Tác giả: Figment Capital; Trình biên dịch: Block Unicorn
giới thiệu:
Công nghệ không kiến thức (ZK) đang được cải thiện nhanh chóng. Khi công nghệ tiến bộ, nhiều ứng dụng ZK sẽ xuất hiện, thúc đẩy nhu cầu ngày càng tăng đối với việc tạo bằng chứng không kiến thức (ZKP).
Hiện tại, hầu hết các ứng dụng ZK là các giao thức bảo vệ quyền riêng tư. Bằng chứng được tạo bởi các ứng dụng bảo mật như ZCash và TornadoCash được tạo cục bộ bởi người dùng, vì việc tạo ZKP yêu cầu kiến thức về đầu vào bí mật. Những tính toán này tương đối nhỏ và có thể được tạo trên phần cứng cấp độ người tiêu dùng. Chúng tôi coi bằng chứng ZK do người dùng tạo là bằng chứng của khách hàng.
Trong khi một số cách tạo bằng chứng có thể tương đối nhẹ, thì những cách khác lại yêu cầu tính toán phức tạp hơn. Ví dụ: Rollup hợp lệ (tức là zkRollup) có thể yêu cầu chứng minh hàng nghìn giao dịch trong Máy ảo ZK (zkVM), yêu cầu nhiều tài nguyên máy tính hơn và do đó mất nhiều thời gian hơn để chứng minh. Việc tạo bằng chứng cho những tính toán lớn này đòi hỏi phải có máy móc mạnh mẽ. May mắn thay, vì những bằng chứng này chỉ dựa vào tính đơn giản của bằng chứng không có kiến thức hơn là không có kiến thức (không có đầu vào bí mật), việc tạo bằng chứng có thể được thuê ngoài một cách an toàn cho các bên bên ngoài và chúng tôi sẽ Bằng chứng thế hệ được thuê ngoài (thuê ngoài tính toán cần thiết để chứng minh cho đám mây hoặc tác nhân khác) thế hệ được gọi là bằng chứng phía máy chủ.
Chặn ghi chú kỳ lân: Sự khác biệt giữa bằng chứng không có kiến thức và không có kiến thức. Không có kiến thức là một khung công nghệ bảo mật cơ bản, có nghĩa là trong quá trình giao tiếp, người xác minh chứng minh tính xác thực của sự kiện cho người xác minh mà không tiết lộ bất kỳ thông tin nào, do đó bảo vệ quyền riêng tư.
Bằng chứng không kiến thức là một công cụ mã hóa được sử dụng để chứng minh tính đúng đắn của một khẳng định mà không tiết lộ bất kỳ thông tin bổ sung nào về khẳng định đó. Đó là một kỹ thuật dựa trên các thuật toán và giao thức toán học để chứng minh cho người khác thấy sự thật của một khẳng định mà không để lộ thông tin nhạy cảm. Bằng chứng không có kiến thức cho phép người chứng minh cung cấp bằng chứng cho người xác minh và người xác minh có thể xác minh tính đúng đắn của bằng chứng, nhưng không thể có được thông tin cụ thể đằng sau bằng chứng.
Nói tóm lại, không kiến thức là một khái niệm chung đề cập đến việc duy trì tính bảo mật của thông tin trong quá trình tương tác hoặc bằng chứng và bằng chứng không kiến thức là một công nghệ mã hóa cụ thể được sử dụng để đạt được chứng minh tương tác không kiến thức.
Chặn ghi chú kỳ lân Trong văn bản, các thuật ngữ "người chứng minh" và "người xác nhận" có ý nghĩa khác nhau.
Người chứng minh: đề cập đến thực thể thực hiện các nhiệm vụ tạo bằng chứng cụ thể. Họ chịu trách nhiệm tạo bằng chứng không có kiến thức để xác minh và chứng minh các tính toán hoặc giao dịch cụ thể. Người xác nhận có thể là một nút điện toán chạy trên mạng phi tập trung hoặc phần cứng chuyên dụng thiết bị.
Người xác minh: đề cập đến các nút tham gia vào cơ chế đồng thuận chuỗi khối, chịu trách nhiệm xác minh và xác minh tính hợp lệ của các giao dịch và khối, đồng thời tham gia vào quy trình đồng thuận. Người xác thực thường cần phải cam kết một số lượng mã thông báo nhất định để đảm bảo an toàn và được thưởng tương ứng với số tiền đã cam kết của họ. Trình xác thực không nhất thiết phải trực tiếp thực hiện các nhiệm vụ tạo bằng chứng cụ thể, nhưng họ đảm bảo tính bảo mật và tính toàn vẹn của mạng bằng cách tham gia vào sự đồng thuận.
Chứng minh phía máy chủ
Bằng chứng phía máy chủ được sử dụng trong nhiều ứng dụng chuỗi khối, bao gồm:
1. Khả năng mở rộng: Các công nghệ Tổng hợp hiệu quả như Starknet, zkSync và Scroll mở rộng khả năng của Ethereum bằng cách di chuyển tính toán ra khỏi chuỗi.
**2. Khả năng tương tác giữa các chuỗi: **Bằng chứng có thể được sử dụng để thúc đẩy giao tiếp tin cậy tối thiểu giữa các chuỗi khối khác nhau nhằm đạt được việc truyền dữ liệu và tài sản an toàn. Trong số các đội có Polymer, Polyhedra, Herodotus và Succinct.
**3. Phần mềm trung gian không tin cậy: **Các dự án phần mềm trung gian như RiscZero và HyperOracle tận dụng bằng chứng không kiến thức để cung cấp quyền truy cập vào tính toán và dữ liệu ngoài chuỗi không tin cậy.
**4. L1 ngắn gọn (chuỗi công khai một lớp dựa trên ZKP): **Các chuỗi khối ngắn gọn tương tự như Mina và Repyh sử dụng SNARK đệ quy, cho phép người dùng có sức mạnh tính toán yếu xác minh trạng thái một cách độc lập.
Giờ đây, nhiều tiền mã hóa, công cụ và phần cứng tiên quyết đã được phát triển, các ứng dụng sử dụng bằng chứng phía máy chủ cuối cùng cũng bắt đầu tung ra thị trường. Trong vài năm tới, các bằng chứng phía máy chủ sẽ phát triển theo cấp số nhân, đòi hỏi sự phát triển của cơ sở hạ tầng và các nhà khai thác mới có thể tạo ra các bằng chứng chuyên sâu tính toán này một cách hiệu quả.
Mặc dù tập trung trong giai đoạn đầu, hầu hết các ứng dụng sử dụng bằng chứng phía máy chủ đều có mục tiêu dài hạn là phân cấp vai trò của người chứng minh. Cũng như các thành phần ngăn xếp cơ sở hạ tầng khác như trình xác thực và trình đặt hàng, việc phân cấp hiệu quả vai trò trình chứng minh sẽ yêu cầu thiết kế khuyến khích và giao thức cẩn thận.
Trong bài báo này, chúng tôi khám phá thiết kế của các mạng chứng minh. Trước tiên, chúng tôi phân biệt giữa mạng bằng chứng và thị trường bằng chứng. Mạng bằng chứng là một tập hợp các chứng minh phục vụ một ứng dụng duy nhất, chẳng hạn như Tổng hợp hiệu lực. Thị trường bằng chứng là một thị trường mở nơi nhiều ứng dụng có thể gửi yêu cầu cho các tính toán có thể kiểm chứng. Tiếp theo, chúng tôi cung cấp tổng quan về các mô hình mạng bằng chứng phi tập trung hiện tại, sau đó chia sẻ một số phạm vi sơ bộ cho thiết kế bằng chứng thị trường, một lĩnh vực vẫn chưa được khai thác. Cuối cùng, chúng tôi thảo luận về những thách thức của việc vận hành cơ sở hạ tầng không có kiến thức và kết luận rằng các nhà cung cấp đặt cược và các nhóm chuyên dụng không có kiến thức phù hợp hơn để đáp ứng nhu cầu thị trường bằng chứng mới nổi hơn là các công cụ khai thác PoW.
Mạng bằng chứng và thị trường bằng chứng
Các ứng dụng không có kiến thức (ZK) yêu cầu người chứng minh tạo ra bằng chứng của họ. Mặc dù hiện đang tập trung, nhưng hầu hết các ứng dụng ZK sẽ có thế hệ bằng chứng phi tập trung. Người chứng minh không cần phải đáng tin cậy để tạo ra kết quả chính xác, vì bằng chứng có thể dễ dàng xác minh. Tuy nhiên, có một số lý do khiến các ứng dụng theo đuổi bằng chứng phi tập trung:
1. Liveness: Nhiều người chứng nhận đảm bảo rằng giao thức hoạt động đáng tin cậy và không gặp phải thời gian ngừng hoạt động khi một số người chứng nhận tạm thời không hoạt động.
2. Khả năng chống kiểm duyệt: Có nhiều người chứng minh hơn sẽ cải thiện khả năng chống lại sự kiểm duyệt, một nhóm nhỏ người chứng minh có thể từ chối chứng thực một số loại giao dịch nhất định.
3. Cạnh tranh: Một tập hợp các bằng chứng lớn hơn có thể tăng áp lực thị trường đối với các nhà khai thác để tạo ra các bằng chứng nhanh hơn và rẻ hơn.
Điều này khiến các ứng dụng phải đối mặt với một quyết định thiết kế: họ có nên tự khởi chạy mạng bằng chứng của riêng mình hay thuê ngoài trách nhiệm cho một thị trường bằng chứng? Gia công phần mềm tạo bằng chứng cho các thị trường bằng chứng đang trong quá trình phát triển, chẳng hạn như =nil; (là tên dự án), RiscZero và Marlin cung cấp bằng chứng phi tập trung plug-and-play và cho phép các nhà phát triển ứng dụng tập trung vào ngăn xếp các thành phần khác của họ. Trên thực tế, những thị trường này là sự mở rộng tự nhiên của lập luận về tính mô đun. Tương tự như một người đặt hàng được chia sẻ, một thị trường chứng minh thực sự là một mạng lưới các chứng minh được chia sẻ. Chúng cũng tối đa hóa việc sử dụng phần cứng bằng cách chia sẻ các chứng minh giữa các ứng dụng; các chứng minh có thể được sử dụng lại khi một ứng dụng không cần tạo chứng minh ngay lập tức.
Tuy nhiên, thị trường bằng chứng cũng có một số nhược điểm. Nội bộ hóa vai trò chứng minh có thể cải thiện tiện ích của mã thông báo gốc bằng cách cho phép các giao thức tận dụng mã thông báo của riêng chúng để đặt cược và khuyến khích chứng minh. Điều này cũng có thể cung cấp chủ quyền lớn hơn cho ứng dụng thay vì tạo ra một điểm lỗi bên ngoài.
Một điểm khác biệt quan trọng giữa mạng bằng chứng và thị trường bằng chứng là trong mạng bằng chứng, thường chỉ có một yêu cầu bằng chứng tại một thời điểm cần được đáp ứng bởi một bộ chứng minh. Ví dụ: trong Rollup hiệu lực, mạng nhận được một loạt giao dịch, tính toán bằng chứng hợp lệ để chứng minh rằng chúng đã được thực hiện chính xác và gửi bằng chứng đến L1 (mạng một lớp), một bằng chứng hợp lệ duy nhất được chọn từ một tập hợp phi tập trung của do tục ngữ tạo ra.
Mạng bằng chứng phi tập trung
Khi giao thức ZK ổn định, nhiều nhóm sẽ dần phân cấp cơ sở hạ tầng của họ để cải thiện tính sống động của mạng và khả năng chống kiểm duyệt. Việc đưa nhiều bộ chuẩn vào giao thức làm tăng thêm độ phức tạp cho mạng, đặc biệt, giao thức hiện phải quyết định bộ chuẩn nào sẽ gán cho một tính toán cụ thể. Hiện nay có ba cách tiếp cận chính:
Lựa chọn dựa trên chứng minh vốn chủ sở hữu: Người chứng minh thế chấp tài sản để tham gia vào mạng lưới. Tại mỗi giai đoạn chứng minh, một người chứng minh được chọn ngẫu nhiên, trọng số của người này được xác định bởi giá trị của các mã thông báo đã đặt cược của người đó và đầu ra được tính toán. Khi được chọn, người chứng minh được đền bù để tạo ra bằng chứng. Các điều kiện phạt cụ thể và lựa chọn người lãnh đạo có thể khác nhau đối với từng giao thức. Mô hình này tương tự như cơ chế PoS.
Bằng chứng khai thác: Nhiệm vụ của người khai thác là tạo ZKP liên tục cho đến khi tạo ra bằng chứng có giá trị băm đủ hiếm. Làm như vậy sẽ cho phép họ chứng thực trong kỷ nguyên tiếp theo và kiếm được phần thưởng của kỷ nguyên, với việc người chứng minh có thể tạo ra nhiều ZKP hơn để có nhiều khả năng giành được kỷ nguyên hơn. Loại bằng chứng này rất giống với khai thác PoW - nó đòi hỏi rất nhiều năng lượng và tài nguyên phần cứng; một điểm khác biệt chính so với khai thác truyền thống là trong PoW, tính toán băm chỉ là phương tiện để đạt được mục đích. Khả năng tạo hàm băm SHA-256 bằng Bitcoin không có giá trị nào khác ngoài việc tăng cường bảo mật mạng. Tuy nhiên, trong bằng chứng khai thác, mạng cung cấp các ưu đãi cho những người khai thác để đẩy nhanh việc tạo ZKP, điều này cuối cùng mang lại lợi ích cho mạng. Bằng chứng khai thác được tiên phong bởi Aleo.
