¿Puede la aceleración de hardware ZK provocar una nueva ola de "minería"?

En los últimos años, la tecnología de pruebas de conocimiento cero (ZKP) ha recibido mucha atención en el campo de la blockchain. El fundador de Ethereum, Vitalik, ha enfatizado en varias ocasiones la importancia de ZK-SNARKs en la escalabilidad de Ethereum, y las principales instituciones de inversión también están optimistas sobre las perspectivas del mercado de aceleración de hardware ZK. Con el surgimiento de proyectos de ZK Rollup como Scroll y Starknet, la aceleración de hardware ZK se ha convertido en un tema candente en el mercado.

Sin embargo, el alto costo de generación de ZKP limita gravemente su aplicación a gran escala. Para resolver este cuello de botella, han surgido proyectos de aceleración ZK como Cysic, que se dedican a reducir el costo de generación de ZKP. Este artículo explorará en profundidad los principios de la aceleración de hardware ZK y la estrategia de desarrollo de Cysic.

Flujo de trabajo del sistema de prueba ZK

El proceso central del sistema de pruebas ZK incluye:

1. Configuración del problema: determinar el contenido que se debe probar
2. Arithmetización y CSP: transformar el contenido a probar en circuitos de compuertas lógicas y forma polinómica
3. Elige un sistema de prueba adecuado ( como Halo, Plonk ) para generar programas ZKP.
4. El validador utiliza un programa ZKP para generar pruebas, el verificador realiza la validación

Actualmente, la tecnología zk-SNARK es ampliamente utilizada en blockchain, caracterizada por ser pruebas concisas y de bajo costo de verificación, pero el costo de generar pruebas es muy alto.

Principales costos de la generación de ZKP

Las dos tareas de cálculo más intensivas en recursos en la generación de ZKP son:

• MSM(Multiplicación Escalar Múltiple): manejo de la multiplicación escalar múltiple en curvas elípticas
• NTT(Transformada Teórica de Números): Realizar la transformada rápida de Fourier sobre un campo finito, utilizada para acelerar la multiplicación de polinomios

Estos dos tipos de cálculos representan entre el 80% y el 95% del tiempo de generación de ZKP. MSM requiere una gran cantidad de recursos de memoria, mientras que NTT implica acceso aleatorio a la memoria, lo que no es amigable para el hardware.

Solución de Aceleración de Hardware ZK

Para optimizar la eficiencia de generación de ZKP, la aceleración por hardware se ha convertido en una opción inevitable. Actualmente, hay tres soluciones principales de aceleración por hardware:

1. GPU: Alta popularidad, bajo umbral de desarrollo, pero alto consumo de energía
2. FPGA: alta flexibilidad, alta eficiencia energética, pero dificultad de desarrollo elevada
3. ASIC: rendimiento óptimo, menor consumo de energía, pero ciclo de desarrollo largo y alto costo

La estrategia de desarrollo de Cysic es:

1. SDK desarrollado en base a GPU, integrando los recursos de GPU de toda la red
2. Implementación de aceleración de hardware ZK personalizada utilizando FPGA
3. Hardware ASIC ZK Depin desarrollado de forma independiente
4. Construir la Red Cysic, integrar todos los recursos de computación

Cysic Network: ZK piscina de minería y plataforma SaaS

Cysic Network absorberá recursos de potencia de cálculo de terceros a través de incentivos de minería, incluidos GPU y dispositivos zk DePIN de usuarios comunes. Su flujo de trabajo es:

1. El proyecto presenta la tarea de prueba al agente (Agent)
2. El Prover acepta la tarea y genera la prueba ZK
3. El comité de validadores verifica la validez del certificado y vota

Cysic también ha construido una cadena de bloques exclusiva, utilizando el algoritmo de consenso Proof of Compute (PoC).

Diseño de aceleración de hardware de Cysic

En cuanto a GPU, el SDK CUDA desarrollado por Cysic acelera de un 50% a un 80% más que los marcos de código abierto.

En FPGA, Cysic ha implementado los módulos MSM, NTT y otros más rápidos del mundo. Su SolarMSM puede completar el cálculo MSM de tamaño 2^30 en 0.195 segundos, y SolarNTT puede completar el cálculo NTT de tamaño 2^30 en 0.218 segundos.

En el ámbito de ASIC, Cysic ha lanzado dos productos de hardware ZK:

• ZK Air: dispositivo portátil de pequeño tamaño, que se puede conectar a laptops, teléfonos móviles, etc.
• ZK Pro: similar a las máquinas mineras tradicionales, la potencia de cálculo es equivalente a múltiples GPU de nivel superior

Estos dispositivos se espera que salgan al mercado en 2025 y construirán una red ZK-DePIN.

Con el lanzamiento de Cysic Network y la popularización del hardware ZK, se espera que el mercado de cálculo ZK experimente un crecimiento explosivo, lo que podría desencadenar una nueva ola de "minería".