ZK phần cứng tăng tốc có thể gây ra một làn sóng "khai thác" mới?

Trong những năm gần đây, công nghệ chứng minh không biết (ZKP) ( ZKP ) đã thu hút được nhiều sự chú ý trong lĩnh vực blockchain. Người sáng lập Ethereum, Vitalik, đã nhiều lần nhấn mạnh tầm quan trọng của ZK-SNARKs trong việc mở rộng Ethereum, và các tổ chức đầu tư hàng đầu cũng đang lạc quan về triển vọng thị trường của việc tăng tốc phần cứng ZK. Với sự nổi lên của các dự án ZK Rollup như Scroll, Starknet, việc tăng tốc phần cứng ZK đã trở thành điểm nóng trên thị trường.

Tuy nhiên, chi phí cao do ZKP tạo ra đã hạn chế nghiêm trọng việc áp dụng quy mô lớn của nó. Để giải quyết nút thắt này, các dự án tăng tốc ZK như Cysic đã ra đời, nhằm giảm chi phí tạo ZKP. Bài viết này sẽ đi sâu vào nguyên lý tăng tốc phần cứng ZK và chiến lược phát triển của Cysic.

Quy trình làm việc của hệ thống chứng minh ZK

Quy trình cốt lõi của hệ thống chứng minh ZK bao gồm:

1. Thiết lập vấn đề: Xác định nội dung cần chứng minh
2. Chuyển đổi thành phép toán và CSP: Chuyển đổi nội dung cần chứng minh thành mạch logic và dạng đa thức.
3. Chọn hệ thống chứng minh phù hợp ( như Halo, Plonk ) để tạo chương trình ZKP.
4. Người chứng minh sử dụng chương trình ZKP để tạo ra chứng cứ, người xác thực tiến hành xác minh.

Hiện tại, công nghệ zk-SNARK đang được sử dụng rộng rãi trong blockchain, đặc điểm của nó là chứng minh ngắn gọn, chi phí xác minh thấp, nhưng chi phí để tạo ra chứng minh thì rất cao.

Chi phí chính của ZKP được tạo ra

Hai nhiệm vụ tính toán tốn tài nguyên nhất trong quá trình tạo ZKP là:

• MSM(Multi-Scalar Multiplication): Xử lý phép nhân nhiều vô hướng trên đường cong elip
• NTT(Biến đổi lý thuyết số): Thực hiện biến đổi Fourier nhanh trên trường hữu hạn, được sử dụng để tăng tốc phép nhân đa thức

Hai loại tính toán này chiếm 80-95% thời gian tạo ZKP. MSM cần một lượng lớn tài nguyên bộ nhớ, trong khi NTT liên quan đến việc truy cập bộ nhớ ngẫu nhiên, không thân thiện với phần cứng.

Giải pháp tăng tốc phần cứng ZK

Để tối ưu hóa hiệu suất sinh ZKP, tăng cường phần cứng trở thành lựa chọn tất yếu. Hiện tại có ba phương án tăng cường phần cứng chính:

1. GPU: Sự phổ biến cao, rào cản phát triển thấp, nhưng tiêu thụ năng lượng tương đối cao
2. FPGA: Linh hoạt cao, hiệu suất năng lượng tốt, nhưng độ khó phát triển lớn
3. ASIC: Hiệu suất tối ưu, tiêu thụ năng lượng thấp nhất, nhưng thời gian phát triển dài, chi phí cao.

Chiến lược phát triển của Cysic là:

1. SDK phát triển dựa trên GPU, tích hợp tài nguyên GPU toàn mạng
2. Sử dụng FPGA để triển khai tăng tốc phần cứng ZK tùy chỉnh
3. Nghiên cứu và phát triển phần cứng ASIC ZK Depin độc lập
4. Xây dựng Mạng Cysic, tích hợp tất cả tài nguyên tính toán

Mạng Cysic: Hồ bơi ZK và nền tảng SaaS

Mạng Cysic sẽ hấp thụ tài nguyên tính toán từ bên thứ ba thông qua việc khai thác, bao gồm GPU và thiết bị zk DePIN của người dùng bình thường. Quy trình làm việc của nó là:

1. Bên dự án gửi chứng minh nhiệm vụ cho đại lý (Agent)
2. Prover chấp nhận nhiệm vụ và tạo ra chứng minh ZK
3. Hội đồng xác thực kiểm tra tính hợp lệ của chứng nhận và bỏ phiếu

Cysic cũng đã xây dựng một chuỗi công cộng riêng, sử dụng thuật toán đồng thuận Proof of Compute (PoC).

Bố trí tăng tốc phần cứng của Cysic

Về GPU, SDK CUDA tự phát triển của Cysic nhanh hơn 50-80% so với các framework mã nguồn mở.

Trên FPGA, Cysic đã triển khai MSM, NTT và các mô-đun khác nhanh nhất thế giới. SolarMSM có thể hoàn thành tính toán MSM quy mô 2^30 trong 0,195 giây, SolarNTT có thể hoàn thành tính toán NTT quy mô 2^30 trong 0,218 giây.

Trong lĩnh vực ASIC, Cysic đã ra mắt hai sản phẩm phần cứng ZK:

• ZK Air: Thiết bị nhỏ gọn, có thể kết nối với laptop, điện thoại, v.v.
• ZK Pro: tương tự như máy khai thác truyền thống, sức mạnh tính toán tương đương với nhiều GPU hàng đầu.

Các thiết bị này dự kiến sẽ được ra mắt vào năm 2025, sẽ xây dựng mạng ZK-DePIN.

Với sự ra mắt của Mạng Cysic và sự phổ biến của phần cứng ZK, thị trường tính toán ZK dự kiến sẽ chứng kiến sự tăng trưởng bùng nổ, có thể gây ra một đợt "khai thác" mới.