Fuente del artículo: IOSG Ventures

Autor: Yiping, IOSG Ventures

Este artículo es el contenido original de IOSG y está destinado únicamente a fines de aprendizaje e intercambio de la industria y no constituye ninguna referencia de inversión. Si necesita una cotización, indique la fuente. Para la reimpresión, comuníquese con el equipo de IOSG para obtener autorización e instrucciones de reimpresión. Todos los proyectos mencionados en este artículo no constituyen recomendaciones ni consejos de inversión.

TL,DR;

  • La tecnología ZK se utiliza principalmente para mejorar la escalabilidad, privacidad y credibilidad de varios proyectos como Starkware, zkSync, Scroll, Mina, Risc0, Giza y EZKL.

  • La tecnología ZK requiere una gran cantidad de potencia informática, lo que genera una sobrecarga informática de 10^4 a 10^6, lo que plantea un desafío para el equipo de infraestructura.

  • Los principales métodos para generar pruebas ZK son Proof Markets y Proof Networks. Proof Markets opera como un mercado abierto para el comercio de pruebas ZK, mientras que Proof Networks tiene servidores internos que brindan una experiencia similar a un servicio en la nube para generar pruebas.

  • El enfoque de Proof Market permite flexibilidad y rentabilidad, ya que promueve un mercado abierto donde se pueden realizar transacciones de prueba ZK sin la necesidad de una gestión de servidores de alto nivel.

  • El enfoque de Proof Network proporciona una experiencia fluida y fácil de usar para los desarrolladores y proporciona una solución para generar evidencia de manera rápida y confiable con menos enfoque en los mecanismos del mercado. En teoría, puede generar pruebas rápidamente, porque también lleva tiempo igualar las órdenes en el mercado de pruebas.

  • Los desafíos incluyen dificultades en las pruebas y depuración, la aparición de nuevos problemas de seguridad, posible bloqueo de proveedores, tarifas más altas bajo ciertos modelos de uso y pérdida de utilidad del token.

  • Es probable que los principales actores sean aquellas empresas con mayor necesidad demostrada de ZK interno, ya que pueden aprovechar la infraestructura existente y los equipos especializados para maximizar la utilización del hardware.

  • Las aplicaciones emergentes incluyen coprocesadores ZK, atestación ZK, ZKML y puentes ZK, que crean una mayor demanda para generar pruebas ZK.

  • Las redes de evidencia descentralizadas están impulsadas en el espacio ZK por la preferencia de la industria blockchain por la seguridad, la resistencia a la censura y la privacidad, aunque la seguridad inherente de ZK significa que estas ventajas no requieren la descentralización como requisito previo. Para Zk, el rendimiento es lo más importante.

introducción

Creciente demanda de ZK

Después de años de investigación en el campo de zk y enormes mejoras en el rendimiento, zk finalmente se ha utilizado en aplicaciones prácticas. Ingenieros talentosos aplican ZK para:

  • Escalabilidad

  • privacidad

  • crédito de datos

Hay muchos proyectos interesantes que dependen de zk, como Starkware, zkSync, Scroll, Mina, Risc0, =nil;Foundation, EZKL, Giza, Polygon y Manta. Estos proyectos generan de manera constante y continua pruebas zk todos los días. El caso de uso de zk más popular actualmente es zkRU, que se utiliza para resolver los problemas de escalabilidad de Ethereum. Durante el mes pasado, la validación de zk ha visto millones de dólares gastados en Ethereum/Ethereum L2.Fuente: https://dune.com/nebra/zkp-verify-spending Un fuerte aumento en el costo de verificación ZK con respecto al año pasado.
Este gráfico elaborado por el equipo de Near muestra el consumo de gas de zkSN(T)ARK en Ethereum y L2. Incluye proyectos populares de ZK como zkSync, Polygon, Aztec, Tornado Cash, Loopring, Worldcoin, Tailgun, Sismo, StarkNet e ImmutableX y dydx. En comparación con zkStark, zkSnark representa el 80% del coste total de verificación. Entre todos estos proyectos, Worldcoin tiene el costo de verificación más alto, seguido de zkSync. La verificación cuesta aproximadamente $2 por worldcoin. La verificación cuesta aproximadamente $30 por zkSync.

