Author: Zeke, YBB Capital Source: medium Translated by: 善欧巴, 金色财经
Summary
ZKコプロセッサは、従来のコンピュータにおけるGPUと同様に、モジュール性の概念から派生したオフチェーン・コンピューティング・プラグインと見なすことができます。複雑な計算や大量のデータを処理し、ガスコストを削減し、スマートコントラクトの機能を拡張するために使用することができます。
ロールアップとは異なり、ZKコプロセッサはステートレスで、チェーンをまたいで使用でき、複雑な計算シナリオに適しています。
ZKコプロセッサの開発は困難であり、性能コストが高く、標準化されていません。ハードウェア・コストもかなり高い。この分野は1年前よりもはるかに成熟していますが、まだ初期段階です。
モジュールの時代がフラクタル・スケーリングに移行するにつれ、ブロックチェーンは流動性の不足、ユーザーの断片化、イノベーションの欠如、チェーン間の相互運用性の問題などの問題に直面し、垂直方向にスケーリングするL1チェーンとのパラドックスを生み出しています。zkコプロセッサは、これらの課題を克服する方法を提供する可能性があります。
I.モジュラー・インフラストラクチャのもう1つの分岐:ZKコプロセッサ
1.1 ZKコプロセッサの概要
1.1 ZKコプロセッサの概要
1.1 ZKコプロセッサの概要ゼロ・ナレッジ・コプロセッサは、モジュラー・コンセプトから派生したオフチェーン・コンピューティング・プラグインとして理解できます。これは、従来のコンピュータにおけるGPUに似ており、特定のコンピューティング・タスクのためにCPUからグラフィカル・コンピューティング・タスクをオフロードして処理します。この設計フレームワークの下では、「重いデータ」や「複雑な計算ロジック」といったパブリック・チェーンが苦手とするタスクは、ゼロ知識コプロセッサに計算を引き渡すことができ、チェーンは返された計算結果のみを受け取り、ゼロ知識証明によってその正しさを保証する。結果はチェーン上でしか受け取られず、その正しさはゼロ知識証明によって保証され、最終的に複雑なタスクの信頼されたオフチェーン計算を実現します。
現在、AI、SocialFi、DEX、GameFiなどの一般的なアプリケーションでは、高いパフォーマンスとコスト管理が急務となっています。従来のソリューションでは、非常に高いパフォーマンスが要求されるこれらの「ヘビー・アプリケーション」は、アセット・オンチェーン+オフチェーン・アプリケーション・モードを選択するか、個別のアプリケーション・チェーンを設計することが多かった。前者には「ブラックボックス」があり、後者には高い開発コスト、本来のチェーン・エコシステムからの分離、流動性の断片化などの問題がある。さらに、メインチェーンのVMは、そのようなアプリケーションの開発と運用に大きな制約をもたらします(アプリケーション層の標準の欠如、複雑な開発言語など)。
ZKコプロセッサは、これらの問題に対処するために設計されています。より具体的な例を挙げると、ブロックチェーンをネットワークに接続できない端末(携帯電話やパソコンなど)と想像することができます。このシナリオでは、Uniswapやその他のDeFiアプリケーションなど、比較的単純なアプリケーションは完全にチェーン上で実行できます。しかし、ChatGPTのようなアプリケーションを実行するような、より複雑なアプリケーションがある場合、パブリック・チェーンのパフォーマンスとストレージは完全に不足し、ガス爆発につながる。Web2のシナリオでは、私たちがChatGPTを実行するとき、私たちの通常の端末自体はGPT-4o大規模言語モデルを処理することができません、私たちは質問を中継するためにOpenAIのサーバーに接続する必要があり、その後、サーバーが計算し、結果を推論した後、私たちは直接答えを取得します。zkコプロセッサは、ブロックチェーンのリモートサーバーのようなものです、異なるコプロセッサプロジェクトは、プロジェクトの種類に応じて微妙な設計の違いがあるかもしれません。異なるコプロセッサ・プロジェクトは、プロジェクトの種類によって微妙な設計の違いがあるかもしれませんが、基本的なロジックはほぼ同じです - チェーン外の計算 + 検証のためのZK証明または保存された証明。