Cuộc đua chứng minh: Trong mỗi kỷ nguyên, những người chứng minh cạnh tranh để tạo ra các bằng chứng nhanh nhất có thể. Người đầu tiên tạo ra bằng chứng sẽ được thưởng một vị trí. Cách tiếp cận này dễ bị tác động bởi người thắng được tất cả. Nếu một nhà điều hành duy nhất có thể tạo bằng chứng nhanh hơn những người khác, thì họ sẽ giành chiến thắng trong mỗi kỷ nguyên. Có thể giảm bớt việc tập trung hóa bằng cách phân phối phần thưởng bằng chứng cho N người vận hành đầu tiên tạo ra bằng chứng hợp lệ lần đầu tiên hoặc bằng cách giới thiệu một số tính ngẫu nhiên. Tuy nhiên, ngay cả trong trường hợp này, những người vận hành nhanh nhất vẫn có thể chạy nhiều máy để có thu nhập khác.
Một kỹ thuật khác là bằng chứng phân tán. Trong trường hợp này, thay vì một chương trình duy nhất giành quyền tạo ra bằng chứng trong một khoảng thời gian nhất định, nhiệm vụ tạo bằng chứng được phân bổ giữa nhiều bên, những người này làm việc cùng nhau để tạo ra một đầu ra duy nhất. Một ví dụ là mạng chứng minh liên kết, chia một chứng minh thành nhiều câu lệnh nhỏ hơn có thể được chứng minh riêng lẻ, sau đó chứng minh đệ quy cho một câu lệnh duy nhất trong cấu trúc cây. Một ví dụ khác là zkBridge, đề xuất một giao thức ZKP mới gọi là deVirgo có thể dễ dàng phân phối bằng chứng trên nhiều máy và đã được Polyhedra triển khai. Các bằng chứng phân tán vốn đã dễ phân cấp hơn và có thể tăng đáng kể tốc độ tạo ra các bằng chứng. Mỗi người tham gia tạo thành một cụm máy tính và tham gia khai thác bằng chứng hoặc cạnh tranh. Phần thưởng có thể được phân phối đồng đều dựa trên đóng góp của họ cho cụm và bằng chứng được phân phối tương thích với bất kỳ mô hình lựa chọn người chứng minh nào.
**Việc chọn người chứng nhận dựa trên vốn chủ sở hữu, khai thác bằng chứng và bằng chứng cạnh tranh phải được cân nhắc ở ba khía cạnh: yêu cầu về vốn, yêu cầu tích lũy phần cứng và tối ưu hóa người chứng nhận. **
Các mô hình chứng minh dựa trên cổ phần đòi hỏi những người chứng minh phải góp vốn, nhưng ít quan trọng hơn để tăng tốc độ tạo bằng chứng, vì những người chứng minh không được lựa chọn dựa trên tốc độ chứng minh của chúng (mặc dù những người chứng minh nhanh hơn có thể có nhiều khả năng thu hút sự ủy quyền hơn). Bằng chứng khai thác cân bằng hơn, nó đòi hỏi một lượng vốn nhất định để tích lũy máy móc và trả chi phí năng lượng để tạo ra nhiều bằng chứng hơn. Nó cũng khuyến khích tăng tốc ZKP, giống như việc khai thác Bitcoin khuyến khích băm SHA-256 được tăng tốc. Chứng minh rằng sự cạnh tranh đòi hỏi vốn và cơ sở hạ tầng tối thiểu, một nhà điều hành có thể chạy một cỗ máy siêu tối ưu hóa để cạnh tranh trong từng vị trí. Mặc dù là cách tiếp cận nhẹ nhàng nhất, nhưng chúng tôi tin rằng bằng chứng về các cuộc thi phải đối mặt với nguy cơ tập trung hóa cao nhất do động lực kẻ thắng được cả. Các cuộc thi chứng minh (như khai thác mỏ) cũng dẫn đến các tính toán dư thừa, nhưng chúng đảm bảo tính sống động tốt hơn vì không cần phải lo lắng về việc người chứng minh thiếu một vị trí để được chọn.
Một lợi ích khác của mô hình dựa trên cổ phần là ít áp lực hơn đối với những người chứng minh phải cạnh tranh về hiệu suất, cho phép có cơ hội hợp tác giữa các nhà khai thác. Cộng tác thường bao gồm chia sẻ kiến thức, chẳng hạn như phổ biến các kỹ thuật mới để tăng tốc độ tạo bằng chứng hoặc hướng dẫn người vận hành mới về cách bắt đầu kiểm chứng. Ngược lại, các cuộc thi bằng chứng gần giống với các tìm kiếm MEV (Tối đa hóa giá trị Ethereum), trong đó các thực thể được bảo mật hơn và đối nghịch hơn để duy trì lợi thế cạnh tranh.
Trong số ba yếu tố này, chúng tôi tin rằng nhu cầu về tốc độ sẽ là biến số chính ảnh hưởng đến việc một mạng có thể phân cấp bộ chứng minh của nó hay không. Tài nguyên vốn và phần cứng sẽ dồi dào, tuy nhiên, càng có nhiều người chứng minh cạnh tranh về tốc độ, mạng sẽ càng ít phi tập trung hơn. Mặt khác, tốc độ càng được thúc đẩy, mạng sẽ hoạt động tốt hơn, những thứ khác không đổi. Mặc dù các tác động chính xác có thể khác nhau, nhưng Proof of Networks phải đối mặt với sự đánh đổi tương tự giữa hiệu suất và tính phi tập trung như các chuỗi khối lớp 1.
**Mô hình chứng minh nào sẽ thắng? **
Chúng tôi hy vọng rằng hầu hết các mạng bằng chứng sẽ áp dụng mô hình dựa trên cổ phần mang lại sự cân bằng tốt nhất giữa việc khuyến khích hiệu suất và duy trì sự phân cấp.
Bằng chứng phi tập trung có thể không phù hợp với hầu hết các bản tổng hợp hiệu lực. Các mô hình trong đó mỗi người chứng thực chứng thực một phần giao dịch và sau đó tổng hợp chúng một cách đệ quy phải đối mặt với các hạn chế về băng thông mạng. Bản chất tuần tự của các giao dịch tổng hợp cũng gây khó khăn cho việc sắp xếp thứ tự—bằng chứng về các giao dịch trước đó phải được đưa vào trước khi các giao dịch tiếp theo có thể được chứng minh. Nếu một người chứng minh không cung cấp bằng chứng của mình, bằng chứng cuối cùng không thể được xây dựng.
Ngoài Aleo và Ironfish, khai thác ZK sẽ không phổ biến trong các ứng dụng ZK. Nó tiêu tốn năng lượng và không cần thiết cho hầu hết các ứng dụng. Các cuộc đua bằng chứng cũng không phổ biến vì chúng dẫn đến hiệu ứng tập trung hóa. Giao thức càng ưu tiên hiệu suất hơn là phân quyền, thì mô hình dựa trên chủng tộc sẽ càng hấp dẫn. Tuy nhiên, khả năng tăng tốc phần cứng và phần mềm ZK có thể truy cập hiện có đã mang lại những cải tiến đáng kể về tốc độ. Chúng tôi hy vọng rằng đối với hầu hết các ứng dụng, việc áp dụng mô hình cuộc đua kiểm chứng để tăng tốc độ tạo bằng chứng sẽ chỉ mang lại một cải tiến nhỏ cho mạng và cải tiến này không đáng để mạng phải hy sinh mạng cho nó (các cuộc đua kiểm chứng).
** THIẾT KẾ CHỨNG MINH THỊ TRƯỜNG**
Khi ngày càng có nhiều ứng dụng áp dụng công nghệ không kiến thức (ZK), nhiều ứng dụng nhận ra rằng họ muốn thuê ngoài cơ sở hạ tầng ZK cho một thị trường bằng chứng hơn là tự xử lý cơ sở hạ tầng đó. Không giống như mạng bằng chứng chỉ phục vụ một ứng dụng duy nhất, thị trường bằng chứng có thể phục vụ nhiều ứng dụng và đáp ứng các nhu cầu bằng chứng khác nhau tương ứng của chúng. Những thị trường này hướng đến hiệu suất cao, phi tập trung và linh hoạt.
HIỆU SUẤT CAO: Nhu cầu trên thị trường sẽ rất đa dạng. Ví dụ, một số chứng minh đòi hỏi tính toán nhiều hơn những chứng minh khác. Bằng chứng mất nhiều thời gian hơn để tạo sẽ yêu cầu phần cứng chuyên dụng và các tối ưu hóa khác để tăng tốc bằng chứng không kiến thức (ZKP) và thị trường cũng cần cung cấp dịch vụ tạo bằng chứng nhanh cho các ứng dụng và người dùng sẵn sàng trả tiền.
Phân cấp: Tương tự như Proof Network, Proof Market và các ứng dụng của nó muốn thị trường được phân cấp. Bằng chứng phi tập trung làm tăng tính sống động, khả năng chống kiểm duyệt và hiệu quả của thị trường.
Tính linh hoạt: Các yếu tố khác không đổi, điều đó chứng tỏ rằng thị trường muốn linh hoạt nhất có thể để đáp ứng nhu cầu của các ứng dụng khác nhau. Một zkBridge được kết nối với Ethereum có thể yêu cầu bằng chứng cuối cùng giống như Groth16 để cung cấp xác minh bằng chứng giá rẻ trên chuỗi. Ngược lại, các mô hình zkML (ML dùng để chỉ máy học) có thể thích các lược đồ chứng minh dựa trên Nova, được tối ưu hóa cho các chứng minh đệ quy. Tính linh hoạt cũng có thể được phản ánh trong quá trình tích hợp.Thị trường có thể cung cấp zkVM (Máy ảo không kiến thức) để xác minh các tính toán có thể kiểm chứng của các chương trình được viết bằng ngôn ngữ cấp cao (chẳng hạn như Rust), cung cấp cho các nhà phát triển một cách dễ dàng hơn để tích hợp.
Thiết kế các thị trường bằng chứng hiệu quả, phi tập trung và đủ linh hoạt để hỗ trợ các ứng dụng Zero-Knowledge Proof (ZKP) khác nhau là một lĩnh vực nghiên cứu khó và chưa được khám phá sâu. Giải quyết vấn đề này đòi hỏi thiết kế kỹ thuật và khuyến khích cẩn thận. Dưới đây, chúng tôi chia sẻ một số khám phá ban đầu về những cân nhắc ban đầu và sự đánh đổi trong thiết kế Proof of Market:
Cơ chế khuyến khích và trừng phạt
Cơ chế khớp lệnh
Mạch tùy chỉnh so với máy ảo không kiến thức (zkVM)
Bằng chứng liên tục so với tổng hợp
Phần cứng không đồng nhất
Đa dạng nhà mạng
Giảm giá, phái sinh và các loại đơn đặt hàng
sự riêng tư
Phân cấp dần dần và liên tục
Cơ Chế Khuyến Khích và Trừng Phạt
**Người chứng minh phải có các biện pháp khuyến khích và trừng phạt để duy trì tính toàn vẹn và hoạt động của thị trường. **Cách dễ nhất để giới thiệu các ưu đãi là sử dụng động lực đặt cược và phạt. Các nhà khai thác có thể được khuyến khích bằng bằng chứng về giá thầu yêu cầu và thậm chí có thể được thưởng thông qua lạm phát mã thông báo.
** Cổ phần tối thiểu để tham gia mạng có thể được thực thi để ngăn chặn các cuộc tấn công giả mạo. **Người xác nhận gửi bằng chứng sai có thể bị phạt vì mã thông báo đã đặt cược. Người chứng minh cũng có thể bị phạt nếu mất quá nhiều thời gian để tạo ra bằng chứng hoặc hoàn toàn không tạo ra được bằng chứng. Hình phạt này có thể tỷ lệ thuận với giá thầu bằng chứng - giá thầu càng cao thì bằng chứng bị trì hoãn (và do đó càng có ý nghĩa kinh tế) thì hình phạt càng lớn.
Trong trường hợp hình phạt (trong người xác minh/người chứng nhận nút Proof-of-Stake sẽ bị trừng phạt nếu họ vi phạm các quy tắc POS) là quá mức, thì có thể sử dụng hệ thống danh tiếng để thay thế. =nil; (đây là tên dự án) hiện đang sử dụng hệ thống dựa trên danh tiếng để quy trách nhiệm cho những người chứng minh và những người chứng minh có tiền sử không trung thực hoặc hoạt động kém ít có khả năng được công cụ đối sánh khớp với giá thầu.
Cơ chế phù hợp
Cơ chế khớp lệnh là bài toán kết nối giữa cung và cầu trên thị trường. Việc thiết kế một công cụ so khớp—nghĩa là các quy tắc xác định cách các chứng từ được ghép nối với các yêu cầu chứng thực—sẽ là một trong những nhiệm vụ khó khăn và quan trọng nhất đối với thị trường, nhiệm vụ này có thể được thực hiện thông qua đấu giá hoặc sổ đặt hàng.
Đấu giá: Phiên đấu giá bao gồm việc những người chứng thực đặt giá thầu cho các yêu cầu chứng thực để xác định người chứng thực nào giành được quyền tạo chứng thực. Thách thức với các cuộc đấu giá là nếu người thắng cuộc đấu giá không trả lại bằng chứng, thì cuộc đấu giá phải được chạy lại (bạn không thể ngay lập tức mời người trả giá cao thứ hai đưa ra bằng chứng).
