, la elegibilidad para validar bloques se basa principalmente en el número de tokens en posesión (es decir, tokens apostados), y las actividades económicas se centran más en el staking y las transacciones internas de la red, a diferencia de PoW, que implica industrias externas como la producción de hardware de minería y los mercados de electricidad.

El hardware acelerado por ZK, como los rigs de minería PoW, también requiere hardware especializado, pero el problema del 'consumo ineficiente de energía' se reduce porque PoW requiere resolver problemas matemáticos para competir por los derechos de bloqueo, mientras que la minería ZK genera pruebas válidas para verificar transacciones sin trabajo redundante en diferentes nodos.

5. Compartir energía AI y ZK

Mirando más allá, podría surgir un mercado de potencia de cálculo de ZK, incluso permitiendo que la potencia de cálculo de IA se comparta con la potencia de ZK.

Pueden surgir plataformas que ofrecen servicios informáticos integrados, que admiten tanto tareas de IA como tareas de generación de pruebas ZK.

Los usuarios podrían manejar tanto tareas de IA de alto rendimiento como tareas de generación de pruebas ZK en la misma plataforma.

A nivel de protocolo, la integración podría ocurrir mediante la creación de contratos inteligentes o protocolos que permitan a los proveedores de energía de IA participar en la generación de pruebas ZK o utilizar la tecnología ZK para verificar los cálculos de IA.

Los recursos informáticos también se podrían asignar dinámicamente en función de los requisitos de la tarea. Por ejemplo, cuando la demanda de tareas de IA es baja, los recursos podrían asignarse para generar pruebas de conocimiento cero, y viceversa.

6. Jugadores clave en la aceleración de hardware ZK

Actualmente, el proyecto líder en aceleración de hardware ZK es Cysic.@cysic_xyz

Cysic se enfoca en diseñar y producir Circuitos Integrados Específicos de Aplicación (ASIC), Arreglos de Puertas Programables en Campo (FPGA) y soluciones de aceleración de GPU para acelerar la generación de ZKP.

Cysic ha desarrollado dos productos de hardware:

1. ZK Air: Un dispositivo ZK ligero aproximadamente del tamaño de un adaptador de corriente para portátil, con un poder de cálculo equivalente a 10 GPU RTX 4090, ideal para usuarios individuales.
2. ZK Pro: Un dispositivo más potente con una potencia de cálculo equivalente a 50 GPU RTX 4090, diseñado para proyectos ZK grandes como zkRollup y zkML.

Además del hardware, Cysic también proporciona un conjunto de bibliotecas de CUDA que admiten múltiples sistemas ZKP como Plonky2, Gnark, Halo2, RapidSnark, etc., mejorando significativamente el rendimiento, al menos un 50% de mejora en comparación con los marcos de código abierto.

Cysic también tiene un ecosistema, Cysic Network, con el objetivo de integrar y administrar los recursos informáticos de la comunidad, conectar proyectos ZK, proveedores de energía y validadores de la comunidad, formando una red confiable de potencia informática.

En términos simples, Cysic Network actúa como un grupo de minería ZK y una plataforma SaaS.

Actualmente, Cysic ha colaborado con múltiples proyectos de zkRollup, demostrando la practicidad y la demanda del mercado por sus productos.

Además de Cysic, otro proyecto notable para mencionar es Scroll.

Sorprendentemente, Scroll, una vez criticado y notorio, ha dado grandes pasos en la aceleración de hardware ZK.

En comparación con otros proyectos de ZK Rollup, Scroll ha tomado un camino diferente al desarrollar hardware de aceleración ZK especializado (GUP), creando su propia barrera competitiva. Esta es la mayor ventaja diferenciadora de Scroll.

Sin embargo, Cysic y Scroll están posicionados de manera diferente: para Scroll, la aceleración de hardware es parte de su solución de Capa2, mientras que Cysic se dedica a proporcionar servicios de aceleración de hardware a todo el ecosistema ZKP.

7. Conclusión

1) Ethereum está siendo sometido a ZKificación: Ethereum está introduciendo la tecnología de Prueba de Conocimiento Cero (ZK) para escalar y mejorar la privacidad. La tecnología ZK se aplica tanto en la capa de consenso como en la capa de datos para mejorar el rendimiento de la red.

2) ZK requiere aceleración de hardware: dado que generar ZKPs consume recursos computacionales significativos, se considera esencial contar con aceleración de hardware (por ejemplo, ASIC, FPGA) para mejorar la eficiencia.

3) Combinando PoS y ZK Mining: Se propone un nuevo modelo económico, donde ZK mining expande PoS. Los apostadores obtienen recompensas adicionales al proporcionar potencia computacional ZK, creando una coexistencia de PoS y PoW.

4）La Minería ZK introduce nuevas externalidades positivas: En comparación con PoW, la minería ZK reduce el consumo de energía desperdiciada. Sin embargo, aún requiere hardware especializado, estimulando la producción de hardware e innovación tecnológica.

5）Compartir energía AI y ZK: las tareas de computación AI y ZK podrían compartir recursos de hardware, formando un mercado integrado de servicios de computación.

6）Proyectos líderes en el mercado: Cysic y Scroll son jugadores líderes en la aceleración de hardware ZK. Cysic se centra en proporcionar hardware para el ecosistema ZK, mientras que Scroll incorpora aceleración de hardware en su solución de Capa2.

En resumen, la pista de aceleración de hardware ZK está emergiendo, y a medida que Ethereum continúa su ZKificación, la aceleración de hardware ZK se volverá aún más importante. Esto podría incluso revertir el modelo económico de Ethereum, lo que lo convierte en un área que vale la pena seguir.

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