ライズゼロのBonsai展開を例にとると、アーキテクチャは直感的です。プロジェクトはRise Zero独自のzkVMにシームレスに統合され、開発者は2つの簡単なステップでBonsaiをコプロセッサとして使用できます。アプリケーションを作成します。
BonsaiにzkVMアプリケーションの実行と結果の処理を依頼するSolidityコントラクトを記述します。
1.2ロールアップとの違い
上記の定義から、ロールアップとZKコプロセッサの実装ロジックと目標は、非常に重複しているように見えます。
上記の定義から、RollupsとZK Coprocessorsは実装ロジックと目標が高度に重複しているが、Rollupsはメインチェーンのマルチコア拡張のようなものであり、具体的には以下のような違いがある:
1.">Rollups:ブロックチェーン取引のスループットを強化し、取引手数料を削減する。
ZKコプロセッサ:スマートコントラクトの計算能力を拡張し、より複雑なロジックと大量のデータを処理します。
2.仕組み:
3.状態管理:
4.アプリケーション・シナリオ:
5.メインチェーンとの関係:
したがって、この2つは相互に排他的ではなく、補完的である。また、ZKコプロセッサは、ロールアップがアプリケーションチェーンとして存在する場合でも、ロールアップに対応することができます。
1.3ユースケース
理論的には、ZKコプロセッサはブロックチェーン全般にわたる幅広いプロジェクトで使用でき、ZKコプロセッサを使用することで、Dappsは中央集権的なWeb2アプリケーションに近い機能を持つことができます。ZKコプロセッサは、Dappsを中央集権的なWeb2アプリケーションの機能に近づけます。
データ駆動型DAppの開発:
ZKコプロセッサにより、開発者は、中央集権的なWeb2アプリケーションを必要とせずに、複雑な計算を実行するためにチェーン上のすべての履歴データを利用するデータ駆動型Dappsを作成できます。このDappsは、複雑な計算を実行するために、追加的な信頼前提なしに、チェーン上の履歴データをフルに活用します。
高度なデータ分析:Dune Analyticsと同様のオンチェーンデータ分析。
複雑なビジネスロジック:従来の集中型アプリケーションに見られる複雑なアルゴリズムとビジネスロジックを実装します。
クロスチェーンアプリ:マルチチェーンデータに基づいてクロスチェーンのDappsを構築します。
DEXのVIPトレーダープログラム:
典型的なシナリオは、「VIPトレーダー・ロイヤルティ・プログラム」として知られる、DEXにおける出来高ベースの割引プログラムの実装です。この種のプログラムはCEXでは一般的ですが、DEXではまれです。
ZKコプロセッサを使用すると、DEXは次のことができます:
スマートコントラクトのためのデータ強化:
ZKコプロセッサは、スマートコントラクトのデータ取得、計算、検証サービスを提供する強力なミドルウェアとして使用でき、コストを削減し、効率を高めます。ZKコプロセッサは、スマートコントラクトにデータ取得と検証サービスを提供する強力なミドルウェアとして使用でき、コストを削減し効率を高めます。
大量の履歴データにアクセスし、処理する。
複雑なダウン・ザ・チェーン計算を実行する。
より高度なビジネスロジックを実装します。
クロスチェーン・ブリッジ・テクノロジー:
Herodotus、LagrangeなどのZKベースのクロスチェーン・ブリッジ・テクノロジーは、ZKコプロセッサーのアプリケーションとも言えます。クロスチェーン通信のための信頼できるデータ・ベースを提供するためのデータ抽出と検証に重点を置いています。
1.4ZKコプロセッサは完璧ではない
ZKコプロセッサには非常に多くの利点がありますが、現段階では完璧ではありません。class=" list-paddingleft-2">
開発:ZKの概念は、多くの開発者にとって理解するのが難しく、開発には暗号の関連知識と特定の開発言語やツールへの習熟が必要です。
高いハードウェアコスト:オフチェーンコンピューティングに使用されるZKハードウェアは、プロジェクト側がすべて負担しなければなりません。 ZKハードウェアは高価で、急速に進化するため、いつ廃止されてもおかしくないので、商業的なクローズドループを形成できるかどうかは、考える価値のある問題です。