Sổ đặt hàng: Sổ đặt hàng yêu cầu ứng dụng gửi giá thầu để mua bằng chứng cho cơ sở dữ liệu mở; người đặt hàng phải gửi yêu cầu bán bằng chứng. Giá thầu và yêu cầu có thể được khớp nếu hai yêu cầu được đáp ứng: 1) giá tính toán của giá thầu của thỏa thuận cao hơn giá yêu cầu của người chứng minh và 2) thời gian giao hàng của người chứng minh thấp hơn thời gian yêu cầu của đấu thầu. Nói cách khác, các ứng dụng gửi một phép tính vào sổ đặt hàng và xác định phần thưởng tối đa mà họ sẵn sàng trả và thời gian tối đa họ sẵn sàng chờ bằng chứng nhận. Người cung cấp đủ điều kiện để được so khớp nếu họ gửi yêu cầu về giá và thời gian dưới mức yêu cầu này. Sổ đặt hàng phù hợp hơn cho các trường hợp sử dụng có độ trễ thấp vì giá thầu từ sổ đặt hàng có thể được lấp đầy ngay lập tức.
Chứng minh rằng thị trường là đa chiều; các ứng dụng phải yêu cầu tính toán trong phạm vi giá và thời gian nhất định. Các ứng dụng có thể có tùy chọn động về độ trễ của bằng chứng và mức giá mà họ sẵn sàng trả cho việc tạo bằng chứng giảm dần theo thời gian. Mặc dù sổ đặt hàng hiệu quả, nhưng chúng lại thiếu sự phức tạp trong việc phản ánh sở thích của người dùng.
Ví dụ: thị trường lưu trữ phi tập trung của Filecoin sử dụng đàm phán ngoài chuỗi và thị trường điện toán đám mây phi tập trung của Akash sử dụng đấu giá ngược. Trong thị trường của Akash, các nhà phát triển (được gọi là "người thuê nhà") gửi các tác vụ điện toán lên mạng và các nhà cung cấp đám mây đặt giá thầu cho khối lượng công việc. Sau đó, người thuê có thể chọn chấp nhận đề nghị nào. Đấu giá ngược rất phù hợp với Akash vì độ trễ của khối lượng công việc không quan trọng và người thuê có thể chọn giá thầu họ muốn theo cách thủ công. Ngược lại, thị trường bằng chứng cần phải hoạt động nhanh chóng và tự động, làm cho đấu giá ngược trở thành một hệ thống khớp dưới mức tối ưu để tạo bằng chứng.
Giao thức có thể đặt ra các hạn chế đối với các loại giá thầu mà một số người chứng minh có thể chấp nhận. Ví dụ: một người quảng cáo có điểm danh tiếng không đủ có thể bị cấm khớp với các giá thầu lớn.
Các giao thức phải bảo vệ chống lại các vectơ tấn công phát sinh từ bằng chứng không được phép. Trong một số trường hợp, người chứng minh có thể tiến hành một cuộc tấn công trì hoãn bằng chứng: bằng cách trì hoãn hoặc không trả lại bằng chứng, người chứng minh có thể khiến giao thức hoặc người dùng của nó bị tấn công kinh tế nhất định. Nếu cuộc tấn công mang lại nhiều lợi nhuận, các hình phạt mã thông báo hoặc hình phạt điểm danh tiếng có thể không ngăn cản được những người chứng minh ác ý. Trong trường hợp chứng thực bị trì hoãn, việc luân phiên quyền tạo bằng chứng cho những người chứng thực mới sẽ giảm thiểu thời gian ngừng hoạt động.
Mạch tùy chỉnh so với Máy ảo không kiến thức (zkVM)
Thị trường bằng chứng có thể cung cấp các mạch tùy chỉnh cho từng ứng dụng hoặc chúng có thể cung cấp một máy ảo không kiến thức cho mục đích chung. Các mạch tùy chỉnh, trong khi có chi phí tích hợp và chi phí tài chính cao hơn, có thể mang lại hiệu suất tốt hơn cho ứng dụng. Bằng chứng là các thị trường, ứng dụng hoặc nhà phát triển bên thứ ba có thể xây dựng các mạch tùy chỉnh và để đổi lấy việc cung cấp dịch vụ, họ có thể kiếm được một phần doanh thu mạng, như trường hợp của =nil;.
Mặc dù chậm hơn, nhưng các máy ảo không kiến thức RISC-V (zkVM) dựa trên STARK như RiscZero cho phép các nhà phát triển ứng dụng viết các chương trình có thể kiểm chứng bằng ngôn ngữ cấp cao Rust hoặc C++. zkVM có thể hỗ trợ các trình tăng tốc cho các hoạt động không thân thiện với kiến thức phổ biến như hàm băm và bổ sung đường cong elip để cải thiện hiệu suất. Mặc dù các thị trường bằng chứng với các mạch tùy chỉnh có thể yêu cầu các sổ đặt hàng riêng biệt, dẫn đến sự phân mảnh và chuyên môn hóa các bộ chứng minh, zkVM có thể sử dụng một sổ đặt hàng duy nhất để tạo điều kiện thuận lợi và ưu tiên tính toán trên zkVM.
Bằng chứng đơn so với Bằng chứng tổng hợp
Sau khi bằng chứng được tạo, chúng phải được đưa trở lại ứng dụng. Đối với các ứng dụng trên chuỗi, điều này đòi hỏi phải xác minh trên chuỗi đắt tiền. Thị trường bằng chứng có thể cung cấp một bằng chứng duy nhất cho các nhà phát triển hoặc họ có thể sử dụng các bằng chứng tổng hợp để chuyển đổi nhiều bằng chứng thành một trước khi trả lại chúng, phân bổ chi phí xăng giữa chúng.
Việc tổng hợp các bằng chứng đưa ra độ trễ bổ sung, các bằng chứng cần được tổng hợp lại với nhau, điều này đòi hỏi nhiều tính toán hơn và nhiều bằng chứng phải được hoàn thành để tổng hợp, điều này có thể làm chậm quá trình tổng hợp.
Chứng minh rằng thị trường phải quyết định cách xử lý sự đánh đổi giữa độ trễ và chi phí. Bằng chứng có thể trả lại các dấu thời gian nhanh với chi phí cao hơn hoặc tổng hợp với chi phí thấp hơn. Chúng tôi dự đoán rằng thị trường bằng chứng sẽ yêu cầu bằng chứng tổng hợp, nhưng thời gian để tổng hợp chúng có thể được rút ngắn khi chúng mở rộng quy mô.
Tính không đồng nhất của phần cứng
Bằng chứng cho các tính toán lớn là chậm. Vì vậy, còn khi một ứng dụng muốn nhanh chóng tạo ra các bằng chứng chuyên sâu về tính toán thì sao? Người kiểm chứng có thể sử dụng phần cứng mạnh hơn, chẳng hạn như FPGA và ASIC, để tăng tốc độ tạo bằng chứng. Mặc dù đây là một trợ giúp lớn cho hiệu suất, nhưng phần cứng chuyên dụng có thể cản trở việc phân cấp bằng cách hạn chế tập hợp các nhà khai thác có thể, chứng tỏ rằng thị trường cần phải ra lệnh cho phần cứng mà các nhà khai thác của họ chạy trên đó.
Khối kỳ lân Lưu ý: FPGA (Mảng cổng có thể lập trình theo trường) là tên viết tắt của Mảng cổng có thể lập trình theo trường. Đây là một loại phần cứng máy tính đặc biệt có thể được lập trình lại để thực hiện các tác vụ xử lý số cụ thể. Điều này làm cho chúng hữu ích trong các ứng dụng cần thực hiện một số loại tính toán, chẳng hạn như mã hóa hoặc xử lý hình ảnh.
ASIC（Mạch tích hợp dành riêng cho ứng dụng） là tên viết tắt của mạch tích hợp dành riêng cho ứng dụng. Phần cứng này được thiết kế để thực hiện một nhiệm vụ cụ thể và rất hiệu quả trong việc thực hiện nhiệm vụ đó. Ví dụ: ASIC khai thác Bitcoin được thiết kế đặc biệt để thực hiện các hoạt động băm liên quan đến khai thác Bitcoin. ASIC thường rất hiệu quả, nhưng sự đánh đổi là chúng không linh hoạt như FPGA vì chúng chỉ có thể được sử dụng để thực hiện các nhiệm vụ mà chúng được thiết kế để thực hiện.
Ngoài ra còn có một vấn đề với tính đồng nhất của công cụ chứng minh: thị trường bằng chứng phải quyết định xem tất cả các công cụ chứng minh sẽ sử dụng cùng một phần cứng hay hỗ trợ các thiết lập khác nhau. Nếu tất cả những người chứng minh đang sử dụng phần cứng có sẵn trên một sân chơi bình đẳng, thì thị trường có thể dễ dàng duy trì sự phân cấp hơn. Do tính chất non trẻ của phần cứng không có kiến thức và nhu cầu về hiệu suất thị trường, chúng tôi hy vọng thị trường bằng chứng sẽ không phụ thuộc vào phần cứng, cho phép các nhà khai thác chạy bất kỳ cơ sở hạ tầng nào họ muốn. Tuy nhiên, cần nhiều nghiên cứu hơn về tác động của sự đa dạng phần cứng chứng minh đối với việc tập trung hóa chứng minh.
Đa dạng nhà điều hành
Các nhà phát triển phải xác định các yêu cầu đối với các nhà khai thác để tham gia và duy trì hoạt động tham gia thị trường, điều này sẽ ảnh hưởng đến sự đa dạng của các nhà khai thác, bao gồm cả quy mô và phạm vi địa lý của họ. Một số cân nhắc ở cấp độ giao thức bao gồm:
Người chứng nhận có cần phải được đưa vào danh sách trắng hoặc không được phép không? Sẽ có giới hạn về số lượng người chứng minh có thể tham gia? Những người chứng minh có cần đặt cược mã thông báo để tham gia mạng không? Có bất kỳ yêu cầu phần cứng hoặc hiệu suất tối thiểu nào không? Sẽ có giới hạn đối với thị phần mà một nhà điều hành có thể nắm giữ? Nếu vậy, hạn chế này được thực thi như thế nào?
Các thị trường đang tìm kiếm cụ thể các nhà điều hành cấp tổ chức có thể có các yêu cầu gia nhập thị trường khác với các thị trường đang tìm kiếm sự tham gia của các nhà bán lẻ. Bằng chứng cho thấy thị trường nên xác định thế nào là một hỗn hợp vận chuyển lành mạnh và sử dụng điều đó làm cơ sở cho nghiên cứu đảo ngược.
Giảm giá, công cụ phái sinh và các loại lệnh
Trong thời gian nhu cầu cao hơn hoặc thấp hơn, giá thị trường bằng chứng có thể trải qua biến động giá. Biến động giá dẫn đến sự không chắc chắn và các ứng dụng cần dự đoán giá thị trường bằng chứng trong tương lai để chuyển các khoản phí này cho người dùng cuối - một giao thức không muốn chỉ tính phí giao dịch 0,01 đô la cho người dùng và sau đó phát hiện ra rằng các giao dịch bằng chứng có giá 0,10 đô la. Đây là vấn đề tương tự mà lớp thứ hai gặp phải khi phải chuyển giá của dữ liệu cuộc gọi trong tương lai (dữ liệu chứa trong đó, thanh toán Ethereum Gas và Gas sẽ được xác định theo kích thước của dữ liệu) cho người dùng. Có ý kiến cho rằng lớp thứ hai có thể sử dụng hợp đồng tương lai không gian khối để giải quyết vấn đề này: lớp thứ hai có thể mua không gian khối với giá cố định trước, đồng thời cung cấp cho người dùng mức giá ổn định hơn.
Nhu cầu tương tự tồn tại trong thị trường bằng chứng. Các giao thức như tổng số hiệu lực có thể tạo bằng chứng ở tần suất cố định. Nếu một tổng số cần tạo bằng chứng mỗi giờ trong một năm, thì nó có thể gửi tất cả giá thầu này cùng một lúc thay vì cần phải gửi một giá thầu mới đặc biệt, có khả năng dễ bị tăng giá không? Lý tưởng nhất là họ có thể đặt trước bằng chứng về năng lực. Nếu vậy, các hợp đồng tương lai bằng chứng có nên được cung cấp trong giao thức hay các giao thức hoặc nhà cung cấp tập trung khác có được phép tạo dịch vụ trên đó không?
Điều gì về giảm giá cho số lượng lớn hoặc đơn đặt hàng có thể dự đoán? Nếu một giao thức tạo ra nhiều nhu cầu trên thị trường, thì giao thức đó có được chiết khấu hay phải trả theo giá thị trường mở?
sự riêng tư
**Thị trường bằng chứng có thể cung cấp tính toán riêng tư, mặc dù việc tạo bằng chứng thuê ngoài khó thực hiện riêng tư. ** Ứng dụng yêu cầu một kênh an toàn để gửi thông tin đầu vào riêng tư tới người châm ngôn không đáng tin cậy. Sau khi nhận được, người chứng minh cần một hộp cát tính toán an toàn để tạo bằng chứng mà không tiết lộ thông tin đầu vào riêng tư; các khu vực an toàn là một hướng đi đầy hứa hẹn. Trên thực tế, Marlin đã thử nghiệm điện toán riêng trên Azure bằng cách sử dụng GPU A100 của Nvidia thông qua Secure Eniances (công nghệ phần cứng cung cấp môi trường điện toán biệt lập cho dữ liệu nhạy cảm).
Phân cấp dần dần và lâu dài
Thị trường bằng chứng cần tìm ra cách tốt nhất để phân cấp dần dần. Lô chứng minh đầu tiên của bên thứ ba nên tham gia thị trường như thế nào? Các bước cụ thể để đạt được sự phân cấp là gì?
