Pico Prism ZkVM, Kapsama ve Ekonomik Verimlilik için Yeni Bir Standart Belirliyor

Bir zkVM, yani sıfır bilgi sanal makinesi, bir programın doğru yürütülmesine dair kriptografik kanıt üretir ve bu işlemi yeniden çalıştırmadan gerçekleştirir; böylece güvenilir doğrulama, daha yüksek verim ve daha ölçeklenebilir uygulamalar için kapıları açar. Doğrulanabilir hesaplamanın uzun vadeli hedefi, daha geniş internetin blockchain ile entegrasyonunda standart haline gelmektir ve bu, Ethereum kurucusu Vitalik Buterin'in maliyet etkin ve sık geçerlilik kanıtları vizyonu ile uyumludur. Kullanıcılar, Ethereum sıfır bilgi kanıtlarını benimsediğinde, köprü kurmadan teminatlarını kullanarak likiditeyi ve sermaye verimliliğini artırabilirler.

Buterin, birden fazla rolluptan gelen kanıtların tek bir kanıt halinde toplanabilme yeteneğini hayal ediyor; bu kanıt, her slotta bir kez sunulacak, yerel katmanda yerleşim faaliyetlerini merkezi hale getirerek köprü operatörlerine olan bağımlılığı azaltacak ve Ethereum aracılığıyla neredeyse anlık çapraz rollup varlık hareketlerini mümkün kılacak.

Donanım taleplerini azaltma ve performansı artırma konusundaki ilerleme

Son dönemdeki bir ilerleme, ZK teknolojisinin mevcut durumu etrafındaki şüpheleri azaltmıştır. zk kanıtları ile akıllı, doğrulanabilir uygulamalar sunan bir altyapı sağlayıcısı olan Brevis, Pico Prism zkVM'sinin 12 saniyenin altında %99.6'lık rekor bir kanıtlama kapsamına ve 10('in altında %96.8'lik gerçek zamanlı kanıtlama kapsamına ulaştığını duyurdu. Ethereum blokları için 45M gaz limiti ile.

Pico Prism'in mevcut çözümler üzerindeki diğer iyileştirmeleri arasında $128,000 donanım maliyeti vs $256,000, karşılaştırılabilir performans için 64 RTX 5090 GPU vs 160 RTX 4090 GPU, 45M gaz blokları için 6.9 saniye ortalama kanıtlama süresi ve 36M gaz blokları için 6.04 saniye vs 10.3 saniye, ayrıca birleşik maliyet verimliliği ve hız ölçümleri kullanılarak %3.4'lük bir performans iyileştirmesi bulunmaktadır.

Pico Prism, Ethereum’un temel katman sıfır bilgi doğrulamasına geçişindeki kritik bir darboğazı ortadan kaldırarak üretim hazır altyapıya geçti. GPU donanım maliyetleri %50 oranında azaldı ve bu da gerçek zamanlı kanıtlamayı büyük ölçekli üretim dağıtımı için ekonomik olarak mümkün hale getirdi.

Mevcut ölçeklenebilirlik ve ekonomik sürdürülebilirlik sorunları

StarkNet, zkSync Era ve Polygon zkEVM gibi zk rolluplar, binlerce Ethereum işlemini tek bir ZKP'de sıkıştırarak bunların doğruluğunu kanıtlar ve tam bir Ethereum bloğu için bir kanıt üretmek ) yaklaşık 45M gaz ( alabilir, bu durum yüzlerce GPU veya ASIC bulunan kümelerde bile 10–20 saniye veya daha uzun sürebilir. Zk rolluplar, katı erişilebilirlik ve nihai sonuç kısıtları altında, birden fazla adımla durum geçiş kanıtları üretmek için prover'lara bağımlıdır.

Bu adımlar GPU'lar ve diğer pahalı donanımlar gerektirir ve süreç, tüm aşamalar tamamlandığında ve sonuçlar blok zincirine kaydedildiğinde kesinlik kazanır. Rollup'lar ölçeklendikçe, dinamik kaynak ihtiyaçları, hızlı kesinlik talepleri ve artan işlem hacmi nedeniyle ekonomik olarak sürdürülebilir kalmak zorlaşır. Halo2 kanıtlama sistemlerine dayanan yakın tarihli bir çalışma, kesinlik süresi, ortalama gaz kullanımı ve saniye başına işlem sayısını öncü maliyet etkenleri olarak belirleyerek bu zorlukları ortaya koymuştur.