混雑した分野:技術的には、実装に大きな差はないでしょうし、一部の突出したプロジェクトが目立ち、残りはほとんど無視されるという、現在のLayer2のパターンに似た結果になるかもしれません。
ZK回路: ZKコプロセッサでオフチェーン計算を実行するには、従来のコンピュータープログラムをZK回路に変換する必要があります。アプリケーションごとにカスタム回路を書くのは面倒ですし、仮想マシンでzkVMを使用して回路を書くと、計算モデルが異なるために計算オーバーヘッドが大きくなります。
II.大規模採用のための重要な要素
(このセクションは非常に主観的で、著者の個人的な意見を表しています)。
このサイクルは、モジュール式インフラストラクチャーによって大きく導かれます。もしモジュール化が正しい道であれば、このサイクルは大量導入に向けた最後のステップになるかもしれない。しかし、現段階では、私たちは皆、共通の感情を抱いています。なぜ、一部の古いアプリが再パッケージ化されただけなのか、なぜ、アプリよりもチェーンの方が多いのか、なぜ、Inscriptionのような新しいトークン標準が、このサイクルの最大のイノベーションとして称賛されているのか。
新鮮な物語が生まれない根本的な理由は、現在のモジュラーインフラがメガアプリケーションをサポートするには不十分であること、特に多くの前提条件(クロスチェーン相互運用性、ユーザー障壁など)が欠けていることが、ブロックチェーン史上最悪の断片化を招いていることです。モジュール時代の中核であるロールアップは確かにプロセスを加速させたが、流動性の分断、ユーザーの分断、チェーンや仮想マシン自身によるアプリケーション革新の制限など、多くの問題ももたらしている。加えて、モジュール化のもう一つの「キープレイヤー」であるCelestiaは、必ずしもイーサ上ではないDAの道を作り出し、断片化をさらに悪化させている。イデオロギーに左右されるにせよ、DAのコストに左右されるにせよ、結果としてBTCはDAになることを余儀なくされ、他のパブリックチェーンはよりコスト効率の高いDAソリューションを提供することを目指している。現状では、どのパブリックチェーンも、数十とは言わないまでも、少なくとも1つのLayer2プロジェクトを持っている。さらに、すべてのインフラとエコシステムのプロジェクトは、Blurが開拓したトークン誓約戦略から深く学んでいる。このモデルにより、Blurは3つの方法(利息、ETHまたはBTCの値上がり、無料のトークン)で利益を得ることができ、同時にチェーン上の流動性をさらに圧縮することができます。
過去の強気市場では、資金がイーサに集中していたとしても、数個から十数個のパブリックチェーンにしか流れなかった。現在、資金は何百ものパブリックチェーンに分散し、何千もの類似プロジェクトに賭けられているため、オンチェーンでの活動は少なくなっている。イーサでさえオンチェーンでの活動が不足している。
そのため、私が現在注目しているのは、すべてのチェーンに流動性を集約し、新しいプレイスタイルやメガアプリケーションの出現をサポートする方法です。クロスチェーンの相互運用性の分野では、従来の主要なプロジェクトは業績不振で、従来のクロスチェーンのブリッジと似たようなものにとどまっています。以前のレポートで取り上げた新しい相互運用性ソリューションは、主に複数のチェーンを1つに集約することを目的としている。例えば、AggLayer、Superchain、Elastic Chain、JAMなどがあるが、ここでは取り上げない。まとめると、クロスチェーンの集約はモジュラー・インフラにとって必要なハードルだが、克服するには長い時間がかかるだろう。
ZKコプロセッサはこのフェーズの重要な部分です。クロスチェーンやトリレンマのジレンマを一時的に克服し、広範な流動性を持つレイヤー1やレイヤー2に、現在の時代のアプリケーションを実装できるようにする方法はあるのでしょうか?結局のところ、ブロックチェーンアプリケーションには新鮮な物語が欠けている。加えて、ゲームプレイの多様化、ガス制御、大規模アプリケーション、クロスチェーン機能、統合されたコプロセッサソリューションによるユーザー障壁の低減は、中央集権に依存するよりも望ましいかもしれません。