Các vấn đề liên quan bao gồm việc duy trì sự phân quyền. Một thách thức mà thị trường chứng minh phải đối mặt là sự đấu thầu thù địch của những người chứng minh. Một công ty chứng minh được tài trợ tốt có thể chọn hoạt động với mức giá thấp hơn thị trường, loại bỏ các nhà khai thác khác khi thua lỗ, sau đó mở rộng quy mô và tăng giá. Một hình thức đặt giá thầu thù địch khác là vận hành quá nhiều nút trong khi đặt giá thầu theo giá thị trường, sao cho một lựa chọn ngẫu nhiên khiến nhà điều hành này có một tỷ lệ yêu cầu bằng chứng không tương xứng.
bản tóm tắt
Ngoài những cân nhắc ở trên, các quyết định khác bao gồm cách gửi giá thầu và liệu việc tạo bằng chứng có thể được phân phối giữa nhiều người chứng minh hay không. Nhìn chung, hóa ra các thị trường có không gian thiết kế khổng lồ phải được nghiên cứu cẩn thận để xây dựng các thị trường hiệu quả và phi tập trung. Chúng tôi mong muốn được làm việc với các nhóm hàng đầu trong lĩnh vực này để xác định các phương pháp hứa hẹn nhất.
Vận hành cơ sở hạ tầng không kiến thức
Cho đến nay, chúng tôi đã xem xét các cân nhắc thiết kế để xây dựng một mạng bằng chứng phi tập trung và thị trường bằng chứng. Trong phần này, chúng tôi sẽ đánh giá nhà khai thác nào phù hợp nhất để tham gia vào mạng bằng chứng và chia sẻ một số suy nghĩ về phía cung cấp của việc tạo bằng chứng không kiến thức.
** Công cụ khai thác và Trình xác thực **
**Có hai loại nhà cung cấp cơ sở hạ tầng chuỗi khối chính hiện nay: công cụ khai thác và trình xác nhận. ** Công cụ khai thác chạy các nút trên các mạng bằng chứng công việc như Bitcoin. Những người khai thác này cạnh tranh để tạo ra một hàm băm đủ hiếm. Máy tính của họ càng mạnh và càng có nhiều máy tính thì họ càng có nhiều khả năng tìm thấy các hàm băm hiếm và kiếm được phần thưởng khối. Những người khai thác bitcoin ban đầu bắt đầu khai thác trên máy tính gia đình bằng CPU, nhưng khi mạng phát triển và phần thưởng khối trở nên có giá trị hơn, những người khai thác bắt đầu chuyên môn hóa hoạt động của họ. Các nút được gộp lại với nhau để đạt được hiệu quả kinh tế theo quy mô và thiết lập phần cứng được chuyên biệt hóa theo thời gian. Ngày nay, các công cụ khai thác hầu như chỉ hoạt động trong các trung tâm dữ liệu gần các nguồn năng lượng giá rẻ, sử dụng các mạch tích hợp dành riêng cho ứng dụng bitcoin (ASIC).
**Sự gia tăng của bằng chứng cổ phần đòi hỏi một loại nhà điều hành nút mới: trình xác thực. **Người xác minh có vai trò tương tự như người khai thác. Họ đề xuất các khối, thực hiện chuyển đổi trạng thái và tham gia vào sự đồng thuận. Tuy nhiên, họ không giống như những người khai thác Bitcoin, những người tạo ra càng nhiều hashrate (sức mạnh tính toán) càng tốt để tăng cơ hội tạo ra một khối. Thay vào đó, những người xác thực được chọn ngẫu nhiên để đề xuất các khối dựa trên giá trị của tài sản được đặt cho họ. Thay đổi này loại bỏ nhu cầu về thiết bị sử dụng nhiều năng lượng và phần cứng chuyên dụng trong PoS, cho phép các nhà khai thác nút phân phối rộng rãi hơn chạy trình xác thực và trình xác thực thậm chí có thể chạy trên đám mây.
Thay đổi tinh tế hơn được giới thiệu bởi Proof of Stake (PoS) là nó làm cho hoạt động kinh doanh cơ sở hạ tầng chuỗi khối trở thành hoạt động kinh doanh dịch vụ. Trong Proof-of-Work (PoW), các công cụ khai thác hoạt động ở phần phụ trợ, hầu như không hiển thị đối với người dùng và nhà đầu tư (bạn có thể kể tên một số công cụ khai thác bitcoin không?). Họ chỉ có một khách hàng và đó chính là mạng lưới. Trong Proof of Stake, những người xác thực (như Lido, Rocket) cung cấp tính bảo mật của mạng bằng cách đặt cược mã thông báo của họ làm tài sản thế chấp, nhưng họ cũng có một khách hàng khác: những người đặt cược. Những người nắm giữ mã thông báo tìm kiếm các nhà khai thác mà họ có thể tin tưởng để thay mặt họ vận hành cơ sở hạ tầng một cách an toàn và bảo mật, kiếm phần thưởng đặt cược. Vì những người xác thực kiếm được doanh thu tương xứng với mức tăng trưởng tài sản mà họ có thể thu hút, nên họ hoạt động giống như một công ty dịch vụ. Người xác thực đã gắn thương hiệu, thuê nhóm bán hàng và xây dựng mối quan hệ với các cá nhân và tổ chức có thể đặt cược mã thông báo của họ cho người xác thực. Điều này làm cho hoạt động kinh doanh đặt cược rất khác với hoạt động kinh doanh khai thác. Sự khác biệt quan trọng này giữa hai doanh nghiệp là một trong những lý do tại sao các nhà cung cấp cơ sở hạ tầng bằng chứng công việc và bằng chứng cổ phần lớn nhất là các công ty hoàn toàn khác nhau.
Tập đoàn cơ sở hạ tầng ZK
Trong năm qua, một số công ty đã nổi lên chuyên về tăng tốc phần cứng ZKP (Zero-Knowledge Proof). Một số công ty này sản xuất phần cứng để bán cho các nhà mạng; những công ty khác tự vận hành phần cứng, trở thành một loại nhà cung cấp cơ sở hạ tầng mới. Các công ty phần cứng ZK nổi tiếng nhất hiện nay bao gồm Cysic, Ulvetanna và Ingonyama. Cysic có kế hoạch xây dựng ASIC (mạch tích hợp dành riêng cho ứng dụng) có thể tăng tốc các hoạt động ZKP thông thường, đồng thời giữ cho chip linh hoạt cho các đổi mới phần mềm trong tương lai. Ulvetanna đang xây dựng các cụm FPGA (Field Programmable Gate Array) để phục vụ các ứng dụng yêu cầu khả năng kiểm chứng đặc biệt mạnh mẽ. Ingonyama đang nghiên cứu cải tiến thuật toán và xây dựng thư viện CUDA để tăng tốc ZK, với kế hoạch cuối cùng là thiết kế một ASIC.
Ghi chú về khối kỳ lân: Thư viện CUDA: CUDA (Compute Unified Device Architecture) là một nền tảng điện toán song song và giao diện lập trình ứng dụng (API) do Tập đoàn NVIDIA phát triển cho đơn vị xử lý đồ họa (GPU) của mình. Thư viện CUDA là một tập hợp các chương trình được biên dịch sẵn dựa trên CUDA, có thể thực hiện các hoạt động song song trên GPU NVIDIA để tăng tốc độ xử lý. Ví dụ: thư viện hàm cho đại số tuyến tính, biến đổi Fourier, tạo số ngẫu nhiên, v.v.
ASIC: ASIC là tên viết tắt của Application-Specific Integrated Circuit, được dịch sang tiếng Trung Quốc là "mạch tích hợp dành riêng cho ứng dụng". Nó là một mạch tích hợp được thiết kế để đáp ứng các yêu cầu ứng dụng cụ thể.Không giống như bộ xử lý đa năng (chẳng hạn như CPU của bộ xử lý trung tâm) có thể thực hiện nhiều hoạt động khác nhau, ASIC đã xác định các nhiệm vụ cụ thể mà nó sẽ thực hiện khi nó được thiết kế. Do đó, ASIC thường đạt được hiệu suất cao hơn hoặc hiệu quả năng lượng cao hơn ở các nhiệm vụ mà chúng được thiết kế.
Ai sẽ vận hành cơ sở hạ tầng ZK? Chúng tôi tin rằng các công ty vận hành tốt cơ sở hạ tầng ZK chủ yếu được xác định bởi mô hình khuyến khích của người chứng minh và các yêu cầu về hiệu suất. Thị trường sẽ được chia thành các công ty đặt cược và các nhóm bản địa ZK mới. Đối với các ứng dụng yêu cầu chứng minh hiệu suất cao nhất hoặc độ trễ cực thấp, nhóm gốc ZK có thể giành chiến thắng trong cuộc thi chứng minh sẽ chiếm ưu thế. Chúng tôi mong đợi những trường hợp cực đoan như vậy là ngoại lệ chứ không phải là tiêu chuẩn. Phần còn lại của thị trường sẽ bị chi phối bởi hoạt động kinh doanh đặt cược.
Tại sao các công cụ khai thác không phù hợp để vận hành cơ sở hạ tầng ZK? Rốt cuộc, bằng chứng ZK, đặc biệt là đối với các mạch lớn, có nhiều điểm tương đồng với việc khai thác. Nó đòi hỏi rất nhiều năng lượng và tài nguyên máy tính, và có thể yêu cầu phần cứng chuyên dụng. Tuy nhiên, **chúng tôi không nghĩ rằng những người khai thác sẽ là những người dẫn đầu sớm trong không gian bằng chứng. **
**Đầu tiên, không thể sử dụng phần cứng bằng chứng công việc (PoW) một cách hiệu quả để chứng minh công việc. ** ASIC của Bitcoin không thể được tái sử dụng theo định nghĩa. Các GPU thường được sử dụng để khai thác Ethereum trước khi sáp nhập, chẳng hạn như Nvidia Cmp Hx, được thiết kế đặc biệt để khai thác, khiến chúng hoạt động kém trên khối lượng công việc ZK. Cụ thể, băng thông dữ liệu của chúng yếu, khiến khả năng song song hóa do GPU cung cấp không đạt được lợi ích thực sự. Những người khai thác muốn tham gia vào lĩnh vực kinh doanh bằng chứng sẽ phải tích lũy phần cứng sẵn sàng cho ZK từ đầu.
**Ngoài ra, các công ty khai thác thiếu sự công nhận thương hiệu và gặp bất lợi trong các bằng chứng dựa trên đặt cược. **Lợi thế lớn nhất đối với những người khai thác là khả năng tiếp cận năng lượng giá rẻ, cho phép họ tính phí thấp hơn hoặc tham gia có lợi hơn vào thị trường bằng chứng chứng minh, nhưng điều này khó có thể vượt qua những thách thức mà họ gặp phải.
**Cuối cùng, những người khai thác đã quen với các yêu cầu tĩnh. **Việc khai thác Bitcoin và Ethereum không yêu cầu thay đổi thường xuyên hoặc đáng kể đối với hàm băm của chúng, cũng như không yêu cầu các nhà khai thác này thực hiện các sửa đổi khác đối với các giao thức (không bao gồm sáp nhập) ảnh hưởng đến thiết lập khai thác của họ. Ngược lại, bằng chứng ZK yêu cầu cảnh giác với những thay đổi trong công nghệ bằng chứng, điều này có thể ảnh hưởng đến việc thiết lập và tối ưu hóa phần cứng.
Mô hình bằng chứng dựa trên cổ phần là một lựa chọn tự nhiên cho các công ty xác nhận. Các nhà đầu tư cá nhân và tổ chức trong các ứng dụng không có kiến thức sẽ ủy quyền mã thông báo của họ cho các nhà cung cấp cơ sở hạ tầng để nhận phần thưởng. Một doanh nghiệp đặt cược có đội ngũ, kinh nghiệm và các mối quan hệ hiện có có thể thu hút một lượng lớn ủy quyền mã thông báo. Ngay cả đối với các giao thức không hỗ trợ Bằng chứng cổ phần được ủy quyền (PoS), nhiều công ty xác nhận cung cấp dịch vụ xác thực danh sách trắng để chạy cơ sở hạ tầng thay mặt cho các bên khác, một thông lệ phổ biến trên Ethereum.
Trình xác nhận không có quyền truy cập vào điện giá rẻ như máy khai thác, khiến chúng không phù hợp với các nhiệm vụ sử dụng nhiều năng lượng nhất. Thiết lập phần cứng cần thiết để chạy trình xác minh nhằm tổng hợp tính hợp lệ có thể phức tạp hơn trình xác minh thông thường, nhưng có khả năng phù hợp với cơ sở hạ tầng máy chủ chuyên dụng hoặc đám mây hiện tại của trình xác minh. Nhưng giống như những người khai thác, các công ty này không có chuyên môn về ZK nội bộ và phải vật lộn để duy trì tính cạnh tranh trong cuộc đua bằng chứng chứng minh. Ngoài các bằng chứng dựa trên staking, việc vận hành cơ sở hạ tầng ZK có mô hình kinh doanh khác với việc vận hành trình xác thực và không có tác động phản hồi tích cực mạnh mẽ với các hoạt động staking. Chúng tôi hy vọng các nhà cung cấp cơ sở hạ tầng ZK bản địa sẽ thống trị các nhiệm vụ bằng chứng hiệu suất cao không dựa trên staking.
Tóm tắt
Ngày nay, hầu hết các trình chứng minh được điều hành bởi các nhóm xây dựng ứng dụng yêu cầu chúng. Khi ngày càng có nhiều mạng ZK được tung ra và phân cấp, các nhà khai thác mới sẽ tham gia thị trường để đáp ứng nhu cầu chứng minh. Danh tính của các nhà khai thác này phụ thuộc vào mô hình lựa chọn chứng thực và các yêu cầu chứng thực do giao thức cụ thể áp đặt.
Các công ty cơ sở hạ tầng đặt cược và nhà khai thác cơ sở hạ tầng ZK bản địa có nhiều khả năng thống trị thị trường mới này.
Bằng chứng phi tập trung là một biên giới mới thú vị cho cơ sở hạ tầng chuỗi khối. Nếu bạn là nhà phát triển ứng dụng hoặc nhà cung cấp cơ sở hạ tầng trong lĩnh vực ZK, chúng tôi rất sẵn lòng lắng nghe ý kiến và đề xuất của bạn.
