IOSG:ZK 协处理器的入门课, 它究竟能做什麽?

对於资料的查询与计算,链上计算所花费的成本可能是链下计算的好几倍,这也导致许多 web2 功能无法在 web3 上完全释放,而 ZK 协处理器或许能解决这一难题。
(前情提要:从Type1到Type4,各类型ZK-EVM的差异在哪? )
(背景补充:DeFi也行!零知识+AI机器学习「ZKML」的优势和挑战 )

ZK 协处理器是区块链领域一项激动人心的创新。它由 Brevis、Axiom、Lagrange 和 Herodotus 等专案率先推出,有望彻底革新我们在区块链上开发应用的方式。有了 ZK 协处理器,开发人员可以建立资料驱动的 dApps,可以利用 omnichain 资料的历史记录来执行复杂的计算,而不需要依赖任何额外的信任假设。更为重要的是,它引领了一种新的开发模式:非同步应用架构,这为 Web 3.0 软体框架带来了前所未有的效率和可扩容性。

在本系列文章中,我们将揭示 ZK 协处理器的神秘面纱。无论您是对其理念、实际应用、基础机制、面临的挑战,还是市场策略感兴趣,或是想要比较不同的专案,我们希望这些文章都能给您带来新的启发。

DEX 上缺少 VIP 交易员计划的案例

要理解 ZK 协处理器的基本思想,我们需要从现实世界中的激励性例项开始。

中心化交易所(CEX)和去中心化交易所(DEX)之间的一个明显区别是存在基於交易量的收费标准,也就是通常所说的「VIP 交易员忠诚度计划」。这些计划是留住交易者、提高流动性并最终增加交易所收入的有力工具。

有趣的是,虽然每个 CEX 都拥有至少一个这样的专案,但 DEX 却完全没有。为什麽呢?

这是因为在 DEX 中实现这一功能要比在 CEX 中更具挑战性,成本也更高。

在 CEX 中,实施忠诚度专案需要:

然而,DEX 在尝试遵循相同步骤时面临着重大挑战:

你可能会说「等等,你到底在说什麽?在区块链上,每个使用者的每笔交易都已自动储存(因为它是区块链!)。」在区块链上土生土长的智慧合约,应该可以随时访问所有这些资料,对吧?

很遗憾,不对!

区块链储存的资料 和 区块链虚拟机器内智慧合约可访问的资料 完全是两码事。

对於区块链的完整 / 存档节点来说,它们储存了区块链历史上的大量资料。通过这些节点,您可以轻松访问:

事实上,流行的 链外资料索引或分析工具 (如 Nansen 和 Dune Analytics)可利用这一广泛的资料集进行深入分析。

然而,对於嵌入区块链虚拟机器的智慧合约来说, 资料访问的限制要大得多 。它们不能使用链外索引解决方案生成的资料,因为这会给这些外部且通常是中心化的索引解决方案带来额外的信任问题。

事实上,智慧合约只能轻松且无需信任地访问以下资料:

上述说法的一个关键细微差别在於「轻松」一词。

智慧合约并非完全不知道区块链上的全部资料。在 EVM 中,智慧合约可以访问最新 256 个区块的区块头hash值。这些区块头囊括了区块链上截至当前区块的所有活动,并通过默克尔树和 Keccak hash值浓缩成 32 位元组的hash值。

压缩过的东西可以解压缩… 只是并不容易 😂

试想一下,如果想利用最近的区块头,无需信任地访问上一个区块中的特定资料。这种方法包括从存档节点获取链外资料,然後构建默克尔树和区块有效性证明,以确定资料在区块链中的真实性。然後,EVM 对有效性证明进行处理,以进行验证和解释。这样的操作既繁琐又艰钜,仅仅为了检索过去的几个代币余额,就可能消耗数千万 Gas。

这一挑战的根源在於,区块链虚拟机器本身不具备处理资料量大和密集型计算(如上述解压缩任务)的能力。

(资料来源: Brevis 在 ETHSG 的演示幻灯片)

如果有一种魔法, 能让区块链委托进行这种资料密集型的繁琐计算 , 并以低成本迅速获得结果 , 而且不需要任何额外的信任假设,那就再理想不过了 。

朋友,这正是 ZK 协处理器的用途所在 。

「协处理器」 这一名称的灵感来源於电脑架构的发展史。例如,GPU 作为 CPU 的协处理器被引入,是因为 CPU 必须将某些昂贵且自身难以执行的重要计算任务(如图形计算或人工智慧训练)下放给「辅助处理器」,即 GPU。

但是,ZK 协处理器中的「ZK」又是什麽意思呢?在深入探讨复杂的技术细节之前,让我们先来了解一下这项创新技术的广泛意义和潜力。

延伸阅读:观点投书》区块链的第三大技术革新 — ZK零知识证明应用

我们需在 Web 3.0 中资料驱动的 dApps

交易费返还就是一个很好的例子。按照这一思路,有了 ZK 协处理器,就可以在众多 DeFi 协议中无缝引入各种忠诚度计划。

然而,这远不止 DeFi 忠诚度计划。您现在也许可以看到,Web 3.0 的其他领域也存在同样的问题。仔细想想,所有现代 Web 2.0 应用程式都是资料驱动的,而 Web 3.0 应用程式却无一例外。要想打造「杀手级应用」,让使用者体验与传统网际网路应用相媲美,这种资料驱动方法是不可或缺的。

让我们看看 DeFi 领域的另一个例子 :通过重新设计流动性挖矿奖励机制来提高流动性效率。

目前,AMM DEX 上的流动性激励机制采用「现收现付」模式。在这种模式下,当 LP 贡献流动性时,Farming 奖励即刻分配给 LP。然而,这种模式远非最佳。专业 Farmer 在感觉到市场波动时,可以迅速撤回流动资金,以避免无常损失。这样一来,他们为协议提供的价值微乎其微,但仍能获得可观的回报。

