L2 und ALEO Zero-Knowledge beweisen die Zukunft des ZKP-Bergbaus

Quelle: Wu Shuo Blockchain
 
Im öffentlichen Chain-Track ist der Weg des Zero-Knowledge-Proofs (ZKP) bereits sehr klar. In Zukunft wird Ethereum L1 höchstwahrscheinlich als Kern verwendet, um die Sicherheit zu gewährleisten, und ZKP wird auf L2 bereitgestellt, um Datenschutzfunktionen zu erreichen. Zu den öffentlichen Ketten, die ZKP nutzen, gehören neben L2 auch Aleo, Mina und Filecoin.
Da Ethereum POW beendet und ZKP viel Rechenleistung zur Aufrechterhaltung benötigt, wird ZKP in absehbarer Zukunft viel GPU-Rechenleistung benötigen. Messari analysierte in seinem Artikel „Was werden Ethereum-Miner nach der Fusion tun?“ im Juni die Machbarkeit einer Übernahme der Rechenleistung von Ethereum durch ZKP.
„Da Benutzer nach aussagekräftigeren, leistungsfähigeren und privateren Berechnungen streben, wird die Verwendung von ZKP zunehmen. Dies führt zu einer langsameren Generierung von Beweisen, was den Einsatz spezieller Hardware erfordert, um Beweise zeitnah zu generieren.“ Zuerst konnte jeder mit einer Standard-CPU/GPU Bitcoin schürfen. Schließlich entwickelten professionelle Miner effizientere Hardware (ASICs), wodurch das CPU/GPU-Mining nicht mehr so ​​profitabel war wie das ZK-Mining. Der Weg begann mit Standard-GPU-Minern Die Entwicklung effizienterer Miner (ASIC oder FPGA) steckt noch in den Kinderschuhen, aber Paradigm prognostiziert, dass der ZK-Miner-/Zertifizierungsmarkt in Zukunft auf die Größe des PoW-Mining-Marktes anwachsen könnte.
Beim Vergleich von FPGAs und GPUs betragen die Hardwarekosten (führender Prozessknoten, Taktfrequenz, Energieverbrauchsverhältnis und Speicherbandbreite) des Top-FPGA nur 1/3 der Top-GPU, und das Energieverbrauchsverhältnis übersteigt das der GPU um das Zehnfache . Beim Vergleich von FPGA und ASIC ist ASIC bei der Programmierung wegwerfbar, während der Code von ZKP nicht so stabil ist wie der von Bitcoin und auch die Logik verschiedener ZKPs unterschiedlich ist. Offensichtlich ist ASIC für dieses veränderliche Geschäft nicht geeignet. Der FPGA kann das Programm durch eine einfache Aktualisierung ändern, was bedeutet, dass es mit mehreren Sätzen von ZKP-Logik kompatibel sein kann.
Daher könnte FPGA längerfristig das ZKP-Mining dominieren. Die FPGA-Programmierung ist jedoch schwierig und die Technologie ist derzeit noch unausgereift. Kurzfristig werden GPUs die Hauptausrüstung für das ZKP-Mining sein. Für diese ehemaligen Ethereum-Miner besteht natürlich eine größere geschäftliche Motivation, die öffentliche ZKP-Kette zu unterstützen, als ihre Rechenleistung in verlassene öffentliche Ketten wie ETC oder ETHW zu investieren.
 