Xem bản gốc
This page may contain third-party content, which is provided for information purposes only (not representations/warranties) and should not be considered as an endorsement of its views by Gate, nor as financial or professional advice. See Disclaimer for details.
Bằng chứng phi tập trung, thị trường bằng chứng và cơ sở hạ tầng ZK
Tác giả: Figment Capital; Trình biên dịch: Block Unicorn
giới thiệu:
Công nghệ không kiến thức (ZK) đang được cải thiện nhanh chóng. Khi công nghệ tiến bộ, nhiều ứng dụng ZK sẽ xuất hiện, thúc đẩy nhu cầu ngày càng tăng đối với việc tạo bằng chứng không kiến thức (ZKP).
Hiện tại, hầu hết các ứng dụng ZK là các giao thức bảo vệ quyền riêng tư. Bằng chứng được tạo bởi các ứng dụng bảo mật như ZCash và TornadoCash được tạo cục bộ bởi người dùng, vì việc tạo ZKP yêu cầu kiến thức về đầu vào bí mật. Những tính toán này tương đối nhỏ và có thể được tạo trên phần cứng cấp độ người tiêu dùng. Chúng tôi coi bằng chứng ZK do người dùng tạo là bằng chứng của khách hàng.
Trong khi một số cách tạo bằng chứng có thể tương đối nhẹ, thì những cách khác lại yêu cầu tính toán phức tạp hơn. Ví dụ: Rollup hợp lệ (tức là zkRollup) có thể yêu cầu chứng minh hàng nghìn giao dịch trong Máy ảo ZK (zkVM), yêu cầu nhiều tài nguyên máy tính hơn và do đó mất nhiều thời gian hơn để chứng minh. Việc tạo bằng chứng cho những tính toán lớn này đòi hỏi phải có máy móc mạnh mẽ. May mắn thay, vì những bằng chứng này chỉ dựa vào tính đơn giản của bằng chứng không có kiến thức hơn là không có kiến thức (không có đầu vào bí mật), việc tạo bằng chứng có thể được thuê ngoài một cách an toàn cho các bên bên ngoài và chúng tôi sẽ Bằng chứng thế hệ được thuê ngoài (thuê ngoài tính toán cần thiết để chứng minh cho đám mây hoặc tác nhân khác) thế hệ được gọi là bằng chứng phía máy chủ.
Chặn ghi chú kỳ lân: Sự khác biệt giữa bằng chứng không có kiến thức và không có kiến thức. Không có kiến thức là một khung công nghệ bảo mật cơ bản, có nghĩa là trong quá trình giao tiếp, người xác minh chứng minh tính xác thực của sự kiện cho người xác minh mà không tiết lộ bất kỳ thông tin nào, do đó bảo vệ quyền riêng tư.
Bằng chứng không kiến thức là một công cụ mã hóa được sử dụng để chứng minh tính đúng đắn của một khẳng định mà không tiết lộ bất kỳ thông tin bổ sung nào về khẳng định đó. Đó là một kỹ thuật dựa trên các thuật toán và giao thức toán học để chứng minh cho người khác thấy sự thật của một khẳng định mà không để lộ thông tin nhạy cảm. Bằng chứng không có kiến thức cho phép người chứng minh cung cấp bằng chứng cho người xác minh và người xác minh có thể xác minh tính đúng đắn của bằng chứng, nhưng không thể có được thông tin cụ thể đằng sau bằng chứng.
Nói tóm lại, không kiến thức là một khái niệm chung đề cập đến việc duy trì tính bảo mật của thông tin trong quá trình tương tác hoặc bằng chứng và bằng chứng không kiến thức là một công nghệ mã hóa cụ thể được sử dụng để đạt được chứng minh tương tác không kiến thức.
Chặn ghi chú kỳ lân Trong văn bản, các thuật ngữ "người chứng minh" và "người xác nhận" có ý nghĩa khác nhau.
Người chứng minh: đề cập đến thực thể thực hiện các nhiệm vụ tạo bằng chứng cụ thể. Họ chịu trách nhiệm tạo bằng chứng không có kiến thức để xác minh và chứng minh các tính toán hoặc giao dịch cụ thể. Người xác nhận có thể là một nút điện toán chạy trên mạng phi tập trung hoặc phần cứng chuyên dụng thiết bị.
Người xác minh: đề cập đến các nút tham gia vào cơ chế đồng thuận chuỗi khối, chịu trách nhiệm xác minh và xác minh tính hợp lệ của các giao dịch và khối, đồng thời tham gia vào quy trình đồng thuận. Người xác thực thường cần phải cam kết một số lượng mã thông báo nhất định để đảm bảo an toàn và được thưởng tương ứng với số tiền đã cam kết của họ. Trình xác thực không nhất thiết phải trực tiếp thực hiện các nhiệm vụ tạo bằng chứng cụ thể, nhưng họ đảm bảo tính bảo mật và tính toàn vẹn của mạng bằng cách tham gia vào sự đồng thuận.
Chứng minh phía máy chủ
Bằng chứng phía máy chủ được sử dụng trong nhiều ứng dụng chuỗi khối, bao gồm:
1. Khả năng mở rộng: Các công nghệ Tổng hợp hiệu quả như Starknet, zkSync và Scroll mở rộng khả năng của Ethereum bằng cách di chuyển tính toán ra khỏi chuỗi.
**2. Khả năng tương tác giữa các chuỗi: **Bằng chứng có thể được sử dụng để thúc đẩy giao tiếp tin cậy tối thiểu giữa các chuỗi khối khác nhau nhằm đạt được việc truyền dữ liệu và tài sản an toàn. Trong số các đội có Polymer, Polyhedra, Herodotus và Succinct.
**3. Phần mềm trung gian không tin cậy: **Các dự án phần mềm trung gian như RiscZero và HyperOracle tận dụng bằng chứng không kiến thức để cung cấp quyền truy cập vào tính toán và dữ liệu ngoài chuỗi không tin cậy.
**4. L1 ngắn gọn (chuỗi công khai một lớp dựa trên ZKP): **Các chuỗi khối ngắn gọn tương tự như Mina và Repyh sử dụng SNARK đệ quy, cho phép người dùng có sức mạnh tính toán yếu xác minh trạng thái một cách độc lập.
Giờ đây, nhiều tiền mã hóa, công cụ và phần cứng tiên quyết đã được phát triển, các ứng dụng sử dụng bằng chứng phía máy chủ cuối cùng cũng bắt đầu tung ra thị trường. Trong vài năm tới, các bằng chứng phía máy chủ sẽ phát triển theo cấp số nhân, đòi hỏi sự phát triển của cơ sở hạ tầng và các nhà khai thác mới có thể tạo ra các bằng chứng chuyên sâu tính toán này một cách hiệu quả.
Mặc dù tập trung trong giai đoạn đầu, hầu hết các ứng dụng sử dụng bằng chứng phía máy chủ đều có mục tiêu dài hạn là phân cấp vai trò của người chứng minh. Cũng như các thành phần ngăn xếp cơ sở hạ tầng khác như trình xác thực và trình đặt hàng, việc phân cấp hiệu quả vai trò trình chứng minh sẽ yêu cầu thiết kế khuyến khích và giao thức cẩn thận.
Trong bài báo này, chúng tôi khám phá thiết kế của các mạng chứng minh. Trước tiên, chúng tôi phân biệt giữa mạng bằng chứng và thị trường bằng chứng. Mạng bằng chứng là một tập hợp các chứng minh phục vụ một ứng dụng duy nhất, chẳng hạn như Tổng hợp hiệu lực. Thị trường bằng chứng là một thị trường mở nơi nhiều ứng dụng có thể gửi yêu cầu cho các tính toán có thể kiểm chứng. Tiếp theo, chúng tôi cung cấp tổng quan về các mô hình mạng bằng chứng phi tập trung hiện tại, sau đó chia sẻ một số phạm vi sơ bộ cho thiết kế bằng chứng thị trường, một lĩnh vực vẫn chưa được khai thác. Cuối cùng, chúng tôi thảo luận về những thách thức của việc vận hành cơ sở hạ tầng không có kiến thức và kết luận rằng các nhà cung cấp đặt cược và các nhóm chuyên dụng không có kiến thức phù hợp hơn để đáp ứng nhu cầu thị trường bằng chứng mới nổi hơn là các công cụ khai thác PoW.
Mạng bằng chứng và thị trường bằng chứng
Các ứng dụng không có kiến thức (ZK) yêu cầu người chứng minh tạo ra bằng chứng của họ. Mặc dù hiện đang tập trung, nhưng hầu hết các ứng dụng ZK sẽ có thế hệ bằng chứng phi tập trung. Người chứng minh không cần phải đáng tin cậy để tạo ra kết quả chính xác, vì bằng chứng có thể dễ dàng xác minh. Tuy nhiên, có một số lý do khiến các ứng dụng theo đuổi bằng chứng phi tập trung:
1. Liveness: Nhiều người chứng nhận đảm bảo rằng giao thức hoạt động đáng tin cậy và không gặp phải thời gian ngừng hoạt động khi một số người chứng nhận tạm thời không hoạt động.
2. Khả năng chống kiểm duyệt: Có nhiều người chứng minh hơn sẽ cải thiện khả năng chống lại sự kiểm duyệt, một nhóm nhỏ người chứng minh có thể từ chối chứng thực một số loại giao dịch nhất định.
3. Cạnh tranh: Một tập hợp các bằng chứng lớn hơn có thể tăng áp lực thị trường đối với các nhà khai thác để tạo ra các bằng chứng nhanh hơn và rẻ hơn.
Điều này khiến các ứng dụng phải đối mặt với một quyết định thiết kế: họ có nên tự khởi chạy mạng bằng chứng của riêng mình hay thuê ngoài trách nhiệm cho một thị trường bằng chứng? Gia công phần mềm tạo bằng chứng cho các thị trường bằng chứng đang trong quá trình phát triển, chẳng hạn như =nil; (là tên dự án), RiscZero và Marlin cung cấp bằng chứng phi tập trung plug-and-play và cho phép các nhà phát triển ứng dụng tập trung vào ngăn xếp các thành phần khác của họ. Trên thực tế, những thị trường này là sự mở rộng tự nhiên của lập luận về tính mô đun. Tương tự như một người đặt hàng được chia sẻ, một thị trường chứng minh thực sự là một mạng lưới các chứng minh được chia sẻ. Chúng cũng tối đa hóa việc sử dụng phần cứng bằng cách chia sẻ các chứng minh giữa các ứng dụng; các chứng minh có thể được sử dụng lại khi một ứng dụng không cần tạo chứng minh ngay lập tức.
Tuy nhiên, thị trường bằng chứng cũng có một số nhược điểm. Nội bộ hóa vai trò chứng minh có thể cải thiện tiện ích của mã thông báo gốc bằng cách cho phép các giao thức tận dụng mã thông báo của riêng chúng để đặt cược và khuyến khích chứng minh. Điều này cũng có thể cung cấp chủ quyền lớn hơn cho ứng dụng thay vì tạo ra một điểm lỗi bên ngoài.
Một điểm khác biệt quan trọng giữa mạng bằng chứng và thị trường bằng chứng là trong mạng bằng chứng, thường chỉ có một yêu cầu bằng chứng tại một thời điểm cần được đáp ứng bởi một bộ chứng minh. Ví dụ: trong Rollup hiệu lực, mạng nhận được một loạt giao dịch, tính toán bằng chứng hợp lệ để chứng minh rằng chúng đã được thực hiện chính xác và gửi bằng chứng đến L1 (mạng một lớp), một bằng chứng hợp lệ duy nhất được chọn từ một tập hợp phi tập trung của do tục ngữ tạo ra.
Mạng bằng chứng phi tập trung
Khi giao thức ZK ổn định, nhiều nhóm sẽ dần phân cấp cơ sở hạ tầng của họ để cải thiện tính sống động của mạng và khả năng chống kiểm duyệt. Việc đưa nhiều bộ chuẩn vào giao thức làm tăng thêm độ phức tạp cho mạng, đặc biệt, giao thức hiện phải quyết định bộ chuẩn nào sẽ gán cho một tính toán cụ thể. Hiện nay có ba cách tiếp cận chính:
Lựa chọn dựa trên chứng minh vốn chủ sở hữu: Người chứng minh thế chấp tài sản để tham gia vào mạng lưới. Tại mỗi giai đoạn chứng minh, một người chứng minh được chọn ngẫu nhiên, trọng số của người này được xác định bởi giá trị của các mã thông báo đã đặt cược của người đó và đầu ra được tính toán. Khi được chọn, người chứng minh được đền bù để tạo ra bằng chứng. Các điều kiện phạt cụ thể và lựa chọn người lãnh đạo có thể khác nhau đối với từng giao thức. Mô hình này tương tự như cơ chế PoS.
Bằng chứng khai thác: Nhiệm vụ của người khai thác là tạo ZKP liên tục cho đến khi tạo ra bằng chứng có giá trị băm đủ hiếm. Làm như vậy sẽ cho phép họ chứng thực trong kỷ nguyên tiếp theo và kiếm được phần thưởng của kỷ nguyên, với việc người chứng minh có thể tạo ra nhiều ZKP hơn để có nhiều khả năng giành được kỷ nguyên hơn. Loại bằng chứng này rất giống với khai thác PoW - nó đòi hỏi rất nhiều năng lượng và tài nguyên phần cứng; một điểm khác biệt chính so với khai thác truyền thống là trong PoW, tính toán băm chỉ là phương tiện để đạt được mục đích. Khả năng tạo hàm băm SHA-256 bằng Bitcoin không có giá trị nào khác ngoài việc tăng cường bảo mật mạng. Tuy nhiên, trong bằng chứng khai thác, mạng cung cấp các ưu đãi cho những người khai thác để đẩy nhanh việc tạo ZKP, điều này cuối cùng mang lại lợi ích cho mạng. Bằng chứng khai thác được tiên phong bởi Aleo.
