Was bedeutet Succinct?

Succinct entwickelt eine Infrastruktur, die es allen Entwicklern ermöglicht, die Zero-Knowledge Proof (ZK Proof) Technologie effizient zu nutzen. Derzeit hat Succinct ein Open-Source, modulares zkVM SP1 eingeführt und entwickelt nun ein dezentrales Prover-Netzwerk, das Succinct Prover-Netzwerk. In Zukunft wird dieses Netzwerk in der Lage sein, ZK-Proof Rollups, Coprozessoren und andere Infrastrukturen auszuführen und als fortschrittlichere „Infrastruktur für ZK-Infrastrukturdienste“ zu dienen.

Warum ist die ZK Proof-Technologie wichtig?

ZK-Beweise können die Privatsphäre effektiv schützen, während der Beweisprozess abgeschlossen wird. Angenommen, eine Person möchte einem Unternehmen den Nachweis eines Gesundheitsuntersuchungsberichts erbringen, ohne diese sensiblen medizinischen Daten verbreiten oder behalten zu wollen. Durch die Erzeugung eines ZK-Beweises kann der Benutzer beweisen, dass sein Gesundheitszustand den Anforderungen des Unternehmens entspricht, ohne den tatsächlichen medizinischen Datenbericht bereitzustellen, und so das Risiko eines Datenschutzverstoßes zu vermeiden.

Im Fahrplan für die breite Akzeptanz von Blockchain gelten ZK-Beweise als eine entscheidende Technologie für die Zukunft von Blockchain. Sie ermöglichen es Blockchain-Entwicklern, jede Aussage unwiderruflich zu beweisen, wie z.B. die Zustandsübergangsfunktion der Blockchain oder den Konsensbeweis.

Zudem sind ZK-Beweise ohne Erlaubnis und verlassen sich nicht auf externes Kapital oder Betreiber für Sicherheit. Sie sind in der Lage, die Gültigkeit jeder Aussage zu beweisen. ZK-Beweise sind auch effizient, da nur eine Partei sie erstellen muss und jeder sie überprüfen kann.

Team Entwicklung und Finanzierungssituation

Succinct wurde 2022 gegründet, mit einem schlanken Team und einem Büro in San Francisco. Der Gründer hatte zuvor Forschungen zu ZK-Brücken, Interoperabilität und gemeinsamer Bestellung verfasst und veröffentlicht. Das Team verfügt auch über jahrelange Erfahrung in den Bereichen Plattformen für Modelltraining, Datenplattformen und KI.

Viele Kunden von Succinct sind Top-Teams in der Branche. Derzeit nutzen bereits Wormhole, Lido, Near, Celestia (Blobstream X), Avail (Vector Bridge) und Gnosis (Native Bridge) die frühen Versionen des von Succinct entwickelten Prover-Netzwerks, um ZK-Proof-DApps zu erstellen, die den Standards des Succinct-Protokolls entsprechen.

Am 22. März 2024 kündigte Succinct an, dass es eine Serie-A-Finanzierung in Höhe von 43 Mio. US-Dollar erhalten hatte, angeführt von Paradigm. Bisher beläuft sich die Gesamtfinanzierung des Teams (Seed-Runde und Serie A) auf 55 Mio. US-Dollar, mit Teilnehmern wie Robot Ventures, Bankless Ventures, Geometry, ZK Validator und Business Angels wie dem Gründer von Eigenlayer Sreeram Kannan, dem Mitbegründer von Polygon Sandeep Nailwal, dem Mitbegründer von Polygon Zero Daniel Lubarov und dem Mitbegründer von Bitwise Elad Gil.

Quelle: Twitter des Projektteams

Hintergrund des Entwicklungsteams

Uma Roy

Uma Roy ist Mitbegründerin und CEO von Succinct. In ihrer Jugend nahm sie an den Qualifikationen für die United States of America Junior Mathematical Olympiad (USAJMO) teil, die als einer der angesehensten Wettbewerbe für Schüler in den Vereinigten Staaten gilt. Der USAJMO wählt seine Teilnehmer in der Regel auf Grundlage des AMC 10-Index aus, wobei jedes Jahr nur 230-240 Schüler die Qualifikationsrunde bestehen.

Uma erwarb sowohl ihren Bachelor- als auch ihren Master-Abschluss am MIT, wo sie ihr Interesse an der Darstellungstheorie (einem Zweig der abstrakten Algebra) und der Quantenalgebra aus der High School fortsetzte. Nach 2019 verlagerte sie ihren Fokus auf Datenplattformen und KI und begann im August ein einjähriges Residenzprogramm bei Google Brain AI. Im Jahr 2021 wurde sie die erste Ingenieurin bei Gantry Startup, bekannt für ihre prominenten Kunden wie Duolingo, und half ihnen bei der Entwicklung einer Plattform zur Überwachung von maschinellem Lernen.

