Acest articol a fost republicat cu permisiunea CoinCu

Puncte cheie:

  • Cysic, un startup de hardware fără cunoștințe, a finalizat recent o rundă de finanțare inițială de 6 milioane de dolari condusă de Polychain Capital.

  • Scopul principal al Cysic este de a oferi servicii accelerate hardware pentru procesul de generare a probelor ZK al proiectului ZK.

  • Cysic și-a atins deja intenția de a colabora cu unele dintre cele mai importante proiecte ZK și va oferi mai întâi servicii de accelerare MSM pentru aceste proiecte.

Cysic este un proiect de accelerare hardware ZK lider în industrie, dedicat proiectării de cipuri ASIC avansate pentru a ajuta la reducerea timpului de generare ZK-proof. Cysic a format o echipă de proiectare și dezvoltare hardware de primă clasă și a finalizat lucrările de proiectare POC bazate pe FPGA.

Conform rezultatelor POC, se poate dovedi că capacitatea de accelerare hardware ZK a Cysic este deja într-o poziție de lider în industrie.

ABCDE a investit în Cysic în runda seed, iar instituțiile de investiții din această rundă includ și Polychain, A&T, Hashkey și Web3.com Venture.

De ce avem nevoie de accelerare hardware ZK?

Generarea probei ZK (ZK Proof Generation) este unul dintre pașii de bază în proiectul ZK. Din păcate, în cadrul sistemelor existente de dovezi ZK, generarea de dovezi ZK necesită de obicei multă calcul. Pe măsură ce complexitatea proiectului crește și amploarea circuitului ZK crește, cantitatea de calcul necesară pentru generarea probei ZK va crește exponențial.

De exemplu, pentru proiectele zkEVM/zkVM la scară largă, cum ar fi Scroll și zkSync, poate dura ore sau chiar zile de calcul dacă folosește CPU pentru a genera dovezi ZK. În afacerile reale, majoritatea proiectelor trebuie să limiteze generarea de dovezi ZK la secunde și minute. Timpul de calcul de câteva ore sau mai mult este complet inacceptabil pentru majoritatea proiectelor ZK, în special pentru proiectele de extindere precum zkEVM/zkVM.

În plus, complexitatea computațională a generării de probe ZK este dificil de redus teoretic în fereastra de timp de aproximativ doi ani înainte ca proiectul ZK să fie lansat oficial în viitor.

Prin urmare, pentru a asigura utilizarea proiectului, înainte ca proiectul să fie lansat oficial, partea de proiect ZK trebuie să adopte soluția tehnică de „accelerare a generării probelor ZK” pentru a accelera generarea probelor ZK la nivelul doi sau minut. . Metoda de accelerare a generării ZK-proof prin hardware de înaltă performanță este în prezent prima alegere.

Ce este accelerat hardware?

În procesul de generare a dovezilor ZK, principalele calcule consumatoare de timp pot fi împărțite în două tipuri:

1. Calcul NTT (Number Theoretic Transform) bazat pe polinoame

2. Calcule MSM (Multi-Scalar Multiplication) pe curbe eliptice. În general, într-un calcul generat de o dovadă ZK, sarcinile de calcul de tip NTT reprezintă aproximativ 25% din toate sarcinile de calcul, iar sarcinile de calcul de tip MSM reprezintă aproximativ 60-70%.

Din fericire, există aceste două tipuri de sarcini de calcul:

1. Logica este relativ simplă

2. Un număr mare de repetări ale aceleiași logici de calcul

3. Caracteristicile paralelismului (similar cu Bitcoin Mining computing). Prin urmare, este teoretic fezabil să folosiți hardware de înaltă performanță pentru a accelera aceste două tipuri de calcule.

După cum se arată în figura de mai jos, putem constata că calculul NTT (partea din stânga sus) și calculul MSM (partea dreaptă) sunt ușor cuplate în fluxul de lucru al generării probei ZK. Prin urmare, partea de proiect ZK poate alege în funcție de nevoile reale:

1. Accelerați calculul NTT singur sau

2. Accelerați singur calculul MSM

3. Accelerați NTT și MSM în ansamblu, trei opțiuni.

Fluxul de lucru al procesului de generare a dovezilor General ZK

  • Nota 1: Imaginea de mai sus este din lucrarea co-fondatorului Scroll Zhang Ye: PipeZK: Accelerating Zero-Knowledge Proof with a Pipelined Architecture. Aceasta este una dintre primele lucrări din industrie care studiază accelerația hardware zk.

  • Nota 2: În unele literatură/articole, se susține că generarea de probe ZK cea mai consumatoare de timp este FFT (Fast Fourier Transform) și MSM. Deși principiile FFT și NTT sunt similare, deoarece majoritatea calculelor criptografice implicate în ZK sunt efectuate pe câmpuri finite (Finite Field), calculul real ar trebui să fie NTT. Prin urmare, luăm NTT-ul folosit în majoritatea articolelor academice ca standard.