Cuộc đua chứng minh: Trong mỗi kỷ nguyên, những người chứng minh cạnh tranh để tạo ra các bằng chứng nhanh nhất có thể. Người đầu tiên tạo ra bằng chứng sẽ được thưởng một vị trí. Cách tiếp cận này dễ bị tác động bởi người thắng được tất cả. Nếu một nhà điều hành duy nhất có thể tạo bằng chứng nhanh hơn những người khác, thì họ sẽ giành chiến thắng trong mỗi kỷ nguyên. Có thể giảm bớt việc tập trung hóa bằng cách phân phối phần thưởng bằng chứng cho N người vận hành đầu tiên tạo ra bằng chứng hợp lệ lần đầu tiên hoặc bằng cách giới thiệu một số tính ngẫu nhiên. Tuy nhiên, ngay cả trong trường hợp này, những người vận hành nhanh nhất vẫn có thể chạy nhiều máy để có thu nhập khác.
Một kỹ thuật khác là bằng chứng phân tán. Trong trường hợp này, thay vì một chương trình duy nhất giành quyền tạo ra bằng chứng trong một khoảng thời gian nhất định, nhiệm vụ tạo bằng chứng được phân bổ giữa nhiều bên, những người này làm việc cùng nhau để tạo ra một đầu ra duy nhất. Một ví dụ là mạng chứng minh liên kết, chia một chứng minh thành nhiều câu lệnh nhỏ hơn có thể được chứng minh riêng lẻ, sau đó chứng minh đệ quy cho một câu lệnh duy nhất trong cấu trúc cây. Một ví dụ khác là zkBridge, đề xuất một giao thức ZKP mới gọi là deVirgo có thể dễ dàng phân phối bằng chứng trên nhiều máy và đã được Polyhedra triển khai. Các bằng chứng phân tán vốn đã dễ phân cấp hơn và có thể tăng đáng kể tốc độ tạo ra các bằng chứng. Mỗi người tham gia tạo thành một cụm máy tính và tham gia khai thác bằng chứng hoặc cạnh tranh. Phần thưởng có thể được phân phối đồng đều dựa trên đóng góp của họ cho cụm và bằng chứng được phân phối tương thích với bất kỳ mô hình lựa chọn người chứng minh nào.
**Việc chọn người chứng nhận dựa trên vốn chủ sở hữu, khai thác bằng chứng và bằng chứng cạnh tranh phải được cân nhắc ở ba khía cạnh: yêu cầu về vốn, yêu cầu tích lũy phần cứng và tối ưu hóa người chứng nhận. **
Các mô hình chứng minh dựa trên cổ phần đòi hỏi những người chứng minh phải góp vốn, nhưng ít quan trọng hơn để tăng tốc độ tạo bằng chứng, vì những người chứng minh không được lựa chọn dựa trên tốc độ chứng minh của chúng (mặc dù những người chứng minh nhanh hơn có thể có nhiều khả năng thu hút sự ủy quyền hơn). Bằng chứng khai thác cân bằng hơn, nó đòi hỏi một lượng vốn nhất định để tích lũy máy móc và trả chi phí năng lượng để tạo ra nhiều bằng chứng hơn. Nó cũng khuyến khích tăng tốc ZKP, giống như việc khai thác Bitcoin khuyến khích băm SHA-256 được tăng tốc. Chứng minh rằng sự cạnh tranh đòi hỏi vốn và cơ sở hạ tầng tối thiểu, một nhà điều hành có thể chạy một cỗ máy siêu tối ưu hóa để cạnh tranh trong từng vị trí. Mặc dù là cách tiếp cận nhẹ nhàng nhất, nhưng chúng tôi tin rằng bằng chứng về các cuộc thi phải đối mặt với nguy cơ tập trung hóa cao nhất do động lực kẻ thắng được cả. Các cuộc thi chứng minh (như khai thác mỏ) cũng dẫn đến các tính toán dư thừa, nhưng chúng đảm bảo tính sống động tốt hơn vì không cần phải lo lắng về việc người chứng minh thiếu một vị trí để được chọn.
Một lợi ích khác của mô hình dựa trên cổ phần là ít áp lực hơn đối với những người chứng minh phải cạnh tranh về hiệu suất, cho phép có cơ hội hợp tác giữa các nhà khai thác. Cộng tác thường bao gồm chia sẻ kiến thức, chẳng hạn như phổ biến các kỹ thuật mới để tăng tốc độ tạo bằng chứng hoặc hướng dẫn người vận hành mới về cách bắt đầu kiểm chứng. Ngược lại, các cuộc thi bằng chứng gần giống với các tìm kiếm MEV (Tối đa hóa giá trị Ethereum), trong đó các thực thể được bảo mật hơn và đối nghịch hơn để duy trì lợi thế cạnh tranh.
Trong số ba yếu tố này, chúng tôi tin rằng nhu cầu về tốc độ sẽ là biến số chính ảnh hưởng đến việc một mạng có thể phân cấp bộ chứng minh của nó hay không. Tài nguyên vốn và phần cứng sẽ dồi dào, tuy nhiên, càng có nhiều người chứng minh cạnh tranh về tốc độ, mạng sẽ càng ít phi tập trung hơn. Mặt khác, tốc độ càng được thúc đẩy, mạng sẽ hoạt động tốt hơn, những thứ khác không đổi. Mặc dù các tác động chính xác có thể khác nhau, nhưng Proof of Networks phải đối mặt với sự đánh đổi tương tự giữa hiệu suất và tính phi tập trung như các chuỗi khối lớp 1.
**Mô hình chứng minh nào sẽ thắng? **
Chúng tôi hy vọng rằng hầu hết các mạng bằng chứng sẽ áp dụng mô hình dựa trên cổ phần mang lại sự cân bằng tốt nhất giữa việc khuyến khích hiệu suất và duy trì sự phân cấp.
Bằng chứng phi tập trung có thể không phù hợp với hầu hết các bản tổng hợp hiệu lực. Các mô hình trong đó mỗi người chứng thực chứng thực một phần giao dịch và sau đó tổng hợp chúng một cách đệ quy phải đối mặt với các hạn chế về băng thông mạng. Bản chất tuần tự của các giao dịch tổng hợp cũng gây khó khăn cho việc sắp xếp thứ tự—bằng chứng về các giao dịch trước đó phải được đưa vào trước khi các giao dịch tiếp theo có thể được chứng minh. Nếu một người chứng minh không cung cấp bằng chứng của mình, bằng chứng cuối cùng không thể được xây dựng.
Ngoài Aleo và Ironfish, khai thác ZK sẽ không phổ biến trong các ứng dụng ZK. Nó tiêu tốn năng lượng và không cần thiết cho hầu hết các ứng dụng. Các cuộc đua bằng chứng cũng không phổ biến vì chúng dẫn đến hiệu ứng tập trung hóa. Giao thức càng ưu tiên hiệu suất hơn là phân quyền, thì mô hình dựa trên chủng tộc sẽ càng hấp dẫn. Tuy nhiên, khả năng tăng tốc phần cứng và phần mềm ZK có thể truy cập hiện có đã mang lại những cải tiến đáng kể về tốc độ. Chúng tôi hy vọng rằng đối với hầu hết các ứng dụng, việc áp dụng mô hình cuộc đua kiểm chứng để tăng tốc độ tạo bằng chứng sẽ chỉ mang lại một cải tiến nhỏ cho mạng và cải tiến này không đáng để mạng phải hy sinh mạng cho nó (các cuộc đua kiểm chứng).
** THIẾT KẾ CHỨNG MINH THỊ TRƯỜNG**
Khi ngày càng có nhiều ứng dụng áp dụng công nghệ không kiến thức (ZK), nhiều ứng dụng nhận ra rằng họ muốn thuê ngoài cơ sở hạ tầng ZK cho một thị trường bằng chứng hơn là tự xử lý cơ sở hạ tầng đó. Không giống như mạng bằng chứng chỉ phục vụ một ứng dụng duy nhất, thị trường bằng chứng có thể phục vụ nhiều ứng dụng và đáp ứng các nhu cầu bằng chứng khác nhau tương ứng của chúng. Những thị trường này hướng đến hiệu suất cao, phi tập trung và linh hoạt.
HIỆU SUẤT CAO: Nhu cầu trên thị trường sẽ rất đa dạng. Ví dụ, một số chứng minh đòi hỏi tính toán nhiều hơn những chứng minh khác. Bằng chứng mất nhiều thời gian hơn để tạo sẽ yêu cầu phần cứng chuyên dụng và các tối ưu hóa khác để tăng tốc bằng chứng không kiến thức (ZKP) và thị trường cũng cần cung cấp dịch vụ tạo bằng chứng nhanh cho các ứng dụng và người dùng sẵn sàng trả tiền.
Phân cấp: Tương tự như Proof Network, Proof Market và các ứng dụng của nó muốn thị trường được phân cấp. Bằng chứng phi tập trung làm tăng tính sống động, khả năng chống kiểm duyệt và hiệu quả của thị trường.
Tính linh hoạt: Các yếu tố khác không đổi, điều đó chứng tỏ rằng thị trường muốn linh hoạt nhất có thể để đáp ứng nhu cầu của các ứng dụng khác nhau. Một zkBridge được kết nối với Ethereum có thể yêu cầu bằng chứng cuối cùng giống như Groth16 để cung cấp xác minh bằng chứng giá rẻ trên chuỗi. Ngược lại, các mô hình zkML (ML dùng để chỉ máy học) có thể thích các lược đồ chứng minh dựa trên Nova, được tối ưu hóa cho các chứng minh đệ quy. Tính linh hoạt cũng có thể được phản ánh trong quá trình tích hợp.Thị trường có thể cung cấp zkVM (Máy ảo không kiến thức) để xác minh các tính toán có thể kiểm chứng của các chương trình được viết bằng ngôn ngữ cấp cao (chẳng hạn như Rust), cung cấp cho các nhà phát triển một cách dễ dàng hơn để tích hợp.
Thiết kế các thị trường bằng chứng hiệu quả, phi tập trung và đủ linh hoạt để hỗ trợ các ứng dụng Zero-Knowledge Proof (ZKP) khác nhau là một lĩnh vực nghiên cứu khó và chưa được khám phá sâu. Giải quyết vấn đề này đòi hỏi thiết kế kỹ thuật và khuyến khích cẩn thận. Dưới đây, chúng tôi chia sẻ một số khám phá ban đầu về những cân nhắc ban đầu và sự đánh đổi trong thiết kế Proof of Market:
Cơ Chế Khuyến Khích và Trừng Phạt
**Người chứng minh phải có các biện pháp khuyến khích và trừng phạt để duy trì tính toàn vẹn và hoạt động của thị trường. **Cách dễ nhất để giới thiệu các ưu đãi là sử dụng động lực đặt cược và phạt. Các nhà khai thác có thể được khuyến khích bằng bằng chứng về giá thầu yêu cầu và thậm chí có thể được thưởng thông qua lạm phát mã thông báo.
** Cổ phần tối thiểu để tham gia mạng có thể được thực thi để ngăn chặn các cuộc tấn công giả mạo. **Người xác nhận gửi bằng chứng sai có thể bị phạt vì mã thông báo đã đặt cược. Người chứng minh cũng có thể bị phạt nếu mất quá nhiều thời gian để tạo ra bằng chứng hoặc hoàn toàn không tạo ra được bằng chứng. Hình phạt này có thể tỷ lệ thuận với giá thầu bằng chứng - giá thầu càng cao thì bằng chứng bị trì hoãn (và do đó càng có ý nghĩa kinh tế) thì hình phạt càng lớn.
Trong trường hợp hình phạt (trong người xác minh/người chứng nhận nút Proof-of-Stake sẽ bị trừng phạt nếu họ vi phạm các quy tắc POS) là quá mức, thì có thể sử dụng hệ thống danh tiếng để thay thế. =nil; (đây là tên dự án) hiện đang sử dụng hệ thống dựa trên danh tiếng để quy trách nhiệm cho những người chứng minh và những người chứng minh có tiền sử không trung thực hoặc hoạt động kém ít có khả năng được công cụ đối sánh khớp với giá thầu.
Cơ chế phù hợp
Cơ chế khớp lệnh là bài toán kết nối giữa cung và cầu trên thị trường. Việc thiết kế một công cụ so khớp—nghĩa là các quy tắc xác định cách các chứng từ được ghép nối với các yêu cầu chứng thực—sẽ là một trong những nhiệm vụ khó khăn và quan trọng nhất đối với thị trường, nhiệm vụ này có thể được thực hiện thông qua đấu giá hoặc sổ đặt hàng.
Đấu giá: Phiên đấu giá bao gồm việc những người chứng thực đặt giá thầu cho các yêu cầu chứng thực để xác định người chứng thực nào giành được quyền tạo chứng thực. Thách thức với các cuộc đấu giá là nếu người thắng cuộc đấu giá không trả lại bằng chứng, thì cuộc đấu giá phải được chạy lại (bạn không thể ngay lập tức mời người trả giá cao thứ hai đưa ra bằng chứng).
Sổ đặt hàng: Sổ đặt hàng yêu cầu ứng dụng gửi giá thầu để mua bằng chứng cho cơ sở dữ liệu mở; người đặt hàng phải gửi yêu cầu bán bằng chứng. Giá thầu và yêu cầu có thể được khớp nếu hai yêu cầu được đáp ứng: 1) giá tính toán của giá thầu của thỏa thuận cao hơn giá yêu cầu của người chứng minh và 2) thời gian giao hàng của người chứng minh thấp hơn thời gian yêu cầu của đấu thầu. Nói cách khác, các ứng dụng gửi một phép tính vào sổ đặt hàng và xác định phần thưởng tối đa mà họ sẵn sàng trả và thời gian tối đa họ sẵn sàng chờ bằng chứng nhận. Người cung cấp đủ điều kiện để được so khớp nếu họ gửi yêu cầu về giá và thời gian dưới mức yêu cầu này. Sổ đặt hàng phù hợp hơn cho các trường hợp sử dụng có độ trễ thấp vì giá thầu từ sổ đặt hàng có thể được lấp đầy ngay lập tức.