John Guibas

John Guibas ist Mitbegründer von Succinct und veröffentlicht laut Google Scholar seit 2017 Artikel mit einer aktuellen Zitationszahl von 447. Im Jahr 2017, als er noch in der High School war, erhielt John ein KI-Stipendium von den renommierten Investoren Nat Friedman und Daniel Gross (die zuvor in Figma und Stripe investiert hatten). Ursprünglich wurden im Rahmen dieses Projekts Forschungsstipendien vergeben, um vielversprechende KI-Forschung ohne Bedingungen zu unterstützen. Später entwickelte es sich zu einem Beschleuniger, der KI-Startups in der Frühphase unterstützt. Zu dieser Zeit hatten John und zwei andere bereits etwas mit Datenschutz zu tun: Sie erforschten, wie man GANs nutzen kann, um verwertbare und die Privatsphäre schützende Trainingsdaten zu generieren.

Im Jahr 2019 schrieb er sich an der Stanford ein, um Informatik zu studieren, verbrachte den Großteil seiner Studienzeit im Stanford DAWN Lab und im NVIDIA-Forschungszentrum und konzentrierte sich auf Datenbanksysteme und maschinelles Lernen. Im Jahr 2022 erhielt er das Paradigm-Stipendium und brach während seines dritten Studienjahres an der Stanford University ab. Im selben Jahr nahm er auch an einem Residenzprogramm an der 0xPARC Foundation (einer Stiftung, die das Ethereum-Ökosystem unterstützt) teil, wo er die ZK-Proof-Technologie erforschte.

Im Jahr 2022 begann er mit Professoren und Forschungspartnern zusammenzuarbeiten, um den Prototypen von Succinct zu entwickeln. Sie stellten fest, dass zkSNARKs sehr gut zur Überprüfung von ML-Modellen geeignet waren, was zur Einrichtung einer vertrauenslosen Interoperabilitätsschicht im Ethereum-Ökosystem führte, die zkSNARKs nutzt. Zu den Hauptbeitragenden gehörten Daniel Kang, Tatsu Hashimoto, Yi Sun und Matei Zaharia.

Im Jahr 2023 erhielt John aufgrund der Gründung von Succinct das angesehene Thiel-Stipendium. Dieses Stipendium steht Personen unter 22 Jahren zur Verfügung und bietet 100.000 US-Dollar, um zwei Jahre lang frei zu forschen. Zu den bemerkenswerten Empfängern gehören der Gründer von Ethereum, Vitalik Buterin, und der Gründer von Blur/Blast, Tieshun Roquerre.

Welches Problem löst Succinct?

Problem 1: Vertrauen hat im Bereich der Blockchain viele Herausforderungen erlebt

Sicherheit von Cross-Chain-Brücken: Cross-Chain-Brücken sind kontinuierlich anfällig für Hackerangriffe. Dieses Sicherheitsproblem ist nach wie vor ungelöst und führt zu häufigen Verstößen und Verlusten von Geldern in verschiedenen Blockchain-Netzwerken.

Multisig-Betrugsnachweise: Die Veröffentlichung von Blast brachte das Problem mit Multisig (mehrere Signaturen) ans Licht, als Benutzer auf das Fehlen von Betrugsnachweisen in vielen Layer-2-Lösungen hinwiesen, die von den Menschen häufig verwendet werden. Diese Enthüllung zeigte, dass die meisten Layer-2-Plattformen Mechanismen zur Beweisführung oder Widerlegung betrügerischer Aktivitäten in ihren Multisig-Operationen vermissen.

Zentralisierte Validierungsknoten: Im Jahr 2022 tauchten Vorwürfe bezüglich der BNB Chain auf, die beschuldigt wurde, von einem von Binance ausgewählten Ausschuss kontrolliert zu werden. Dieser Ausschuss, der abwechselnd Blöcke erzeugt, besteht aus 21 Validierungsknoten, die Milliarden von Dollar kontrollieren. Diese Knoten werden aus 11 von Binance kontrollierten Mitgliedern ausgewählt, was Bedenken hinsichtlich Zentralisierung und Manipulationspotenzial aufwirft.