Demostrar la carga de infraestructura

ZK resuelve el problema de la escalabilidad, pero con un coste. Requiere mucha potencia informática. ZK conlleva una gran sobrecarga computacional y el equipo Rollup necesita lidiar con este problema. @_weidai estima que hay una sobrecarga computacional de 10^4 a 10^6 usando la tecnología ZK actual. En teoría, podríamos lograr 10 veces la sobrecarga computacional con circuitos dedicados. Si agrega la capa de abstracción de la máquina virtual, habrá 100 veces la sobrecarga computacional. El siguiente cuadro muestra un gráfico de la potencia informática basado en el crecimiento interanual según la Ley de Kumoy. La eficiencia de los chips aumentó en un factor de 10 cada década desde 2000. Si comparamos la potencia informática con la del año 2000, alcanzará 784 veces en 2025. Esto también demuestra que los cálculos actuales de ZK todavía no son del mismo orden de magnitud que los del año 2000.Fuente: https://visualize.graphy.app/view/04f82b27-3654-47eb-83e8-3981f6e258be
Piense en esto detenidamente. Estamos intentando aumentar entre 10 y 100 veces el volumen de transacciones de ZKRU. A medida que aumenta el volumen de transacciones, también nos enfrentamos a una sobrecarga computacional de 10^4 a 10^6. Estas cifras ejercen una enorme presión sobre el equipo de infraestructura de ZKRU. Los equipos líderes de ZKRU utilizan máquinas de alta gama con al menos 200 GB de memoria y cuentan con personal de operaciones talentoso para manejar estas complejidades de infraestructura. Entonces, ¿qué significa para un equipo pequeño si quieren lanzar una ZKRU o crear una solución de capa 3 con la pila ZK? Si un desarrollador independiente quiere construir ZK Dapps, ¿cómo compra estos servidores de alta gama y los opera correctamente? Ahora bien, lanzar ZKRU no es difícil. Puede utilizar ZK Stack y seguir las instrucciones de la documentación para implementar una nueva ZKRU. La parte más difícil es hacer funcionar la infraestructura de alto nivel. Gestionar una flota de servidores es mucho más difícil que el mantenimiento diario de nuestros portátiles personales. Además, la aceleración de hardware no es plug-and-play; cada equipo deberá configurar sus servidores de manera diferente según el sistema de prueba de conocimiento cero que esté utilizando. Garantizar una alta disponibilidad también es un tema complicado. ¿Qué pasa si toneladas de usuarios comienzan a acuñar Ordinals en tu ZKRU y de repente te enfrentas a un rendimiento 1000x? Incluso un equipo experimentado como Arbitrum estuvo inactivo durante varias horas debido al aumento en el comercio de Ordinals. Generar una gran cantidad de pruebas de conocimiento cero requiere soporte de servidor de alta gama. Para equipos pequeños y medianos, configurar y mantener una flota de servidores de alta gama será una carga pesada. Para ayudar mejor a los grupos a adoptar de manera simple y rápida tecnologías de conocimiento cero, el Proyecto Emergente intenta ayudar a estos grupos a lidiar con todas las complejidades de la infraestructura informática.