III.プロジェクトの概要
ZKコプロセッサ分野は2023年頃に出現し、現段階では比較的成熟しています。Messariの分類によると、この分野には現在、3つの主要な垂直分野(汎用コンピューティング、相互運用性とクロスチェーン、AIと機械学習)にまたがる18のプロジェクトがある。これらのプロジェクトのほとんどは、トップクラスのVCによって支援されている。以下に、異なる垂直分野からいくつかのプロジェクトを紹介する。
Gizaは、Starknet上で展開され、StarkWareによって公式にサポートされているzkML(Zero Knowledge Machine Learning)プロトコルです。AIモデルをブロックチェーンのスマートコントラクトで検証可能に使用できるようにすることに重点を置いている。開発者はAIモデルをギザ・ネットワーク上にデプロイし、ゼロ知識証明によってモデルの推論の正しさを検証し、その結果をスマートコントラクトにトラストフリーで提供することができる。これにより開発者は、ブロックチェーンの分散性と検証可能性を維持しながら、AI機能を組み込んだオンチェーン・アプリケーションを構築することができる。Gizaは3ステップのプロセスでワークフローを完成させます:
モデル変換:Gizaは、一般的に使用されているONNX形式のAIを変換します。ONNX形式のAIモデルをゼロ知識証明システムで実行できる形式に変換します。これにより、開発者は使い慣れたツールを使ってモデルを訓練し、ギザのネットワーク上に展開することができます。
オフチェーン推論:スマートコントラクトがAIモデルの推論を要求すると、ギザは実際の計算をオフチェーンで実行します。これにより、ブロックチェーン上で複雑なAIモデルを直接実行する高いコストを回避できます。
ゼロ知識検証:ギザは各モデル推論に対して、計算が正しく実行されたことを示すゼロ知識証明を生成します。これらの証明は連鎖的に検証され、連鎖的に計算を繰り返すことなく推論が正しいことを保証します。
Gizaのアプローチにより、中央集権化された述語マシンや信頼できる実行環境に依存することなく、AIモデルをスマートコントラクトへの信頼できる入力ソースとして使用することができる。これにより、AIベースの資産管理、不正検知、ダイナミックプライシングといったブロックチェーンアプリケーションの新たな可能性が開かれる。これは、論理的に閉じたループを持ち、AI空間のコプロセッサを巧みに利用する、現在のWeb3 x AI空間における数少ないプロジェクトの1つである。
3.2Risc Zero
Riscゼロは、複数のトップVCが支援する主要なコプロセッサ・プロジェクトです。ブロックチェーンのスマートコントラクトにおいて、あらゆる計算を検証可能に実行可能にすることに焦点を当てています。開発者はRustでプログラムを書き、RISC Zeroネットワークにデプロイすることができる。そしてRISC Zeroは、ゼロ知識証明によってプログラムの実行の正しさを検証し、その結果を信頼できない方法でスマートコントラクトに提供する。これにより開発者は、ブロックチェーンの分散性と検証可能性を維持しながら、複雑なオンチェーン・アプリケーションを構築することができる。
先ほどデプロイとワークフローについて簡単に触れました。
Bonsai:BonsaiはRISC Zeroのコプロセッサ・コンポーネントで、RISC-V命令セット・アーキテクチャにシームレスに統合されています。RISC-V命令セット・アーキテクチャのzkVMにシームレスに統合されています。これにより開発者は、高性能なゼロ知識プルーフをイーサリアム、L1ブロックチェーン、Cosmosアプリチェーン、L2ロールアップ、dAppsに数日で迅速に統合できます。スマートコントラクトの直接呼び出し、検証可能なオフチェーン計算、クロスチェーン相互運用性、普遍的なロールアップ機能、これらすべてを分散化優先の分散アーキテクチャで提供します。再帰的証明、カスタム回路コンパイラ、状態継続、および継続的に改善される証明アルゴリズムと組み合わせることで、誰でも幅広いアプリケーションのための高性能なゼロ知識証明を生成することができます。