Ce se utilizează accelerarea hardware?

Similar cu soluția de minerit, soluția actuală de accelerare hardware ZK este implementată în principal prin următoarele trei tipuri de hardware:

  • GPU

  • FPGA

  • ASIC-uri

În prezent, există două soluții principale de accelerare hardware disponibile pe piață: GPU și FPGA. Schemele de accelerare care utilizează GPU/FPGA sunt relativ ușor de implementat. Prin urmare, pentru a ocupa mai repede piața, majoritatea producătorilor vor implementa mai întâi soluția GPU/FPGA. Datorită costului hardware ridicat al GPU-urilor și FPGA-urilor, consumului de energie relativ mare și performanței absolute limitate. Prin urmare, soluția ASIC este o parte care nu poate fi ignorată în ecosistemul de accelerare hardware ZK.

Cum servește accelerarea hardware pentru petrecerea proiectului ZK

Furnizorii de accelerare hardware ZK pot oferi servicii de accelerare a generației ZK-proof în două moduri:

  • Prin intermediul API-urilor SaaS.

  • Furnizați servicii de accelerare (similar cu vânzarea mașinilor de minerit) prin vânzarea de hardware (întreaga mașină/cip).

După cum am menționat mai sus, în timpul generării dovezilor ZK, calculele NTT și MSM sunt ușor cuplate. Prin urmare, în funcție de diferitele granularități ale serviciilor, furnizorii de servicii de accelerare hardware pot furniza următoarele trei servicii granulare.

  • Accelerație NTT dedicată (API/Dispozitiv hardware dedicat NTT Acceleration)

  • Accelerație MSM dedicată (API/dispozitiv hardware dedicat pentru accelerare MSM)

  • Soluție de accelerare all-in-one pentru a accelera NTT și MSM în același timp.

Diferențele între furnizorii de accelerare hardware

Problemele de calcul NTT și MSM au fost studiate pe larg de mulți ani. Este dificil pentru marii producători să realizeze progrese în teoria calculatoarelor într-o perioadă scurtă de timp. Prin urmare, diferențele tehnice dintre diferiți producători se află mai mult în capabilitățile de realizare a ingineriei, controlul detaliilor algoritmului, selecția stivei de tehnologie (hardware), controlul costurilor de producție hardware și capabilitățile de proiectare a produsului. Când clienții aleg un furnizor de accelerare, se vor concentra pe următorii trei factori:

  • Performanța hardware-ului/serviciului și timpul de calcul al producătorului în cadrul aceleiași sarcini de calcul.

  • Costul de accelerare hardware, în cadrul aceleiași sarcini de calcul, este costul de calcul al producătorului.

  • Ușurință de utilizare a API/dispozitivului.

De ce investim în Cysic?

Cysic a fost fondată la sfârșitul lunii august 2022 de Leo Fan și Bowen Huang. Scopul principal al Cysic este de a oferi servicii de accelerare hardware pentru procesul de generare ZK-proof al proiectului ZK. California, SUA și China continentală. Contextul acestor membri fondatori provine în principal de la doctoratul de la Departamentul de Informatică al celor mai bune 20 de universități din Statele Unite și din echipa de proiectare a cipurilor a Institutului de Tehnologie de Calcul, Academia Chineză de Științe.

În această etapă, proiectul a realizat verificarea POC a calculului MSM bazat pe FPGA, iar codul proiectului este SolarMSM. În această etapă, SolarMSM va furniza servicii externe prin SaaS.

În prezent, Cysic a atins intenții de cooperare cu mai multe părți importante din proiectul ZK și le va oferi servicii de testare în viitorul apropiat. Conform dovezilor multor autorități din industrie, SolarMSM se află pe poziția de top în industrie în ceea ce privește accelerarea performanței de calcul a MSM.

Profilul echipei fondatoare

Cei doi fondatori au experiențe tehnice solide și sunt experți în criptografie și design hardware. Dr. Leo a absolvit Universitatea Cornell sub tutela unui profesor de criptografie de renume internațional, Elaine Shi. Înainte de a se alătura Universității Rutgers ca profesor asistent, Leo a lucrat ca cercetător în criptografie la Algorand.

Un alt fondator, Bowen Huang, a lucrat la Institutul de Tehnologie de Calcul, Academia Chineză de Științe timp de 6 ani înainte de a fonda Cysic și a plecat la Universitatea Yale pentru a studia pentru un doctorat. Aterizare de proiectare.