理想的 AMM 流动性激励机制会对 LP 的坚定性进行追溯评估,尤其是在市场大幅波动期间。那些在这种情况下始终支援资金池的人应该获得最高奖励。然而,获取对这一模型至关重要的 LP 历史行为资料,在今天仍然是不可行的。

延伸阅读:破解加密货币 AMM 自动做市的财富密码

要做到这一点,你需要 ZK 协处理器。

在 DeFi 领域,我们可以举出很多类似的例子,无论是使用预定演算法和规则进行主动 LP 部位管理,使用非代币流动性部位建立信贷额度,还是根据过去的还款行为确定贷款的动态清算偏好。

然而,ZK 协处理器的潜力不仅限於 DeFi。

利用 ZK 协处理器打造具有出色使用者体验的链上游戏

Web 2.0 游戏即时操作功能示例

当你进入一款新安装的 Web 2.0 游戏时,你的一举一动都会被详细记录下来。这些资料不会被闲置,而是会很大程度影响你的游戏之旅。它决定何时为你提供游戏内购买选项,何时推出奖励游戏,何时向你传送措辞经过精心设计的推送通知,以及与你匹配的对手等等。这些都是游戏行业所说的即时运营(LiveOps)的组成部分,是提高玩家参与度和收入流的基石。

要使完全链上游戏的使用者体验与 Web 2.0 经典游戏相媲美,就需要这些 LiveOps 功能。这些功能应基於玩家与游戏智慧合约的历史互动和交易。

遗憾的是,在区块链游戏中,这类功能要麽完全缺失,要麽仍由中心化解决方案驱动。原因与 DEX 的例子如出一辙:难以在区块链上挖掘和计算历史游戏资料。

是的,同样,你需要 ZK 协处理器来实现这一点。

Web 3.0 社交和身份识别应用是另一个没有 ZK 协处理器支援就无法执行的领域。

延伸阅读:ZK+DID:ZKID展开隐私安全赋能数位身份的新篇章

在区块链世界中,您的数位身份是由您过去的行为编织而成的一张网。

链下系统,无论是人类还是 Web 2.0 应用程式,都可以轻松生成这种证明,因为就像交易量的例子一样,它们可以访问包含所有这些资料的存档节点。

基於这种直接资料访问的身份证明需要强大的钱包地址关联,因此也需要承担其 牺牲隐私 的缺点,但它确是可行的。

然而,就像在交易量的例子中一样,如果你想 让智慧合约相信你的 OG 身份 ,并在不引入额外信任证明的情况下抢先体验一些新玩意,其实根本就没有什麽好办法。

有了 ZK 协处理器,您就可以编织出一个可靠的身份证明,一个您过去行为的证明,一个任何智慧合约都会毫无疑问地接受的证明。您在不同应用程式甚至不同区块链上的互动都可以巧妙地合并起来,形成这一证明。

更吸引人的是 ZK 固有的隐私性。您的钱包地址不必与您的身份公开关联。例如,你可以证明自己拥有 Cryptopunk NFT,而无需透露具体的钱包地址。或者,你可以证明在 Uniswap 上执行过 10,000 次交易,但不透露具体数位。

ZK 协处理器为资料驱动的 dApp 构建开辟了一个全新的领域,但它的意义远不止於此。

超越资料驱动正规化:用 ZK 协处理器开创 Web 3.0 非同步模式

资料驱动的 dApp 模式虽然很吸引人,但只是冰山一角。

ZK 协处理器的出现将彻底改变我们对区块链计算的看法,开创一个非同步处理成为 Web 3.0 标准的时代。这种转变重新定义了任务的处理方式,专门的处理器可以独立执行,从而提高效率。

让我们先来了解一下什麽是非同步处理。

想像一下,在一家 同步餐厅 里,一个人同时扮演厨师和服务员的角色。你点了菜,他就开始准备,让你等着。他只能在为您上完菜後,再去招呼另一位客人。虽然这种设定可能会满足你的需求,但对其他人来说却很难提高效率。

相比之下,在 非同步餐厅 中,不同的厨师和不同的服务员协同工作。服务员在接受您的订单後,会迅速将订单转交给厨师,同时为其他顾客提供服务。菜肴完成後,厨师向服务员发出讯号,服务员随即为您上菜。

在电脑系统中:

每一个现代网际网路应用程式都是基於非同步架构构建的,以提高效率和可扩容性,我们认为 Web 3.0 也应如此。

ZK 协处理器将成为这一变革的先驱。对於 dApp 开发者来说,区块链就像我们非同步餐厅里的服务员。它主要处理直接改变区块链状态的计算,如或有资产所有权变更。所有其他计算都应交由稳健的 ZK 协处理器处理,它们就像精通厨艺的厨师一样,通过非同步处理的强大功能,高效地烹饪出结果并发送给服务员。

具体来说,如果区块链应用中的计算符合以下两个「 可行条件」 之一,就应考虑使用 ZK 协处理器。

ZK 协处理器可执行条件:

即使它们只符合其中之一,也值得考虑!

现在你就可以看到,它不仅仅是资料驱动的 dApps!它是一种将 ML 等高水准通用计算引入区块链的全新方式,但更重要的是,它引入了改变模式的非同步架构来构建 dApp,这在以前是根本不可能实现的。

下一篇章….

如果我们已经成功地让您相信 ZK 协处理器是一个将产生深远影响的想法,那麽现在也许是时候谈谈它们是如何工作的了。在下一篇部落格中,我们将探讨 ZK 协处理器的关键架构,并讨论该领域仍然存在的最大技术挑战。

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