Skalierbarkeit versus Vertrauen: Vertrauen wird oft zum Opfer auf der Suche nach Skalierbarkeit. Die aktuellen Staking-Mechanismen sind ineffizient, und das Anwerben von Stakern oder Node-Betreibern ist komplex und zeitaufwendig. Diese Faktoren tragen zu den hohen Kosten bei, die die Skalierbarkeit behindern.

Als Reaktion auf diese Probleme vertritt Succinct den Slogan „Programmierbare Wahrheit“. Die aktuelle Blockchain-Architektur basiert auf Vertrauen, das äußerst fragil ist, wenn es mit der menschlichen Natur konfrontiert wird. Wie die Gründerin Uma feststellt: „Diese Strukturen beruhen auf kryptografischer Wahrheit, nicht auf Vertrauen“ (gesichert durch kryptografische Wahrheit, nicht Vertrauen). Die weit verbreitete Verwendung von Zero-Knowledge (ZK)-Beweisen wird als einziger Weg angesehen, um eine neue Generation von Blockchain-Architektur zu erreichen, die sicherer, skalierbarer und innovativer ist.

Problem 2: ZK-Beweise sind wichtig, aber zu komplex

Derzeit erfordert die Implementierung von ZK-Beweisen eine erhebliche Menge an Anpassung. Succinct hat zuvor an zahlreichen ZK Bridge-Projekten gearbeitet und festgestellt, dass jedes Projekt komplexe Anpassungen erfordert und wiederholt bereitgestellt werden muss. Am wichtigsten ist, dass niemand gerne ZK-Schaltkreise schreibt (Schaltkreise sind Darstellungen logischer Funktionen im Kontext von Zero-Knowledge-Beweisen), was umfangreiche mathematische Hintergrundkenntnisse erfordert.

Im Laufe dieses Prozesses erkannte Succinct, dass die Antwort in zkVM (Zero-Knowledge Virtual Machine) liegt, was zur Entwicklung von SP1 führte. Entwickler können Rust-Code in der Produktion bereitstellen, überwachen und Beweise anfordern, was die API-Konfiguration deutlich vereinfacht. Succinct bietet auch einen integrierten Beweisbrowser, der es Entwicklern ermöglicht, alle Beweise anzuzeigen und alles zu verfolgen.

Problem 3: Das aktuelle ZK-Beweis-Domäne ist fragmentiert

Dieser Punkt betrifft die Zukunft. Sie glauben, dass obwohl die ZK-Technologie sich rasch weiterentwickelt, die Lieferkette für ZK-Beweise fragmentiert ist und mit den Fortschritten in der ZK-Technologie nicht mithalten kann.

Deshalb erfordern aktuelle DApps, die auf ZK-Beweisen basieren, von Entwicklern, dass sie für spezifische Bedürfnisse bereitstellen, was oft zu einmaliger Verwendung und zu großer Abhängigkeit von zentralisierten Beweisführern führt, was die Entwicklungsgeschwindigkeit verlangsamt und die Kosten erhöht. Die Integration eines standardisierten Bereitstellungsentwurfs in jeden Teil des Stapels, einschließlich L2, Co-Prozessoren, Brücken usw., erfordert eine komplexere ZK-Infrastruktur. Dies ist das Ziel des derzeit in Entwicklung befindlichen Succinct Prover Network.

Produkt- und Betriebsmechanismus von Succinct

Die Open Source zkVM, SP1

Quelle: Offizieller Blog

Am 14. Februar 2024 kündigte Succinct die Veröffentlichung von SP1 auf Twitter an. Die Entwicklung von SP1 weist einige Ähnlichkeiten mit der Entwicklung von KI auf. Vor GPT-4 erforderte die Teilnahme an der KI-Entwicklung eine Reihe komplexer Aufgaben: Datensammlung, Datenbereinigung, Modelltraining, Modellfeinabstimmung usw., zusammen mit entsprechender Expertise. Mit der Einführung von GPT-4 konnte jeder KI nutzen, indem er die OpenAI API aufruft.

In ähnlicher Weise ist SP1 oder jede fortschrittliche Open-Source-zkVM ähnlich dem GPT-4 der Zero-Knowledge Proof (ZKP)-Welt. In Zukunft werden alle zkRollups, zk Oracles oder zkBridges in der Lage sein, ihren ZKP-Code, der in Standard-Rust oder WASM-Sprachen verfasst ist, durch zkVM zu beweisen, was die Notwendigkeit beseitigt, komplexe Schaltungen zu komponieren.