Puține rezultate

În prezent, Cysic a implementat designul POC al soluției de accelerare MSM bazată pe FPGA publică Xilinx, cu numele de cod SolarMSM. În verificarea POC, pentru sarcina de calcul MSM a cărei dimensiune de intrare este de 2³⁰, SolarMSM o poate accelera la mai puțin de o secundă. Acesta este în prezent cel mai puternic nivel dintre toate rezultatele datelor publice din industrie și este cu 1-2 ordine de mărime mai mare decât performanța campionului competiției ZPrize.

Implementarea rapidă a SolarMSM demonstrează:

  • Echipa Cysic are putere eficientă de cercetare și dezvoltare și capacități tehnice. Poate fi proiectat și implementat rapid, ceea ce este cu 1-2 ordine de mărime mai mare decât primul ZPrize, arătând un avantaj copleșitor de viteză.

  • Echipa Cysic are o capacitate robustă de gestionare a integrării lanțului de aprovizionare. Dacă PCB-ul, disiparea căldurii, sursa de alimentare, conectorii PCIE și structura șasiului sunt toate personalizate în paralel, livrarea poate fi încă finalizată rapid în 2-3 luni, ceea ce reprezintă practic de 2-3 ori viteza standardului industrial.

În același timp, POC în această etapă este și o verificare internă a lucrărilor de proiectare/dezvoltare hardware Cysic. Deoarece costul de corectare a erorilor al cipurilor ASIC este mai mare decât al soluțiilor FPGA, verificarea completă a mașinii prin SolarMSM la lățime de bandă mare, consum mare de energie și niveluri ridicate de interconectare pot reduce foarte mult riscul erorilor viitoare ale cipului ASIC.

Foaia de parcurs tehnologică

Cysic intenționează să ofere o soluție completă de accelerare hardware ASIC, inclusiv calcularea NTT și MSM. În prezent, partea de proiect adoptă o strategie de cercetare și dezvoltare în două etape.

Faza 1: POC bazat pe FPGA

În prima fază a proiectului, o versiune POC a accelerării MSM și NTT bazată pe FPGA publică Xilinx: SolarMSM. În prezent, modulul de accelerare a calculului MSM a fost finalizat, iar calculul MSM la scară 2³⁰ poate fi finalizat în mai puțin de o secundă, ceea ce reprezintă cea mai înaltă performanță dintre toate rezultatele publice de accelerare hardware FPGA-MSM, conducând concurența cu mai mult de 1–2 ordine de mărime. Dacă nimic altceva, SolarMSM va deține cel mai înalt record de performanță pentru accelerarea hardware MSM până când vor apărea cipurile ASIC. Cysic a atins intenții de cooperare cu mai multe proiecte ZK de vârf și va oferi mai întâi servicii de accelerare MSM pentru aceste proiecte.

În următoarele câteva luni, Cysic plănuiește să finalizeze modulul de accelerare de calcul NTT SolarNTT bazat pe SolarMSM. SolarNTT și SolarMSM vor fi implementate pe același server pentru a efectua calcule accelerate bazate pe același sistem de interconectare FPGA la scară largă. Aceste două seturi de implementări vor fi integrate prin arhitectura de interconectare de mare viteză concepută de Cysic pentru a deveni o soluție de accelerare all-in-one, SolarZKP. SolarZKP va furniza servicii API extern prin SaaS.

Faza 2: ASIC-uri de 12 nm

După etapa POC, Cysic va începe etapa de dezvoltare a ASIC de 12 nm. Scopul este de a atinge puterea de calcul a unui singur cip ASIC, atingând performanța întregului cip SolarZKP (suportând atât calculul MSM, cât și NTT și alte funcții de bază specificate de partea de proiect), reducând în același timp consumul de energie al unui singur cip la două ordine de magnitudinea.

Analiza pieței

Cum aleg clienții soluțiile de accelerare hardware?

În producția efectivă, diferiți clienți ZK au cerințe diferite pentru accelerarea hardware, în funcție de cât de sensibil este proiectul ZK la timpul de generare a probei. De exemplu:

  • Pentru proiectele Layer-2 bazate pe zkEVM/zkVM, cerința lor principală este generarea rapidă și stabilă de dovezi ZK. Prin urmare, ei vor fi mai înclinați să aleagă o soluție integrată de accelerare mai rapidă și mai stabilă.

  • Pentru unele proiecte ZK care nu sunt sensibile la timpul de generare a dovezilor ZK, nu trebuie să genereze dovezi cu cea mai rapidă viteză, cum ar fi dovezile de proprietate ale schimburilor. În acest scenariu, clienții pot alege în mod flexibil accelerarea de calcul MSM singuri sau pot combina calculul MSM și calculul NTT furnizate de diferiți furnizori de servicii într-un timp acceptabil pentru a alege cel mai bun preț.

Credem că, în viitor, vor exista instrumente care combină soluții diferite ale furnizorilor de accelerare hardware pentru a ajuta clienții să genereze soluții optime.