zkVM:zkVMは、実際の組み込みRISC-Vマイクロプロセッサのように動作する検証可能なコンピュータです。RISC-V命令セット・アーキテクチャをベースにしており、開発者はRust、C++、Solidity、Goなどの高水準プログラミング言語を使用して、ゼロ知識証明を生成するプログラムを書くことができます。一般的なRustパッケージの70%以上をサポートし、汎用計算とゼロ知識証明をシームレスに組み合わせ、計算プロセスのプライバシーと結果の検証可能性を維持しながら、任意の複雑さの計算に対して効率的なゼロ知識証明を生成します。zkVMは、STARK、SNARKなどのゼロ知識技術を活用し、再帰プーバー、STARK-to-SNARKプーバー、SNARKプーバーなどのコンポーネントによってゼロ知識証明を実現します。SNARK Proverやその他のコンポーネントにより、効率的な証明生成と検証を実現し、オフチェーン実行とオンチェーン検証をサポートします。
Risc ZeroはいくつかのETH Layer2ソリューションと統合し、Bonsaiのさまざまなユースケースを実証しました。興味深い例として、RISC ZeroのzkVMとBonsai Proof of Serviceを使い、ユーザーがGoogleアカウントを使ってETHやEther上のトークンを送ったり引き出したりできるようにするデモ、Bonsai Payがあります。これは、RISC Zeroがどのようにオンチェーン・アプリケーションを、Googleなどの主要なIDプロバイダーが使用する標準であるOAuth 2.0とシームレスに統合するかを示しており、従来のWeb2アプリケーションを通じてWeb3ユーザーの障壁を下げるユースケースを提供している。他の例としては、DAOベースのアプリケーションがあります。
3.3=nil;
=nil;は、Mina、Polychain、Starkware、Blockchain Capitalなどの大手組織が支援する投資プロジェクトである。投資プロジェクトの注目すべきは、MinaやStarkwareといったzkテクノロジーのパイオニアが支援者に名を連ねていることで、このプロジェクトが技術的に高く評価されていることを示している。=nil;は、プルーフ・マーケット(分散型証明生成市場)に焦点を当てた当社のレポート「算術市場」でも言及されている。
=nil; Foundationによって開発されたZkLLVMは、革新的な回路コンパイラであり、C++やRustなどの主流のプログラミング言語で書かれたアプリケーションコードを、イーサネット用の効率的な証明可能回路に自動的に変換します。このコンパイラは、C++やRustといった主流のプログラミング言語で書かれたアプリケーション・コードをイーサネット用の効率的な証明可能回路に自動的に変換するもので、特別なゼロ知識ドメイン固有言語(DSL)を必要としない。これにより、開発プロセスが大幅に簡素化され、参入障壁が低くなり、zkVMを使用しないためパフォーマンスが向上します。証明生成を高速化するハードウェア・アクセラレーションをサポートしているため、ロールアップ、クロスチェーン・ブリッジ、述語、機械学習、ゲームなど、さまざまなZKアプリケーション・シナリオに適しています。これは=nil; Foundation's Proof Marketと緊密に統合されており、開発者に回路作成から証明生成までのエンドツーエンドのサポートを提供します。
3.4ブレビス
BrevisはCeler Networkのサブプロジェクトで、ブロックチェーンのスマートなZero Knowledge (ZK)コプロセッサのサブプロジェクトであり、dAppsが完全に信頼できない方法で複数のブロックチェーンにわたって任意のデータにアクセスし、計算し、利用することを可能にします。他のコプロセッサと同様に、Brevisは、データ駆動型DeFi、zkBridges、オンチェーンユーザー獲得、zkDID、ソーシャルアカウントの抽象化など、幅広いユースケースを持っています。
Brevisのアーキテクチャは、3つの主要コンポーネントで構成されています:
zkFabric:zkFabricはBrevisアーキテクチャの中継コンポーネントであり、その主なタスクは、接続されたすべてのブロックチェーンからブロックヘッダ情報を収集して同期し、ZKライトクライアント回路を介して、収集された各ブロックヘッダの合意証明を生成することです。