probar el mercado

Fuente: IOSG Ventures

Los mercados de prueba y las redes de prueba son los dos enfoques principales. Demuestre que el mercado es como un mercado abierto. Para generar una prueba, un usuario necesita encontrar una contraparte dispuesta a vender la prueba por un precio determinado. La red de prueba funciona como un servicio en la nube tradicional, los desarrolladores envían sus circuitos y entradas, y un equilibrador de carga centralizado asigna servidores internos dentro de la red de prueba para generar pruebas para los usuarios. Los mercados de prueba son un enfoque popular en la infraestructura de prueba ZK. El mercado de pruebas es un mercado abierto donde compradores y vendedores intercambian pruebas ZK. El equipo de marketing de ZK Proof no necesita preocuparse por el hardware de ZK Proof ni por sus propios servidores de alta gama, sino que se centra en las transacciones de ZK Proof y los mecanismos de verificación para atraer proveedores de hardware de terceros. Demostrando que el mercado tiene un enfoque más abierto. Da la bienvenida a proveedores de hardware de terceros. Mientras haya vendedores con dichos certificados, los compradores pueden adquirir certificados ZK a precios en dólares estadounidenses. Al verificar las pruebas, no es necesario que todos en el mercado lleguen a un consenso, sólo los operadores del mercado tienen la responsabilidad de la verificación. En el mercado de prueba, los desarrolladores de zkDapp envían una orden de prueba ZK, que incluye precio, tiempo de generación, tiempo de espera y entradas públicas. El proveedor de hardware externo aceptará el pedido y generará una prueba. Demostrar que la estructura económica de los mercados es simple. Los generadores de pruebas deben apostar. Si generan el certificado incorrecto o no lo presentan dentro del plazo, pueden recibir una multa. Los generadores de pruebas con más participación podrán generar múltiples pruebas simultáneamente. Los principales actores de la industria del mercado de pruebas son =nil y Marlin.

= Fundación nula

Demuestre que hay vendedores y compradores en el mercado. El comprador es el desarrollador de la dApp. Le pagan al vendedor una tarifa para generar la certificación. Hay muchos factores que influyen en el precio de un certificado. Los factores principales incluyen el tamaño del circuito, el sistema de prueba, el tiempo de generación y el tamaño de la entrada. Aquí está el flujo de trabajo del mercado = prueba nula:

  1. Demuestre que el solicitante envía una solicitud al mercado con un precio esperado c_r.

  2. Demuestre que el mercado bloquea los tokens c_r en la cuenta del comprador.

  3. Demuestre que el productor envía una propuesta al mercado al precio c_p <= c_r.

  4. El mercado de pruebas combina las solicitudes con las propuestas de los productores de pruebas.

  5. Los productores de pruebas generan pruebas y las envían al mercado.

  6. El mercado de pruebas valida la prueba y paga c_r - tokens de tarifa a los productores.

  7. Los solicitantes de certificación obtienen su certificación y la utilizan.

El diseño del mercado proporciona una experiencia similar a la del trading. Demuestre que el precio generado cambiará en tiempo real. A continuación se muestra una captura de pantalla del producto para el mercado de prueba =nula.Fuente: https://nil.foundation/ Actualmente, Proof Market respalda un número limitado de reclamos, siendo el reclamo de Mina el más activo. Específicamente, Proof Market acepta circuitos basados ​​en su compilador zkLLVM y su sistema de prueba Placeholder.

Gevulot

Gevulot se compromete a llevar la descentralización al mercado de prueba de prueba. Gevulot sirve como una cadena de bloques de capa 1 abierta y programable diseñada para prueba de mercado. La primera capa de la cadena de bloques maneja la distribución, verificación y distribución de recompensas de las solicitudes de prueba. La red prover aprovecha los unikernels livianos para lograr un alto rendimiento. Gevulot utiliza funciones aleatorias verificables (VRF) para distribuir el trabajo de prueba a un pequeño grupo de probadores, garantizando la confiabilidad del sistema.Fuente: https://www.gevulot.com/ Los usuarios pueden implementar programas sin problemas, el costo es predecible y los usuarios pueden establecer la tarifa máxima según la cantidad de ciclos necesarios para la ejecución del programa. Los probadores son recompensados ​​a través de la red Gevulot y tarifas de usuario, lo que los incentiva a generar pruebas eficientes y competitivas. El probador más rápido recibirá la mayor cantidad de recompensas de la red. Las tarifas de usuario se compartirán equitativamente con todos los nodos que completen la prueba. Gevulot admite múltiples lenguajes de programación para la implementación de programas, incluidos C, C++, Go, Java, Node.js, Python, Rust, Ruby, PHP, etc., porque las VM Nanos subyacentes de Gevulot admiten binarios ELF de Linux x86_64. Gevulot es una plataforma informática general que admite diferentes lenguajes y sistemas de prueba. Gevulot se basa en un núcleo único de Nanos para garantizar que los probadores puedan funcionar fácilmente en diferentes máquinas. Todos los probadores deben compilarse en una única imagen de un solo núcleo.

red de prueba

Proof Network proporciona un enfoque más fácil de usar para la experiencia del desarrollador. Opera de manera similar al proveedor de servicios en la nube de Web2. Los desarrolladores envían datos de carga útil a través de la API REST y la red de prueba luego devuelve las pruebas al desarrollador. Los desarrolladores no necesitan preocuparse por las fluctuaciones de precios ni por quién generará las pruebas.