L2 ZKP
 
Der aktuelle Proof- und Batch-Übermittlungsprozess von ZK-Rollup ist derzeit zentralisiert, wobei ein einziger Sequenzer die Reihenfolge der Übermittlung bestimmt. Wenn Sie den Umfang der Miner erweitern möchten, muss der Prozess dezentralisiert werden, d. h. jeder Miner kann Beweise an L1 senden. In Bezug auf die Erreichung der Dezentralisierung hat Vitalik einige Vorschläge gemacht, z. B. die Einrichtung eines DAO zur Durchführung regelmäßiger Sequencer-Entscheidungsauktionen oder die zufällige Zuweisung zu einem der Knoten und die Wahrscheinlichkeit, dass der Knoten ausgewählt wird, basiert auf der Anzahl der ETH zahlt direkt proportional ein. Unabhängig davon, welche Methode verwendet wird, handelt es sich jedoch im Wesentlichen um einen POS-Mechanismus, d Rechenleistung).
Zu den wichtigsten L2s, die ZK-Rollup übernehmen, gehören derzeit zkSync und StarkNet.
Der tägliche Betrieb von zkSync hängt von dem Computerdienstleister ab, der wissensfreie Beweise für Blöcke erstellt, nämlich „Stichting ZK Sync“, einer gemeinnützigen niederländischen Stiftung mit Sitz in Amsterdam. Laut der Entwicklungs-Roadmap des Entwicklungsteams Matter Labs plant zkSync, in Zukunft eine Dezentralisierung durch die Einführung eines unabhängigen Konsensmechanismus mit zwei unterschiedlichen Rollen zu erreichen: Validatoren und Wächter. Validatoren sind dafür verantwortlich, Transaktionen in Blöcke zu packen und für sie wissensfreie Beweise zu generieren. Ihre Knoten müssen in einer sicheren Umgebung mit guter Internetbandbreite laufen, was wir normalerweise unter einem großen Mining-Pool verstehen.
Guardians sind Token-Inhaber von zkSync und ernennen Validatoren auf der Grundlage von Token-Anteilen. Guardians-Knoten können auf normalen Computern oder Cloud-Servern ausgeführt werden und erfordern keinen dedizierten Dienstanbieter, sodass sie nicht leicht zensiert werden können. Stattdessen können Guardians unzensierte Validator-Knoten auswählen, indem sie Transaktionsdaten überwachen.
Auch StarkNet muss auf dem Weg zur Dezentralisierung Tokens ausgeben. Derzeit werden StarkNet-Bearbeitungsgebühren über die ETH bezahlt. In Zukunft können native Token von StarkNet verwendet werden, oder es können sowohl native Token- als auch ETH-Zahlungen unterstützt werden. Tokens können nicht nur zur Zahlung von Bearbeitungsgebühren verwendet werden, sondern auch für Abstimmungsentscheidungen, einschließlich der Bestellung von Transaktionen, der STARK-Zertifizierung usw., verpfändet werden, um die Netzwerkintegrität und Zensurresistenz zu verbessern.
Bezugnehmend auf einen Vorschlag von Ohad: Fügen Sie einen BFT-basierten Sequenzer hinzu, bei dem die Sequenzer basierend auf ihrem Einsatz ausgewählt werden und für jeden Slot ein bestimmter Sequenzer ausgewählt wird. Während dieses Prozesses fügt das Netzwerk eine Slashing-Regel hinzu (ähnlich dem Cosmos SDK), um Anreize zwischen Sequenzern und Prüfern bestmöglich zu koppeln.
 