Zuvor glaubte man, dass ZK-Projekte Schaltkreise individuell schreiben mussten, um eine brauchbare Leistung zu erzielen. SP1 hat jedoch die Leistung eines allgemeinen zkVM fast auf das Niveau von maßgeschneiderten ZK-Schaltkreisen gebracht und das Gefühl der Gründerin Uma widergespiegelt, dass sie "alle höllischen Schaltkreisangelegenheiten hinter sich gelassen hat."

SP1 bietet zahlreiche Pakete und Bibliotheken für Entwickler zur Wiederverwendung, wobei seine vollständige Offenheit der wichtigste Aspekt ist. Frühere zkVMs hatten eine Closed-Source-Beschränkungslogik, die nicht geändert werden konnte. SP1 hingegen übernimmt eine modulare Architektur, die von Anfang an anpassbar ist. Diese Anpassungsfähigkeit ermöglicht es Entwicklern, „Vorkompilierungen“ zur KernzkVM-Logik hinzuzufügen, was die Leistung erheblich verbessert.

Die Bedeutung von Open Source kann nicht genug betont werden. RISC Zero, ein wichtiger Konkurrent in diesem Bereich, hat eine Closed-Source-Kernlogik; während ihre kompilierte Version Open Source ist, kann sie nicht von externen Teams modifiziert werden. Die Unfähigkeit von Succinct, RISC Zero zu modifizieren, motivierte das Team, einen wirklich Open-Source-zkVM zu schaffen, der auf ein Produkt abzielt, das anpassbar, von der Community modifizierbar und frei von Anbieter- oder Plattformrisiken ist.

Ein weiterer Grund für die Betonung von Open Source ist, dass SP1 selbst unter Verwendung von Plonky3 von Polygon Zero entwickelt wurde. Zum Beispiel wird die constraint logic von Succinct mit Air Builder von Plonky3 ausgedrückt. Plonky ist eine modulare Komponentenbibliothek/-toolkit, das/der von Entwicklern verwendet werden kann, um neue Proof-Systeme und zkVMs zu erstellen und eine starke Open-Source-Community zu bieten. Succinct hat Plonky2 in vielen früheren Projekten genutzt, wobei Plonky3 eine qualitativ hochwertigere Version von Plonky2 ist, die noch verbessert wird. Succinct hat sogar einige PRs in den Upstream von Plonky3 eingefühgt und so zur Open-Source-Community von Plonky beigetragen.

Dezentralisiertes Nachweisnetzwerk: Prägnantes Beweisnetzwerk

Das Succinct Prover Network befindet sich derzeit in der Entwicklung. Es handelt sich um ein gehostetes Infrastrukturnetzwerk, das dezentralisierten Anwendungen (DApps) ermöglicht, ihre Nachweiserstellungsprozesse an einen Nachweis-Marktplatz auszulagern. Durch die Nutzung von SP1 oder anderen zkVMs können Entwickler ihre DApps, die Zero-Knowledge (ZK) Beweise nutzen, einfach auf dem Netzwerk bereitstellen. Darüber hinaus fungiert dieses Netzwerk als offener Nachweis-Marktplatz: Entwickler müssen nur Nachweis-Anfragen an das Netzwerk senden, und ein Auktionsmechanismus wird diese Anfragen mit Beweisführern abgleichen, die auf modernster Hardware arbeiten; Beweisführer können auch Gebühren verdienen, indem sie kostengünstige, zuverlässige Nachweise innerhalb dieses offenen Netzwerks generieren.

Die Zukunft der Proof Supply Chain

Wenn ein Proof generiert wird, umfasst er eine Vielzahl von Teilnehmern und Schritten, die als Proof-Lieferkette bezeichnet werden können. Die Generierung von Beweisen funktioniert folgendermaßen: Entwickler fordern einen Beweis an und drücken ihre Logik mit einem bestimmten Beweissystem aus, sei es durch Schaltkreise oder eine zkVM; dann wird der Beweis generiert und kann aggreGate.iod sein, bevor er die Kette der DApp erreicht. Im November 2023 startete Succinct das erste "Frontend" des Succinct Prover Network: alpha.succinct.xyz. DApps können nun darüber bereitgestellt werden. Dabei handelt es sich um eine vereinfachte Version der Proof-Lieferkette, wobei die Succinct-Plattform selbst derzeit als vollständige Proof-Lieferkette dient. Dies ist jedoch aus zwei Hauptgründen kein nachhaltiger Zustand: Schwierigkeiten bei der Preisgestaltung, da die Komplexität der Beweislieferkette zunimmt, steigt auch die Schwierigkeit der Preisgestaltung; und Hardware kann Komplexität in die Preisgestaltung bringen, mit dem Potenzial für verschiedene Hardwareanbieter, was die Frage aufwirft, ob eine DApp mit 20 verschiedenen Hardwareanbietern verhandeln möchte, um den besten Preis oder die beste Kapazität zu finden.