Calefacción0

Risc Zero lanzó Bonsai usando su zkVM. Aprovechando el poder de zkVM, los usuarios pueden pedirle a Bonsai que genere varios reclamos. Por ejemplo, Zeth genera pruebas para bloques de Ethereum, basadas en máquinas virtuales Bonsai y Risc0.Fuente: https://www.risczero.com/

Sucinto

Recientemente, Succinct también lanzó su nuevo producto. En lugar de proporcionar un circuito API REST, Succinct proporciona un enfoque más similar a las funciones de la nube. Aquí está el flujo de trabajo del usuario:

  1. Conéctese a su cuenta de GitHub e implemente el circuito

  2. Llame a la API mediante REST o contrato inteligente y pase la entrada del circuito

  3. Consultar resultados a través de API REST o contrato inteligente


Fuente: https://succinct.xyz/ En comparación con BONSAI, Succinct tiene las siguientes ventajas en la experiencia del desarrollador:

  • Administrar bibliotecas de códigos de circuitos es más fácil

  • No se requiere circuito de envío secundario

  • Implementación con un solo clic de contratos inteligentes para la generación y verificación de pruebas en cadena

  • Explore las pruebas ZK populares

  • Panel para ver el estado de generación de certificados

  • Soporte rustx, gnark, circom, plonky2


Fuente: https://succinct.xyz/

Red de prueba o mercado de prueba

El mercado de certificaciones ofrece a los compradores y vendedores de certificaciones una mayor flexibilidad de precios. Invita a participar a todos los proveedores de hardware, lo que ayuda a reducir los costos para los compradores. Pero vale la pena señalar que los ahorros pueden variar entre individuos y empresas. A menudo, los servicios centralizados como Proof Network pueden ofrecer servicios gratuitos a individuos mientras cobran tarifas elevadas a las empresas pero brindan acceso a atención al cliente VIP. Por ejemplo, si una empresa planea lanzar un nuevo evento o característica, puede reservar con anticipación parte de la potencia informática en la red de prueba. Un mercado descentralizado puede presentar precios más equilibrados y competitivos. En el mercado actual, los productos basados ​​en red de prueba parecen brindar a los desarrolladores una experiencia más fluida. Maneja todo el trabajo de generación de pruebas y admite los principales sistemas de pruebas sin introducir ningún concepto complejo nuevo. Proporciona una experiencia de usuario consistente. En teoría, proporciona una generación rápida de pruebas, ya que la comparación de pedidos en el mercado de pruebas también lleva tiempo. Si está familiarizado con la computación en la nube, resultará que la red se parece más a una función de nube sin estado. Contamos con la Fundación =nil y Gevulot trabajando en el mercado de pruebas. Succinct y Risc0 están en la red de prueba. Empresas de hardware como Ulvetanna y Cystic también han contribuido significativamente a mejorar el rendimiento a prueba de ZK en las GPU y al desarrollo de la próxima generación de chips ZK dedicados. El lanzamiento del mercado resultó relativamente fácil. Para el proyecto de infraestructura ZK, demostrar el diseño del mercado puede atraer a más proveedores de hardware en línea. Con su diseño descentralizado, pueden escalar fácilmente la red para satisfacer las necesidades informáticas futuras. En el futuro, prevemos una combinación de diseños de red de prueba y de mercado de prueba. El objetivo es brindar una experiencia perfecta a los desarrolladores al tiempo que se integra un mercado de prueba como backend para facilitar la adición de recursos informáticos adicionales. Esta es una dirección que Succinct planea seguir en el futuro cercano. Estamos viendo cambios similares en otros mercados, como Infura. Infura tiene sus propios servidores, pero también planea incorporar empresas con licencia para proporcionar infraestructura.

