L'accélération matérielle ZK peut-elle déclencher une nouvelle vague de "minage"?

Ces dernières années, la technologie de preuve à divulgation nulle de connaissance (ZKP) a suscité beaucoup d'intérêt dans le domaine de la blockchain. Le fondateur d'Ethereum, Vitalik, a souligné à plusieurs reprises l'importance des ZK-SNARKs dans l'extension d'Ethereum, et les principales institutions d'investissement voient également d'un bon œil les perspectives du marché de l'accélération matérielle ZK. Avec l'émergence de projets ZK Rollup tels que Scroll et Starknet, l'accélération matérielle ZK est devenue un sujet brûlant sur le marché.

Cependant, le coût élevé de la génération de ZKP limite sérieusement son application à grande échelle. Pour résoudre ce goulot d'étranglement, des projets d'accélération ZK comme Cysic ont vu le jour, visant à réduire le coût de génération de ZKP. Cet article explorera en profondeur les principes de l'accélération matérielle ZK et la stratégie de développement de Cysic.

Flux de travail du système de preuve ZK

Le processus central du système de preuve ZK comprend:

1. Configuration du problème : déterminer le contenu à prouver
2. Arithmétisation et CSP : transformer le contenu à prouver en circuits logiques et en forme polynomiale
3. Choisir le système de preuve approprié ( tel que Halo, Plonk ) pour générer des programmes ZKP
4. Le prouveur utilise un programme ZKP pour générer une preuve, le vérificateur effectue la vérification.

La technologie zk-SNARK est largement utilisée dans la blockchain actuellement, caractérisée par des preuves concises et des coûts de vérification faibles, mais le coût de génération des preuves est très élevé.

Les principaux coûts générés par ZKP

Les deux tâches de calcul les plus gourmandes en ressources lors de la génération de ZKP sont :

• MSM(Multiplication scalaire multiple): Traitement de la multiplication scalaire multiple sur les courbes elliptiques
• NTT(Transformée de Fourier Théorique des Nombres) : Effectuer une transformation de Fourier rapide sur un corps fini, utilisée pour accélérer la multiplication de polynômes.

Ces deux types de calculs représentent 80 à 95 % du temps de génération de ZKP. MSM nécessite une grande quantité de ressources mémoire, tandis que NTT implique un accès mémoire aléatoire, ce qui n'est pas favorable au matériel.

Solution d'accélération matérielle ZK

Pour optimiser l'efficacité de génération des ZKP, l'accélération matérielle est devenue un choix inévitable. Actuellement, il existe principalement trois solutions d'accélération matérielle :

1. GPU : Haute popularité, faible barrière à l'entrée, mais consommation d'énergie relativement élevée.
2. FPGA : forte flexibilité, haute efficacité énergétique, mais difficulté de développement élevée
3. ASIC : performance optimale, consommation d'énergie minimale, mais cycle de développement long et coût élevé

La stratégie de développement de Cysic est :

1. SDK développé sur la base de GPU, intégrant les ressources GPU de tout le réseau
2. Utiliser des FPGA pour réaliser un accélérateur matériel ZK personnalisé
3. Développement autonome de matériel ASIC ZK Depin
4. Construire le réseau Cysic, intégrer toutes les ressources de calcul.

Cysic Network : ZK pools et plateforme SaaS

Cysic Network absorbera les ressources de calcul tierces par le biais d'incitations à l'exploitation minière, y compris les GPU et les dispositifs zk DePIN des utilisateurs ordinaires. Son flux de travail est le suivant :

1. Le promoteur soumet une tâche de preuve à l'agent (Agent)
2. Le Prover accepte la tâche et génère une preuve ZK
3. Le comité des validateurs vérifie la validité des attestations et vote.

Cysic a également construit une blockchain exclusive, utilisant l'algorithme de consensus Proof of Compute (PoC).

Disposition d'accélération matérielle de Cysic

En ce qui concerne les GPU, le SDK CUDA développé en interne par Cysic accélère les performances de 50 à 80 % par rapport aux frameworks open source.

Sur FPGA, Cysic a réalisé les modules MSM, NTT, etc. les plus rapides au monde. Son SolarMSM peut effectuer des calculs MSM de taille 2^30 en 0,195 seconde et SolarNTT peut effectuer des calculs NTT de taille 2^30 en 0,218 seconde.

Dans le domaine des ASIC, Cysic a lancé deux produits matériels ZK :

• ZK Air : un appareil compact et portable qui peut se connecter à des ordinateurs portables, des téléphones, etc.
• ZK Pro : similaire aux mineurs traditionnels, la puissance de calcul équivaut à plusieurs GPU haut de gamme.

Ces dispositifs devraient être lancés en 2025 et construiront un réseau ZK-DePIN.

Avec le lancement de Cysic Network et la popularité du matériel ZK, le marché de l'informatique ZK devrait connaître une croissance explosive, ce qui pourrait déclencher une nouvelle vague de "minage".