Riscul proiectului

În prezent, multe companii au participat la competiția pe pista accelerată hardware ZK. Există riscuri de întârziere în dezvoltarea proiectelor și riscuri de piață pentru proiectele de accelerare hardware ZK bazate pe ASIC.

Risc de întârziere a dezvoltării proiectului

Există o relație de cooperare reciprocă și realizare reciprocă între partea de proiect ZK și producătorul de accelerare hardware ZK. În calitate de partener al proiectului ZK, va alege mai întâi prima soluție de accelerare hardware disponibilă pentru a prelua cota de piață a proiectului ZK în sine. Pentru proiectul zkEVM/zkVM, posibilitatea de a oferi dovezi de bloc L2 în mod stabil este una dintre cele mai importante considerații. Prin urmare, unele părți ale proiectului ZK vor atinge intenții de cooperare pe termen lung cu furnizorii de accelerare hardware în stadiul incipient. Dacă dezvoltarea proiectului este prea lentă, o parte din cota de piață poate fi pierdută în stadiul incipient. În același timp, există riscul de eșec în tape-out ASIC. Afectate de constrângerile de capacitate ale producătorilor de cipuri, eșecurile de conectare vor forța proiectul să reprogrameze extragerea, provocând întârzieri ale proiectului.

Riscul de piata

Partea de proiect ZK poate fi împărțită în două categorii: categoria de confidențialitate și categoria de extindere. Pentru proiectele de confidențialitate, utilizarea accelerării hardware poate reduce într-o oarecare măsură riscul atacurilor pe canale laterale, dar ținând cont de problemele de confidențialitate, proiectele de confidențialitate vor fi mai precaute în alegerea soluțiilor de accelerare hardware ZK, cum ar fi alegerea de a cumpăra hardware direct în loc de Nu prin SaaS. serviciu.

Concurență pentru șef de proiect

În prezent, există trei concurenți puternici în industrie, și anume Supranational, Ulvantanna și Auradine.

Supranational

Supranational a intrat pe pista ZK accelerată de GPU din 2019 și recent a început să implice domeniul FPGA/ASIC. Supranational are deja o soluție de accelerare bazată pe GPU open-source foarte matură, iar performanța sa este în fruntea industriei. În același timp, ne așteptăm ca Supranational să aibă și o soluție comercială cu sursă închisă, cu performanțe mai bune. Supranational a intrat pe piață mai devreme, cu anumite resurse din industrie și un flux de numerar bun.

Ulvantanna

Echipa fondatoare este de la Jump Crypto și a primit investiții de la paradigm și bain crypto. Puterea sa nu trebuie subestimată.

Auradine

În comparație cu Senior, echipa fondatoare are o experiență antreprenorială bogată și o platformă de producători de top și capital.

Alte echipe de accelerare hardware

Restul echipelor, precum Ingonyama și Jump Crypto, au intrat pe pistă înaintea lor, dar performanța lor nu este la fel de bună ca cea a SolarMSM în această etapă, potrivit datelor publice.

Echipa internă de accelerare hardware a proiectului ZK

În prezent, pe lângă echipele dedicate de accelerare hardware, multe părți ale proiectului ZK explorează și soluții de accelerare hardware în interior, cum ar fi zkSync și Scroll.

zkSync

zkSync alege soluția de accelerare GPU/FPGA. Conform rezultatelor publicate pe ZPrice, soluția GPU a zkSync durează 2,528 de secunde când scara de intrare este 2²⁶ MSM. Această performanță este mai mică de o zecime din soluția Cysic SolarMSM (calculul 2³⁰ MSM durează mai puțin de 1 secundă).

Sul

Scroll a fost cercetat intern pentru accelerarea bazată pe GPU. În același timp, Scroll și unele instituții academice cooperează pentru a explora soluții mai bune, iar ultimele lor rezultate de cercetare academică au fost publicate la ASPLOS 2023, conferința de top în domeniul arhitecturii computerelor [3]. În calitate de proiect lider zkEVM, merită să așteptăm cu nerăbdare și să urmărim progresul lor ulterioară.

Referințe

[1] PipeZK: Accelerarea dovezii zero cunoștințe cu o arhitectură pipelined, ZhangYe

[2] Accelerația FPGA a înmulțirii multi-scalare: CycloneMSM, JumpCrypto

[3] GZKP: Un sistem accelerat GPU pentru dovezi zero cunoștințe

RENUNȚAREA RESPONSABILITĂȚII: Informațiile de pe acest site web sunt furnizate ca comentarii generale ale pieței și nu constituie sfaturi de investiții. Vă încurajăm să faceți propria cercetare înainte de a investi.

Alăturați-vă nouă pentru a ține evidența știrilor: https://linktr.ee/coincu

Harold

Ştiri Coincu