Chứng minh rằng thị trường là đa chiều; các ứng dụng phải yêu cầu tính toán trong phạm vi giá và thời gian nhất định. Các ứng dụng có thể có tùy chọn động về độ trễ của bằng chứng và mức giá mà họ sẵn sàng trả cho việc tạo bằng chứng giảm dần theo thời gian. Mặc dù sổ đặt hàng hiệu quả, nhưng chúng lại thiếu sự phức tạp trong việc phản ánh sở thích của người dùng.
Ví dụ: thị trường lưu trữ phi tập trung của Filecoin sử dụng đàm phán ngoài chuỗi và thị trường điện toán đám mây phi tập trung của Akash sử dụng đấu giá ngược. Trong thị trường của Akash, các nhà phát triển (được gọi là "người thuê nhà") gửi các tác vụ điện toán lên mạng và các nhà cung cấp đám mây đặt giá thầu cho khối lượng công việc. Sau đó, người thuê có thể chọn chấp nhận đề nghị nào. Đấu giá ngược rất phù hợp với Akash vì độ trễ của khối lượng công việc không quan trọng và người thuê có thể chọn giá thầu họ muốn theo cách thủ công. Ngược lại, thị trường bằng chứng cần phải hoạt động nhanh chóng và tự động, làm cho đấu giá ngược trở thành một hệ thống khớp dưới mức tối ưu để tạo bằng chứng.
Giao thức có thể đặt ra các hạn chế đối với các loại giá thầu mà một số người chứng minh có thể chấp nhận. Ví dụ: một người quảng cáo có điểm danh tiếng không đủ có thể bị cấm khớp với các giá thầu lớn.
Các giao thức phải bảo vệ chống lại các vectơ tấn công phát sinh từ bằng chứng không được phép. Trong một số trường hợp, người chứng minh có thể tiến hành một cuộc tấn công trì hoãn bằng chứng: bằng cách trì hoãn hoặc không trả lại bằng chứng, người chứng minh có thể khiến giao thức hoặc người dùng của nó bị tấn công kinh tế nhất định. Nếu cuộc tấn công mang lại nhiều lợi nhuận, các hình phạt mã thông báo hoặc hình phạt điểm danh tiếng có thể không ngăn cản được những người chứng minh ác ý. Trong trường hợp chứng thực bị trì hoãn, việc luân phiên quyền tạo bằng chứng cho những người chứng thực mới sẽ giảm thiểu thời gian ngừng hoạt động.
Mạch tùy chỉnh so với Máy ảo không kiến thức (zkVM)
Thị trường bằng chứng có thể cung cấp các mạch tùy chỉnh cho từng ứng dụng hoặc chúng có thể cung cấp một máy ảo không kiến thức cho mục đích chung. Các mạch tùy chỉnh, trong khi có chi phí tích hợp và chi phí tài chính cao hơn, có thể mang lại hiệu suất tốt hơn cho ứng dụng. Bằng chứng là các thị trường, ứng dụng hoặc nhà phát triển bên thứ ba có thể xây dựng các mạch tùy chỉnh và để đổi lấy việc cung cấp dịch vụ, họ có thể kiếm được một phần doanh thu mạng, như trường hợp của =nil;.
Mặc dù chậm hơn, nhưng các máy ảo không kiến thức RISC-V (zkVM) dựa trên STARK như RiscZero cho phép các nhà phát triển ứng dụng viết các chương trình có thể kiểm chứng bằng ngôn ngữ cấp cao Rust hoặc C++. zkVM có thể hỗ trợ các trình tăng tốc cho các hoạt động không thân thiện với kiến thức phổ biến như hàm băm và bổ sung đường cong elip để cải thiện hiệu suất. Mặc dù các thị trường bằng chứng với các mạch tùy chỉnh có thể yêu cầu các sổ đặt hàng riêng biệt, dẫn đến sự phân mảnh và chuyên môn hóa các bộ chứng minh, zkVM có thể sử dụng một sổ đặt hàng duy nhất để tạo điều kiện thuận lợi và ưu tiên tính toán trên zkVM.
Bằng chứng đơn so với Bằng chứng tổng hợp
Sau khi bằng chứng được tạo, chúng phải được đưa trở lại ứng dụng. Đối với các ứng dụng trên chuỗi, điều này đòi hỏi phải xác minh trên chuỗi đắt tiền. Thị trường bằng chứng có thể cung cấp một bằng chứng duy nhất cho các nhà phát triển hoặc họ có thể sử dụng các bằng chứng tổng hợp để chuyển đổi nhiều bằng chứng thành một trước khi trả lại chúng, phân bổ chi phí xăng giữa chúng.
Việc tổng hợp các bằng chứng đưa ra độ trễ bổ sung, các bằng chứng cần được tổng hợp lại với nhau, điều này đòi hỏi nhiều tính toán hơn và nhiều bằng chứng phải được hoàn thành để tổng hợp, điều này có thể làm chậm quá trình tổng hợp.
Chứng minh rằng thị trường phải quyết định cách xử lý sự đánh đổi giữa độ trễ và chi phí. Bằng chứng có thể trả lại các dấu thời gian nhanh với chi phí cao hơn hoặc tổng hợp với chi phí thấp hơn. Chúng tôi dự đoán rằng thị trường bằng chứng sẽ yêu cầu bằng chứng tổng hợp, nhưng thời gian để tổng hợp chúng có thể được rút ngắn khi chúng mở rộng quy mô.
Tính không đồng nhất của phần cứng
Bằng chứng cho các tính toán lớn là chậm. Vì vậy, còn khi một ứng dụng muốn nhanh chóng tạo ra các bằng chứng chuyên sâu về tính toán thì sao? Người kiểm chứng có thể sử dụng phần cứng mạnh hơn, chẳng hạn như FPGA và ASIC, để tăng tốc độ tạo bằng chứng. Mặc dù đây là một trợ giúp lớn cho hiệu suất, nhưng phần cứng chuyên dụng có thể cản trở việc phân cấp bằng cách hạn chế tập hợp các nhà khai thác có thể, chứng tỏ rằng thị trường cần phải ra lệnh cho phần cứng mà các nhà khai thác của họ chạy trên đó.
Khối kỳ lân Lưu ý: FPGA (Mảng cổng có thể lập trình theo trường) là tên viết tắt của Mảng cổng có thể lập trình theo trường. Đây là một loại phần cứng máy tính đặc biệt có thể được lập trình lại để thực hiện các tác vụ xử lý số cụ thể. Điều này làm cho chúng hữu ích trong các ứng dụng cần thực hiện một số loại tính toán, chẳng hạn như mã hóa hoặc xử lý hình ảnh.
ASIC（Mạch tích hợp dành riêng cho ứng dụng） là tên viết tắt của mạch tích hợp dành riêng cho ứng dụng. Phần cứng này được thiết kế để thực hiện một nhiệm vụ cụ thể và rất hiệu quả trong việc thực hiện nhiệm vụ đó. Ví dụ: ASIC khai thác Bitcoin được thiết kế đặc biệt để thực hiện các hoạt động băm liên quan đến khai thác Bitcoin. ASIC thường rất hiệu quả, nhưng sự đánh đổi là chúng không linh hoạt như FPGA vì chúng chỉ có thể được sử dụng để thực hiện các nhiệm vụ mà chúng được thiết kế để thực hiện.
Ngoài ra còn có một vấn đề với tính đồng nhất của công cụ chứng minh: thị trường bằng chứng phải quyết định xem tất cả các công cụ chứng minh sẽ sử dụng cùng một phần cứng hay hỗ trợ các thiết lập khác nhau. Nếu tất cả những người chứng minh đang sử dụng phần cứng có sẵn trên một sân chơi bình đẳng, thì thị trường có thể dễ dàng duy trì sự phân cấp hơn. Do tính chất non trẻ của phần cứng không có kiến thức và nhu cầu về hiệu suất thị trường, chúng tôi hy vọng thị trường bằng chứng sẽ không phụ thuộc vào phần cứng, cho phép các nhà khai thác chạy bất kỳ cơ sở hạ tầng nào họ muốn. Tuy nhiên, cần nhiều nghiên cứu hơn về tác động của sự đa dạng phần cứng chứng minh đối với việc tập trung hóa chứng minh.
Đa dạng nhà điều hành
Các nhà phát triển phải xác định các yêu cầu đối với các nhà khai thác để tham gia và duy trì hoạt động tham gia thị trường, điều này sẽ ảnh hưởng đến sự đa dạng của các nhà khai thác, bao gồm cả quy mô và phạm vi địa lý của họ. Một số cân nhắc ở cấp độ giao thức bao gồm:
Người chứng nhận có cần phải được đưa vào danh sách trắng hoặc không được phép không? Sẽ có giới hạn về số lượng người chứng minh có thể tham gia? Những người chứng minh có cần đặt cược mã thông báo để tham gia mạng không? Có bất kỳ yêu cầu phần cứng hoặc hiệu suất tối thiểu nào không? Sẽ có giới hạn đối với thị phần mà một nhà điều hành có thể nắm giữ? Nếu vậy, hạn chế này được thực thi như thế nào?
Các thị trường đang tìm kiếm cụ thể các nhà điều hành cấp tổ chức có thể có các yêu cầu gia nhập thị trường khác với các thị trường đang tìm kiếm sự tham gia của các nhà bán lẻ. Bằng chứng cho thấy thị trường nên xác định thế nào là một hỗn hợp vận chuyển lành mạnh và sử dụng điều đó làm cơ sở cho nghiên cứu đảo ngược.
Giảm giá, công cụ phái sinh và các loại lệnh
Trong thời gian nhu cầu cao hơn hoặc thấp hơn, giá thị trường bằng chứng có thể trải qua biến động giá. Biến động giá dẫn đến sự không chắc chắn và các ứng dụng cần dự đoán giá thị trường bằng chứng trong tương lai để chuyển các khoản phí này cho người dùng cuối - một giao thức không muốn chỉ tính phí giao dịch 0,01 đô la cho người dùng và sau đó phát hiện ra rằng các giao dịch bằng chứng có giá 0,10 đô la. Đây là vấn đề tương tự mà lớp thứ hai gặp phải khi phải chuyển giá của dữ liệu cuộc gọi trong tương lai (dữ liệu chứa trong đó, thanh toán Ethereum Gas và Gas sẽ được xác định theo kích thước của dữ liệu) cho người dùng. Có ý kiến cho rằng lớp thứ hai có thể sử dụng hợp đồng tương lai không gian khối để giải quyết vấn đề này: lớp thứ hai có thể mua không gian khối với giá cố định trước, đồng thời cung cấp cho người dùng mức giá ổn định hơn.
Nhu cầu tương tự tồn tại trong thị trường bằng chứng. Các giao thức như tổng số hiệu lực có thể tạo bằng chứng ở tần suất cố định. Nếu một tổng số cần tạo bằng chứng mỗi giờ trong một năm, thì nó có thể gửi tất cả giá thầu này cùng một lúc thay vì cần phải gửi một giá thầu mới đặc biệt, có khả năng dễ bị tăng giá không? Lý tưởng nhất là họ có thể đặt trước bằng chứng về năng lực. Nếu vậy, các hợp đồng tương lai bằng chứng có nên được cung cấp trong giao thức hay các giao thức hoặc nhà cung cấp tập trung khác có được phép tạo dịch vụ trên đó không?
Điều gì về giảm giá cho số lượng lớn hoặc đơn đặt hàng có thể dự đoán? Nếu một giao thức tạo ra nhiều nhu cầu trên thị trường, thì giao thức đó có được chiết khấu hay phải trả theo giá thị trường mở?
sự riêng tư
**Thị trường bằng chứng có thể cung cấp tính toán riêng tư, mặc dù việc tạo bằng chứng thuê ngoài khó thực hiện riêng tư. ** Ứng dụng yêu cầu một kênh an toàn để gửi thông tin đầu vào riêng tư tới người châm ngôn không đáng tin cậy. Sau khi nhận được, người chứng minh cần một hộp cát tính toán an toàn để tạo bằng chứng mà không tiết lộ thông tin đầu vào riêng tư; các khu vực an toàn là một hướng đi đầy hứa hẹn. Trên thực tế, Marlin đã thử nghiệm điện toán riêng trên Azure bằng cách sử dụng GPU A100 của Nvidia thông qua Secure Eniances (công nghệ phần cứng cung cấp môi trường điện toán biệt lập cho dữ liệu nhạy cảm).
Phân cấp dần dần và lâu dài
Thị trường bằng chứng cần tìm ra cách tốt nhất để phân cấp dần dần. Lô chứng minh đầu tiên của bên thứ ba nên tham gia thị trường như thế nào? Các bước cụ thể để đạt được sự phân cấp là gì?