ALEO ZKP
 
Ein weiteres beliebtes Projekt im ZKP-Bergbau in diesem Jahr ist ALEO. ALEO ist eine öffentliche Datenschutzkette. Derzeit kann keine öffentliche Kette in der öffentlichen Datenschutzkette hervorstechen, egal ob Oasis, Secret Network oder Platon. Das Gleiche gilt für ALEO, das noch keinen praktischen Wert hat. Im Gegensatz zu anderen öffentlichen Datenschutzketten ähnelt sein Konsensmechanismus jedoch dem herkömmlichen PoW und erfordert Rechenleistung für die Aufrechterhaltung. Der Unterschied besteht darin, dass es sich bei der zugrunde liegenden Berechnung des ALEO-Mining nicht um eine beliebige Hash-Funktion, sondern um einen Wissensnachweis handelt, sodass sie nicht nur als PoW fungieren kann, um den Netzwerkkonsens sicherzustellen, sondern auch eine Überprüfung der in einem bestimmten Block enthaltenen Transaktionen ermöglicht.
ALEO hat gegenüber dem ZKP von L2 einen großen Vorteil, nämlich dass der Mining-Algorithmus einfacher ist. Bei der Überprüfung eines Blocks generiert der Algorithmus eine Zufallszahl. Wenn das Endergebnis nach der ZK-Berechnung kleiner ist als der Zielwert, ist die Berechnung korrekt. Der Knoten, der die Berechnung zuerst abschließt, hat das Recht, den Block zu erstellen. Jedes Mal, wenn der Miner einen Block überprüft, muss er nur eine Zufallszahl generieren, um die Berechnung zu starten. Diese Mining-Logik unterscheidet sich in ihrer Form nicht wesentlich von der von Bitcoin.
Dies ist bei der ZKP-Berechnung von L2 nicht der Fall. L2 ist mit einer Reihe von Transaktionen konfrontiert und muss daher während der Überprüfung für jede Transaktion ZKP durchführen und sie schließlich verpacken und auf L1 hochladen. Bei diesem Prozess geht es um das Problem der Parallelverarbeitung, denn selbst wenn eine einzelne CPU extrem leistungsstark ist, ist es unmöglich, Tausende von Transaktionen einzeln zu überprüfen. Parallele Vorgänge müssen über Geräte mit mehreren Recheneinheiten wie GPUs durchgeführt werden. Obwohl die GPU derzeit das am besten geeignete Gerät für das ZKP-Mining ist, ist eine weitere Algorithmusoptimierung erforderlich, um parallele Vorgänge zu erreichen und sich an das L2-Mining anzupassen. ALEO hat in dieser Hinsicht einen großen Vorteil: Es erfordert keine parallelen Vorgänge, sodass GPU-Miner nahezu nahtlos verbunden werden können. Wenn heute sowohl die öffentliche Datenschutzkette als auch ZK L2 noch nicht ausgereift sind, sind diese ungenutzten ETH-Mining-Maschinen möglicherweise motivierter, ihre Rechenleistung an den ALEO-Mining-Pool anzuschließen.
All dies basiert jedoch auf der Annahme, dass ZK L2 noch nicht ausgereift ist. Aufgrund des Wohlstands des ETH-Ökosystems können Dapps auf L1 direkt migriert werden, solange L2 online ist. Dies ist bei ALEO nicht der Fall. Auch wenn die Datenschutz-Public-Chain-Technologie ausgereift ist, muss das Team immer noch viel Geld investieren, um das gesamte Ökosystem aufzubauen. Wir können es den ökologischen Graben des ETH-Systems nennen: Egal um welche Art von L2 es sich handelt, solange ZK zur ursprünglichen zugrunde liegenden öffentlichen Kettentechnologie hinzugefügt werden kann, wird es natürlich Möglichkeiten zur Werterfassung geben. Dies ist etwas, was L1 wie ALEO nicht hat.
 
Zusammenfassen
 
Da die Notwendigkeit, sich der Zensur zu widersetzen, allmählich zunimmt, wird der Datenschutz-Track in Zukunft sicherlich zu einer revolutionären Anwendung werden. Derzeit ist ZKP der praktikabelste Datenschutzschutz, für dessen Aufrechterhaltung viel Rechenleistung erforderlich ist. Daher wird sich das ZKP-Mining wahrscheinlich zu einer Industrie in der gleichen Größenordnung wie das ursprüngliche ETH-Mining entwickeln.
Das Wichtigste, was das ZKP-Mining lösen muss, ist die Dezentralisierung. Derzeit haben zkSync und StarkNet entsprechende Roadmaps veröffentlicht. Um eine Dezentralisierung zu erreichen, ist die Ausgabe von Token logischerweise unerlässlich. Token werden nicht nur zur Aufrechterhaltung des Konsenses verwendet, sondern können auch zur Überwachung von Mining-Knoten verwendet werden, wodurch die Zensurresistenz in gewissem Maße verbessert wird.
Unter den Mining-Geräten ist FPGA die kostengünstigste. Wenn man jedoch bedenkt, dass die FPGA-Programmierung äußerst schwierig ist und es viele GPU-Mining-Maschinen im Leerlauf gibt, ist es wahrscheinlicher, dass GPUs kurzfristig die Branche dominieren.
In der öffentlichen Kette kann ZKP-Mining von jedem L2 der ZK-Serie verwendet werden, L1 ist jedoch derzeit nur von ALEO zulässig. Im Gegensatz dazu erfordert ALEO kein paralleles Computing, sodass ungenutzte GPU-Miner nahtlos verbunden werden können. L2 bietet mehr ökologische Vorteile, eine größere Nutzerbasis und geringere Risiken.
 
Referenz:
https://www.paradigm.xyz/2022/04/zk-hardware
https://messari.io/report/was-werden-ethereum-miners-nach-der-fusion-tun
https://docs.zksync.io/userdocs/decentralization/
https://community.starknet.io/t/starknet-decentralization-tendermint-based-suggestion/998