zkQueryNet:zkQueryNetは、チェーン上のスマートコントラクトから直接データクエリを受け付け、ZKクエリエンジン回路を介してクエリ結果と対応するZKクエリ証明を生成する、ZKクエリエンジンのオープンマーケットプレイスです。これらのエンジンは、高度に特殊化されたもの(例えば、特定の期間にわたるDEXボリュームの計算)から、高度に一般化されたデータインデックスの抽象化、さまざまなアプリケーションのための高レベルのクエリ言語まで多岐にわたります。
zkAggregatorRollup:zkFabricとzkQueryNetの集約および保存レイヤーとして機能し、両コンポーネントの証明の検証、証明されたデータの保存、ZK証明のステートルートのすべての接続されたブロックチェーンへの送信を担当します。そのため、dAppsはオンチェーンのスマートコントラクトのビジネスロジック内で実証済みのクエリ結果に直接アクセスすることができます。
このモジュラーアーキテクチャにより、Brevisは、サポートされるすべてのパブリックチェーンのスマートコントラクトへの信頼性のない、効率的で柔軟なアクセスを提供します。UNIのV4バージョンはこのソリューションを採用し、ZKで証明されたクエリの結果を読みやすくするために、さまざまなユーザー定義のロジックを統合するシステムであるHooksと統合しました。UNIのV4バージョンもこのソリューションを採用し、様々なユーザー定義ロジックを統合するためのシステムであるHooksと統合することで、過去のブロックチェーンデータを読みやすくし、ガスコストを削減し、分散化を確実にしている。これはDEXを駆動するzkコプロセッサの例です。
3.5ラグランジュ
ラグランジュは、1kxとFounders Fundが主導する相互運用可能なゼロ知識概念実証コプロセッサ・プロトコルです。大規模データに対する複雑な計算を必要とするアプリケーションをサポートするために、信頼性のないクロスチェーンの相互運用性を提供するために設計されている。従来のノードブリッジとは異なり、ラグランジュのクロスチェーン相互運用性は、主に革新的なゼロ知識証明ビッグデータと国家委員会のメカニズムによって達成されます。
ZKビッグデータ:これはクロスチェーンデータを処理・検証し、関連するゼロ知識証明を生成するためのLagrangeの中核製品です。このコンポーネントには、複雑なオフチェーン計算を実行し、ゼロ知識証明を生成するための高並列ZKコプロセッサ、無制限のストレージスロットとスマートコントラクトからの直接SQLクエリをサポートするために特別に設計された検証可能なデータベース、証明時間を短縮するために変化するデータポイントのみを更新する動的更新メカニズム、および開発者がSQLを使用してスマートコントラクトから直接履歴データにアクセスできる統合機能が含まれます。クエリーを使用することで、複雑な回路を記述することなく過去のデータにアクセスすることができる。これらを組み合わせることで、大規模なブロックチェーンデータ処理および検証システムが形成される。
ステータス委員会:このコンポーネントは、複数の独立したノードからなる分散型検証ネットワークで、それぞれがETHを担保として差し入れています。これらのノードはZKライトクライアントとして機能し、特定の最適化されたロールアップの状態を専門に検証します。State CouncilはEigenLayerのAVSと統合し、リプレッジメカニズムでセキュリティを強化し、超直線的な安全な成長のために参加ノード数を無制限にサポートします。また、チャレンジウィンドウを待つことなくクロスチェーン操作を実行できる「高速モード」を提供し、ユーザーエクスペリエンスを大幅に向上させます。これら2つの技術の組み合わせにより、ラグランジュは大規模データを効率的に処理し、複雑な計算を実行し、異なるブロックチェーン間で結果を安全に転送して検証することが可能になり、複雑なクロスチェーンアプリケーションの開発をサポートします。
LagrangeはすでにEigenLayer、Mantle、Base、Frax、Polymer、LayerZero、Omni、AltLayerなどと統合されており、ZK AVSのイーサネットエコシステムと連携する最初のものとなります。ZK AVSのエコシステムとの最初の連携となる。