Các vấn đề liên quan bao gồm việc duy trì sự phân quyền. Một thách thức mà thị trường chứng minh phải đối mặt là sự đấu thầu thù địch của những người chứng minh. Một công ty chứng minh được tài trợ tốt có thể chọn hoạt động với mức giá thấp hơn thị trường, loại bỏ các nhà khai thác khác khi thua lỗ, sau đó mở rộng quy mô và tăng giá. Một hình thức đặt giá thầu thù địch khác là vận hành quá nhiều nút trong khi đặt giá thầu theo giá thị trường, sao cho một lựa chọn ngẫu nhiên khiến nhà điều hành này có một tỷ lệ yêu cầu bằng chứng không tương xứng.
bản tóm tắt
Ngoài những cân nhắc ở trên, các quyết định khác bao gồm cách gửi giá thầu và liệu việc tạo bằng chứng có thể được phân phối giữa nhiều người chứng minh hay không. Nhìn chung, hóa ra các thị trường có không gian thiết kế khổng lồ phải được nghiên cứu cẩn thận để xây dựng các thị trường hiệu quả và phi tập trung. Chúng tôi mong muốn được làm việc với các nhóm hàng đầu trong lĩnh vực này để xác định các phương pháp hứa hẹn nhất.
Vận hành cơ sở hạ tầng không kiến thức Cho đến nay, chúng tôi đã xem xét các cân nhắc thiết kế để xây dựng một mạng bằng chứng phi tập trung và thị trường bằng chứng. Trong phần này, chúng tôi sẽ đánh giá nhà khai thác nào phù hợp nhất để tham gia vào mạng bằng chứng và chia sẻ một số suy nghĩ về phía cung cấp của việc tạo bằng chứng không kiến thức.
** Công cụ khai thác và Trình xác thực **
**Có hai loại nhà cung cấp cơ sở hạ tầng chuỗi khối chính hiện nay: công cụ khai thác và trình xác nhận. ** Công cụ khai thác chạy các nút trên các mạng bằng chứng công việc như Bitcoin. Những người khai thác này cạnh tranh để tạo ra một hàm băm đủ hiếm. Máy tính của họ càng mạnh và càng có nhiều máy tính thì họ càng có nhiều khả năng tìm thấy các hàm băm hiếm và kiếm được phần thưởng khối. Những người khai thác bitcoin ban đầu bắt đầu khai thác trên máy tính gia đình bằng CPU, nhưng khi mạng phát triển và phần thưởng khối trở nên có giá trị hơn, những người khai thác bắt đầu chuyên môn hóa hoạt động của họ. Các nút được gộp lại với nhau để đạt được hiệu quả kinh tế theo quy mô và thiết lập phần cứng được chuyên biệt hóa theo thời gian. Ngày nay, các công cụ khai thác hầu như chỉ hoạt động trong các trung tâm dữ liệu gần các nguồn năng lượng giá rẻ, sử dụng các mạch tích hợp dành riêng cho ứng dụng bitcoin (ASIC).
**Sự gia tăng của bằng chứng cổ phần đòi hỏi một loại nhà điều hành nút mới: trình xác thực. **Người xác minh có vai trò tương tự như người khai thác. Họ đề xuất các khối, thực hiện chuyển đổi trạng thái và tham gia vào sự đồng thuận. Tuy nhiên, họ không giống như những người khai thác Bitcoin, những người tạo ra càng nhiều hashrate (sức mạnh tính toán) càng tốt để tăng cơ hội tạo ra một khối. Thay vào đó, những người xác thực được chọn ngẫu nhiên để đề xuất các khối dựa trên giá trị của tài sản được đặt cho họ. Thay đổi này loại bỏ nhu cầu về thiết bị sử dụng nhiều năng lượng và phần cứng chuyên dụng trong PoS, cho phép các nhà khai thác nút phân phối rộng rãi hơn chạy trình xác thực và trình xác thực thậm chí có thể chạy trên đám mây.
Thay đổi tinh tế hơn được giới thiệu bởi Proof of Stake (PoS) là nó làm cho hoạt động kinh doanh cơ sở hạ tầng chuỗi khối trở thành hoạt động kinh doanh dịch vụ. Trong Proof-of-Work (PoW), các công cụ khai thác hoạt động ở phần phụ trợ, hầu như không hiển thị đối với người dùng và nhà đầu tư (bạn có thể kể tên một số công cụ khai thác bitcoin không?). Họ chỉ có một khách hàng và đó chính là mạng lưới. Trong Proof of Stake, những người xác thực (như Lido, Rocket) cung cấp tính bảo mật của mạng bằng cách đặt cược mã thông báo của họ làm tài sản thế chấp, nhưng họ cũng có một khách hàng khác: những người đặt cược. Những người nắm giữ mã thông báo tìm kiếm các nhà khai thác mà họ có thể tin tưởng để thay mặt họ vận hành cơ sở hạ tầng một cách an toàn và bảo mật, kiếm phần thưởng đặt cược. Vì những người xác thực kiếm được doanh thu tương xứng với mức tăng trưởng tài sản mà họ có thể thu hút, nên họ hoạt động giống như một công ty dịch vụ. Người xác thực đã gắn thương hiệu, thuê nhóm bán hàng và xây dựng mối quan hệ với các cá nhân và tổ chức có thể đặt cược mã thông báo của họ cho người xác thực. Điều này làm cho hoạt động kinh doanh đặt cược rất khác với hoạt động kinh doanh khai thác. Sự khác biệt quan trọng này giữa hai doanh nghiệp là một trong những lý do tại sao các nhà cung cấp cơ sở hạ tầng bằng chứng công việc và bằng chứng cổ phần lớn nhất là các công ty hoàn toàn khác nhau.
Tập đoàn cơ sở hạ tầng ZK
Trong năm qua, một số công ty đã nổi lên chuyên về tăng tốc phần cứng ZKP (Zero-Knowledge Proof). Một số công ty này sản xuất phần cứng để bán cho các nhà mạng; những công ty khác tự vận hành phần cứng, trở thành một loại nhà cung cấp cơ sở hạ tầng mới. Các công ty phần cứng ZK nổi tiếng nhất hiện nay bao gồm Cysic, Ulvetanna và Ingonyama. Cysic có kế hoạch xây dựng ASIC (mạch tích hợp dành riêng cho ứng dụng) có thể tăng tốc các hoạt động ZKP thông thường, đồng thời giữ cho chip linh hoạt cho các đổi mới phần mềm trong tương lai. Ulvetanna đang xây dựng các cụm FPGA (Field Programmable Gate Array) để phục vụ các ứng dụng yêu cầu khả năng kiểm chứng đặc biệt mạnh mẽ. Ingonyama đang nghiên cứu cải tiến thuật toán và xây dựng thư viện CUDA để tăng tốc ZK, với kế hoạch cuối cùng là thiết kế một ASIC.
Ghi chú về khối kỳ lân: Thư viện CUDA: CUDA (Compute Unified Device Architecture) là một nền tảng điện toán song song và giao diện lập trình ứng dụng (API) do Tập đoàn NVIDIA phát triển cho đơn vị xử lý đồ họa (GPU) của mình. Thư viện CUDA là một tập hợp các chương trình được biên dịch sẵn dựa trên CUDA, có thể thực hiện các hoạt động song song trên GPU NVIDIA để tăng tốc độ xử lý. Ví dụ: thư viện hàm cho đại số tuyến tính, biến đổi Fourier, tạo số ngẫu nhiên, v.v.
ASIC: ASIC là tên viết tắt của Application-Specific Integrated Circuit, được dịch sang tiếng Trung Quốc là "mạch tích hợp dành riêng cho ứng dụng". Nó là một mạch tích hợp được thiết kế để đáp ứng các yêu cầu ứng dụng cụ thể.Không giống như bộ xử lý đa năng (chẳng hạn như CPU của bộ xử lý trung tâm) có thể thực hiện nhiều hoạt động khác nhau, ASIC đã xác định các nhiệm vụ cụ thể mà nó sẽ thực hiện khi nó được thiết kế. Do đó, ASIC thường đạt được hiệu suất cao hơn hoặc hiệu quả năng lượng cao hơn ở các nhiệm vụ mà chúng được thiết kế.
Ai sẽ vận hành cơ sở hạ tầng ZK? Chúng tôi tin rằng các công ty vận hành tốt cơ sở hạ tầng ZK chủ yếu được xác định bởi mô hình khuyến khích của người chứng minh và các yêu cầu về hiệu suất. Thị trường sẽ được chia thành các công ty đặt cược và các nhóm bản địa ZK mới. Đối với các ứng dụng yêu cầu chứng minh hiệu suất cao nhất hoặc độ trễ cực thấp, nhóm gốc ZK có thể giành chiến thắng trong cuộc thi chứng minh sẽ chiếm ưu thế. Chúng tôi mong đợi những trường hợp cực đoan như vậy là ngoại lệ chứ không phải là tiêu chuẩn. Phần còn lại của thị trường sẽ bị chi phối bởi hoạt động kinh doanh đặt cược.
Tại sao các công cụ khai thác không phù hợp để vận hành cơ sở hạ tầng ZK? Rốt cuộc, bằng chứng ZK, đặc biệt là đối với các mạch lớn, có nhiều điểm tương đồng với việc khai thác. Nó đòi hỏi rất nhiều năng lượng và tài nguyên máy tính, và có thể yêu cầu phần cứng chuyên dụng. Tuy nhiên, **chúng tôi không nghĩ rằng những người khai thác sẽ là những người dẫn đầu sớm trong không gian bằng chứng. **
**Đầu tiên, không thể sử dụng phần cứng bằng chứng công việc (PoW) một cách hiệu quả để chứng minh công việc. ** ASIC của Bitcoin không thể được tái sử dụng theo định nghĩa. Các GPU thường được sử dụng để khai thác Ethereum trước khi sáp nhập, chẳng hạn như Nvidia Cmp Hx, được thiết kế đặc biệt để khai thác, khiến chúng hoạt động kém trên khối lượng công việc ZK. Cụ thể, băng thông dữ liệu của chúng yếu, khiến khả năng song song hóa do GPU cung cấp không đạt được lợi ích thực sự. Những người khai thác muốn tham gia vào lĩnh vực kinh doanh bằng chứng sẽ phải tích lũy phần cứng sẵn sàng cho ZK từ đầu.
**Ngoài ra, các công ty khai thác thiếu sự công nhận thương hiệu và gặp bất lợi trong các bằng chứng dựa trên đặt cược. **Lợi thế lớn nhất đối với những người khai thác là khả năng tiếp cận năng lượng giá rẻ, cho phép họ tính phí thấp hơn hoặc tham gia có lợi hơn vào thị trường bằng chứng chứng minh, nhưng điều này khó có thể vượt qua những thách thức mà họ gặp phải.
**Cuối cùng, những người khai thác đã quen với các yêu cầu tĩnh. **Việc khai thác Bitcoin và Ethereum không yêu cầu thay đổi thường xuyên hoặc đáng kể đối với hàm băm của chúng, cũng như không yêu cầu các nhà khai thác này thực hiện các sửa đổi khác đối với các giao thức (không bao gồm sáp nhập) ảnh hưởng đến thiết lập khai thác của họ. Ngược lại, bằng chứng ZK yêu cầu cảnh giác với những thay đổi trong công nghệ bằng chứng, điều này có thể ảnh hưởng đến việc thiết lập và tối ưu hóa phần cứng.
Mô hình bằng chứng dựa trên cổ phần là một lựa chọn tự nhiên cho các công ty xác nhận. Các nhà đầu tư cá nhân và tổ chức trong các ứng dụng không có kiến thức sẽ ủy quyền mã thông báo của họ cho các nhà cung cấp cơ sở hạ tầng để nhận phần thưởng. Một doanh nghiệp đặt cược có đội ngũ, kinh nghiệm và các mối quan hệ hiện có có thể thu hút một lượng lớn ủy quyền mã thông báo. Ngay cả đối với các giao thức không hỗ trợ Bằng chứng cổ phần được ủy quyền (PoS), nhiều công ty xác nhận cung cấp dịch vụ xác thực danh sách trắng để chạy cơ sở hạ tầng thay mặt cho các bên khác, một thông lệ phổ biến trên Ethereum.
Trình xác nhận không có quyền truy cập vào điện giá rẻ như máy khai thác, khiến chúng không phù hợp với các nhiệm vụ sử dụng nhiều năng lượng nhất. Thiết lập phần cứng cần thiết để chạy trình xác minh nhằm tổng hợp tính hợp lệ có thể phức tạp hơn trình xác minh thông thường, nhưng có khả năng phù hợp với cơ sở hạ tầng máy chủ chuyên dụng hoặc đám mây hiện tại của trình xác minh. Nhưng giống như những người khai thác, các công ty này không có chuyên môn về ZK nội bộ và phải vật lộn để duy trì tính cạnh tranh trong cuộc đua bằng chứng chứng minh. Ngoài các bằng chứng dựa trên staking, việc vận hành cơ sở hạ tầng ZK có mô hình kinh doanh khác với việc vận hành trình xác thực và không có tác động phản hồi tích cực mạnh mẽ với các hoạt động staking. Chúng tôi hy vọng các nhà cung cấp cơ sở hạ tầng ZK bản địa sẽ thống trị các nhiệm vụ bằng chứng hiệu suất cao không dựa trên staking.
Tóm tắt
Ngày nay, hầu hết các trình chứng minh được điều hành bởi các nhóm xây dựng ứng dụng yêu cầu chúng. Khi ngày càng có nhiều mạng ZK được tung ra và phân cấp, các nhà khai thác mới sẽ tham gia thị trường để đáp ứng nhu cầu chứng minh. Danh tính của các nhà khai thác này phụ thuộc vào mô hình lựa chọn chứng thực và các yêu cầu chứng thực do giao thức cụ thể áp đặt.
Các công ty cơ sở hạ tầng đặt cược và nhà khai thác cơ sở hạ tầng ZK bản địa có nhiều khả năng thống trị thị trường mới này.
Bằng chứng phi tập trung là một biên giới mới thú vị cho cơ sở hạ tầng chuỗi khối. Nếu bạn là nhà phát triển ứng dụng hoặc nhà cung cấp cơ sở hạ tầng trong lĩnh vực ZK, chúng tôi rất sẵn lòng lắng nghe ý kiến và đề xuất của bạn.