Fuente: IOSG Ventures

¿Quién necesita realmente una infraestructura ZK en la nube?


Creemos que los desarrolladores que quieran reducir el tiempo de comercialización y crear aplicaciones ligeras y flexibles que puedan ampliarse o actualizarse rápidamente se beneficiarán enormemente de estas infraestructuras ZK en la nube. Para aplicaciones con grandes diferencias entre el uso máximo y mínimo, la infraestructura ZK en la nube reducirá los costos.
Para este tipo de aplicación, puede resultar costoso adquirir una flota de servidores que estén siempre en funcionamiento y que garanticen su disponibilidad en las horas pico. Cuando el uso es mínimo, provocará una gran cantidad de desperdicio. La infraestructura de la nube se puede ampliar en cualquier momento para mejorar el rendimiento. Este exceso de rendimiento informático puede liberarse automáticamente fuera de las horas punta.

¿Quién será el líder?

Según nuestra comprensión de la industria de la nube Web2, descubrimos que las empresas con mayores necesidades informáticas tienden a tener negocios líderes en infraestructura de nube. Pueden aprovechar la escalabilidad, el costo, los equipos y los productos innovadores. Lo mismo se aplica a la infraestructura en la nube ZK. Creemos que aquellos proyectos con mayor necesidad de validación de construcción tienen el potencial de tener uno de los negocios de ZK Cloud Infrastructure más exitosos. Para proyectos que generan grandes cantidades de pruebas ZK internamente, ya cuentan con una amplia infraestructura, optimizadores y equipos dedicados. También pueden maximizar la utilización del hardware al compartir recursos de prueba entre aplicaciones; cuando una aplicación no necesita generar pruebas de inmediato, los probadores se pueden reutilizar para otros fines. Todos estos grandes proyectos tienen sus propios sistemas de prueba hasta cierto punto. La infraestructura de prueba de terceros a menudo tiene dificultades para optimizar los diversos sistemas de prueba utilizados por diferentes proyectos a gran escala. Al proporcionar probadores en la nube rápidos y fáciles de usar, los grandes proyectos pueden ampliar eficazmente su ecosistema de sistemas de prueba. Para ZKRU, la infraestructura en la nube ZK puede aumentar el uso de su Fork. No es difícil poner en marcha una nueva capa 2 o 3 en estas ZKRU, pero mantener la infraestructura ZK será costoso. Proporcionar certificaciones en la nube flexibles y listas para usar puede ayudar a atraer a más desarrolladores. Actualmente, la mayoría de los desarrolladores suelen utilizar el SDK de OPRU para crear nuevos niveles 2 o 3 debido a la facilidad de gestión de la infraestructura correspondiente. Sin construir su propia infraestructura ZK, estos proyectos masivos de ZK tendrían que pagar tarifas exorbitantes a proveedores informáticos externos. También están limitados en la velocidad de desarrollo porque no siempre pueden personalizar su infraestructura para mejorar aún más el rendimiento y reducir los costos de prueba.

¿Quién tiene la mayor necesidad de pruebas de conocimiento cero?

Además de ZKRU y las redes de capa 1, recientemente hemos visto más aplicaciones emergentes para pruebas de conocimiento cero. Todos ellos tienen una gran necesidad de generación de pruebas. Los coprocesadores de conocimiento cero permiten a los desarrolladores de contratos inteligentes acceder a estados anteriores de blockchain sin confianza. Un coprocesador de conocimiento cero genera pruebas de conocimiento cero para estos estados pasados ​​de blockchain. Esta puede ser una alternativa más segura y menos confiable a los gráficos. La autenticación de conocimiento cero ayuda a los usuarios a incorporar datos fuera de la cadena o información de identidad a la cadena de bloques. Después de que el autenticador verifica estos datos fuera de la cadena, se genera una prueba de conocimiento cero y se coloca en la cadena de bloques. El aprendizaje automático de conocimiento cero hace posible el razonamiento en cadena. El proveedor de cálculo realiza el cálculo de ML fuera de la cadena, genera una prueba de conocimiento cero y luego publica la prueba en la cadena de bloques. El puente de conocimiento cero es una versión más segura del puente entre cadenas. Genera una prueba de almacenamiento o incluso una prueba de consenso para la cadena de origen y la coloca en la cadena de destino. Esto puede reemplazar el actual puente entre cadenas.