Was Succinct tun möchte, ist einen Raum für alle Beteiligten in der Nachweiskette bereitzustellen, um miteinander zu koordinieren und somit einen offenen Nachweisnetzwerkmarkt als wesentlichen Bestandteil der gesamten Nachweiskette zu schaffen. In der zukünftigen Nachweisketten-Ökosystem, da alle DApps und Infrastruktur nahtlos die neuesten ZK-Nachweissysteme und maßgeschneiderten Hardware-Technologien innerhalb des Succinct Prover-Netzwerks erben, wird dieser dezentralisierte Nachweisnetzwerkmarkt Skaleneffekte erzielen. Dies ermöglicht es Entwicklern, effiziente und kostengünstige ZK-Nachweise zu erhalten (ein wettbewerbsfähiger freier Marktmechanismus gewährleistet, dass DApps die niedrigstmöglichen Kosten erhalten); in Zukunft können dezentralisierte Nachweise auf verschiedenen Hardware generiert werden, wodurch die Nachweiskosten um das 10- bis 100-fache reduziert werden, was letztendlich dazu führt, dass ZK-Nachweise auf alle Infrastrukturen anwendbar sind.

Wettbewerbsanalyse

Viele Open-Source-Projekte verfolgen ähnliche Ziele wie SP1:

• Andreessens Team, bestehend aus Justin Thaler und Sam Ragsdale, hat Lasso und Jolt erforscht. Succinct glaubt, dass die Entwicklung dieser Technologien in Zukunft Teil von SP1 werden könnte und umgekehrt.
• Projekte, die auf der Faltungsmethode basieren
• Andere Projekte ähnlich der ZK-Stark-FRI-Methode

Das Team gibt an, dass das zukünftige Succinct Prover Network, sofern möglich, nicht nur SP1, sondern auch Lasso, Jolt oder das Open-Source RISC Zero unterstützen wird, da sie auf vollständige Modularität und Flexibilität abzielen. Allein dieser Ansatz kann die schnelle Entwicklung der ZK-Technologie auf nachhaltigste Weise gewährleisten.

Viele Open-Source-Projekte verfolgen ähnliche Ziele wie SP1. Andreessens Team, einschließlich Justin Thaler und Sam Ragsdale, hat Lasso und Jolt erforscht. Succinct glaubt, dass die Entwicklung dieser Technologien in Zukunft Teil von SP1 werden könnte und umgekehrt.

Das Team gibt an, dass das zukünftige Succinct Prover Network, wenn möglich, nicht nur SP1, sondern auch Lasso, Jolt oder das Open-Source RISC Zero unterstützen wird, da sie auf vollständige Modularität und Flexibilität abzielen. Dieser Ansatz allein kann die schnelle Entwicklung der ZK-Technologie auf nachhaltigste Weise sicherstellen.

Fazit

Sicherheit

Derzeit ist der Fahrplan für Succinct lediglich eine Infrastruktur und übernimmt keine Verantwortung für die Sicherheit. Grundsätzlich handelt es sich lediglich um eine Methode zum Speichern von Schaltungs-Binärdateien und APIs, die zum Anfordern von Beweisen, zur Durchführung von groß angelegten verteilten Beweisen usw. verwendet werden können. Die Schaltungen selbst müssen überprüft werden, und die Entwickler, die diese Schaltungen schreiben, müssen die Integrität dessen sicherstellen, was bewiesen wird, nicht die Plattform. Die Schwierigkeit beim Schreiben und Prüfen von Schaltungen könnte immer noch ein Hindernis für die weit verbreitete Adoption von ZK (Zero-Knowledge) Beweisen darstellen.

Hohe Hürde für Knoten

Die tatsächliche Knotensoftware, die im Succinct Prover Network ausgeführt wird, könnte sehr eingeschränkt sein, da die Schwelle für Beweiser sehr hoch ist, die müssen:

• Nehmen Sie an Beweisauktionen teil und bieten Sie an, einen Nachweis zu einem bestimmten Preis zu erstellen
• Die Schaltkreis-Binärdateien und Artefakte herunterladen können
• In der Lage sein, sie tatsächlich auszuführen und Nachweise zu generieren

Daher könnte Succinct in Zukunft darüber nachdenken, welche Netzwerkanreize oder Aktivitäten die Beteiligung von Beweisführern fördern könnten.