ZKVM 与 ZK 验证的现状与挑战

ZKVM 与 ZK 验证的现状与挑战

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2024-08-13 21:01:01
栏目：区技术
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在最近与国内ZK芯片厂商讨论ZK加速问题时，我深入探讨了当前ZK技术的进展与挑战。随着ZK技术的快速发展，我们需要思考几个关键问题：当前的加速需求主要集中在哪些方面？哪些部分的加速最具价值？ZK领域的主要瓶颈究竟是证明生成还是验证？这些问题对整个生态系统的影响是什么？

1. 早期的 ZK 技术

在早期，ZK解决方案主要依赖于电路开发。开发者必须使用专门的语言来构建电路，这种方法既复杂又昂贵。StarkWare在这一领域处于领先地位，通过STARKs技术在Cairo中构建电路，并利用STARKs的递归证明优势。然而，这种方法的局限性在于它只能汇总来自单一证明系统或机器的STARK证明，限制了其应用范围。

2. 当前的 ZK 技术

随着通用ZKVM（零知识虚拟机）的出现，程序员现在只需编写Rust代码即可开发应用，无需掌握新的电路语言。代表性的项目包括RiscZero、Succinct Labs的SP1、Nexus Labs、Lita XYZ和来自a16zcrypto的Jolt。

尽管ZKVM项目众多，我认为未来的证明聚合系统将主要依赖RISC-V ZKVMs或基于Rust的ZKVMs。这些系统能够简化复杂的验证过程，并有效合并不同的证明系统。

3. 主要问题与挑战

在以太坊上进行证明验证的成本极高，并且当前不支持大容量证明。例如，1GB的证明在以太坊上进行验证是不可行的，尽管递归证明可以实现压缩，但这同样昂贵且耗时。运行ZK rollup的年成本可能高达数百万美元。此外，虽然alignedlayer每秒可验证2500个哈希值，但以太坊目前无法处理如此大的容量。

4. 解决方案

在以太坊上实现快速且低成本的验证可以通过以下两种方法：

证明聚合：提高验证效率的一种方式，通过合并多个证明来降低验证成本。
ZK验证层：在Eigenlayer等平台上实现低成本、可扩展的ZK验证层，这是alignedlayer当前采取的策略。

5. 讨论与观点

关于ZK赛道的瓶颈，Ozhar（来自zkSync）认为成本的95%与证明生成的硬件相关，而仅5%与验证相关。与此不同，heslinkim（来自gevulot_network）认为真正的瓶颈在于证明生成和硬件。实际上，ZK硬件和证明生成领域正在迅速发展，诸如cysic_xyz、Ingo_zk和lagrangedev等项目正在积极推进相关技术的突破。

总结

ZK技术的不断演进为我们带来了许多新的机遇和挑战。理解这些技术的现状及其发展方向，对于推动整个区块链生态系统的发展至关重要。希望本文的讨论能为您提供有价值的 insights，欢迎进一步探讨与交流。