¿Qué tienen de especial las redes de prueba descentralizadas?

Dentro de la industria blockchain, la descentralización es la narrativa más popular. La descentralización trae muchos beneficios:

  • seguridad

  • resistencia a la censura

  • Privacidad

Las pruebas de conocimiento cero son diferentes de otros cálculos generales. ZK es inherentemente seguro. Cualquiera puede verificar una prueba fácil y rápidamente, garantizando la honestidad del demostrador. En el espacio ZK, la descentralización no es un requisito previo para la seguridad. Las pruebas de conocimiento cero se centran en detalles complejos de bajo nivel, estructurados en circuitos. Si bien el contenido dentro de estos circuitos es extremadamente difícil de censurar, la censura aún se puede implementar de manera efectiva generando solicitantes contra pruebas ZK. La privacidad puede ser un problema para las redes de prueba porque los usuarios envían entradas privadas a la red de prueba. La solución ideal sería generar la prueba localmente para evitar cualquier fuga de datos. Esto desafiará el desempeño local. Otras soluciones podrían ser un nuevo protocolo de cálculo multipartito de conocimiento cero o la generación de pruebas en un entorno de ejecución confiable. Una red de prueba descentralizada no puede brindar más privacidad. Dejando a un lado la narrativa, la resistencia a la censura es probablemente la razón principal para construir una red de prueba descentralizada. La tecnología de prueba de conocimiento cero todavía está en su infancia y hasta ahora no hemos observado ningún tipo de censura en este espacio. Sin embargo, el principal desafío que obstaculiza el desarrollo de pruebas de conocimiento cero es el rendimiento. La introducción de una red de pruebas descentralizada puede conducir a un aumento de los requisitos computacionales para generar pruebas.

en conclusión

La aplicación de la prueba de conocimiento cero se está desarrollando rápidamente y tiene una amplia gama de aplicaciones. Esperamos ver pruebas de conocimiento cero integradas en diferentes pilas de tecnología. Hemos visto redes ZK capa 1, ZK capa 2, ZKML, ZKVM, ZK-Email. Los desarrolladores también están creando oráculos ZK, fuentes de datos ZK y bases de datos ZK. Estamos en el camino de “ZKificar todo”. La sobrecarga computacional introducida por ZK obliga a los desarrolladores a implementar sus circuitos en servidores de alta gama. Como resultado, esperamos que aumente la demanda de infraestructura en la nube a prueba de ZK para ayudar a los desarrolladores a escapar de las complejidades de operar estas infraestructuras.
En esta área, nuestras ideas incluyen:

  • Los mercados de prueba y las redes de prueba son dos enfoques principales que pueden ayudar a los desarrolladores de ZK dApp a mantenerse alejados de la complejidad de la infraestructura.

  • Anticipamos que habrá un enfoque híbrido que combine mecanismos de prueba de red y prueba de mercado.

  • No todos los desarrolladores de ZK dApp son adecuados para utilizar la infraestructura ZK en la nube. Los proyectos de tamaño mediano con tráfico estable pueden autohospedar servidores para reducir costos.

  • Los líderes en infraestructura ZK en la nube serán proyectos que necesiten generar grandes cantidades de pruebas ZK, como el líder ZKRU. Tienen un incentivo financiero para hacer este negocio.

  • La descentralización es la narrativa dominante en el espacio criptográfico porque la descentralización aporta propiedades como privacidad, resistencia a la censura y seguridad. Resulta que ZK ya tiene algunas de estas características. Actualmente, el atractivo del mercado de pruebas descentralizado es la resistencia a la censura.

  • La popularidad de la infraestructura en la nube a prueba de ZK está estrechamente relacionada con la cantidad de ZK dApps actualmente en el mercado. Si bien algunos proyectos inicialmente destacan su infraestructura en la nube a prueba de ZK como una característica clave, muchos eventualmente girarán para centrarse en otras narrativas nuevas.