Araştırmacılar, bu etkenleri ele almak için rollup'a özel sınırlamaları yakalayan ve kanıtlayıcıların işlem yükleriyle başa çıkmasını sağlayan bir maliyet modeli önerdiler. Bir kısıtlama sistemi olarak bir model formüle ettiler ve Z3 SMT çözücüsünü kullanarak maliyet açısından optimal yapılandırmalar buldular.

Bellek kısıtlamaları

Mevcut birçok zkVM, en az on saniye süresince geçerlilik kanıtı gerektirir ve bellek ile ölçeklenebilirlik kısıtlamalarıyla karşılaşır, bazıları ise 82 saniyeye kadar çıkmaktadır. Kanıt üretim süreleri, giriş boyutu ile daha az veya daha fazla doğrusal bir şekilde artar; 10. terimden 100.000. terime kadar olan Fibonacci girişinin karşılık gelen artışları ile birlikte. GPU uygulamaları, )CPU( ile birlikte azaltılmış ana bellek kullanımını gösterme eğilimindedir, ancak önemli GPU belleği tüketmektedir; benchmark edilmiş GPU hızlandırmalı projelerin en az 24GB VRAM gerektirdiği görülmektedir.

Bellek verimliliğindeki iyileştirmeler sıklıkla devam ettirme ve benzeri tekniklerin uygulanması, daha küçük kriptografik alanların kullanılması ve polinom IOP'leri gibi daha verimli bellek kontrol argümanlarının benimsenmesiyle sonuçlanır. Belirli bir zkVM'ye bağlı olarak, bellek kısıtlamaları arama tablosu çok değişkenli polinom genişlemesi ve Merkle Ağaç yapımından kaynaklanabilir. CPU sınırlamaları söz konusu olduğunda, kısıtlamalar polinom taahhüt şemaları ve kanıt özyinelemelerini içerir.

Performans ve güvenlik dengeleri

Performans için yalnızca zkVM'leri optimize etme ile ilgili bir diğer endişe, güvenlik garantileridir. Bazı zkVM projeleri, hala geliştirilme aşamasında olmaları veya diğer nedenlerden dolayı kapsamlı güvenlik doğrulamasından yoksundur. zkVM'lerin değerlendirilmesi, kapsamlı bir analiz sağlamak için titiz güvenlik kanıtları, tamamlanmış üçüncü taraf denetimleri ve resmi doğrulama çabaları da dahil olmak üzere güvenlik olgunluğunu içermelidir. Brevis, pahalı blok zinciri hesaplamalarını daha uygun maliyetli bir off-chain ortamına aktarmak için ZKP'leri kullanarak, Web3 uygulamalarının hatasız bir şekilde ölçeklenmesine olanak tanırken L1 güvenlik varsayımlarını korur.

ZKP'lerin basitlik, verimlilik ve ölçeklenebilirlik yolculuğu

Kanıtlar, eliptik eğri işlemleri, hash fonksiyonları hesaplama, ara kanıtlar ve daha fazlası dahil olmak üzere birden fazla aşamada oluşturulur. Farklı niteliklere sahip sayısız ZKP tekniği göz önüne alındığında, ideal yaklaşım sistem spesifikasyonlarına ve söz konusu uygulamaya bağlıdır. ZK-STARK'lar ve ZK-SNARK'lar, farklı ZKP sistem varyantlarının örnekleridir. İlk olarak, karmaşık uygulamalar için daha uygundur, ikincisi ise genellikle özel işlemler için daha iyi çalışır.

Ayrıca, kriptografik standartlar zamanla evrim geçirir ve ZKP sistemlerinin bu değişikliklere büyük işlevsel kesintiler olmadan uyum sağlaması gerekir. Eliptik eğri işlemleri konusuna gelince, BN254 veya diğer eliptik eğri eşleştirmelerine dayanan şemalar kuantum güvenli değildir. Temel eliptik eğrinin, hash veya lattice tabanlı yapılandırmalar gibi bir post-kuantum alternatifi ile değiştirilmesi gereklidir.

Büyütme problemleri, büyük sorgu veya işlem hacimlerine sahip sistemlerde, ZKP'leri oluşturmak ve doğrulamak için karmaşık hesaplama prosedürleri kullanıldığında ortaya çıkar. Önemli bir büyütme problemi örneği, Zcash'in lansmanına kadar uzanır; o dönemde her özel işlem, kişisel bir bilgisayarda bir zk-SNARK kanıtı oluşturmayı gerektiriyordu.

Tek bir kanıt oluşturmak on saniyeler alabilir ve 3 GB'tan fazla RAM kullanabilir; birçok cihaz bu hesaplamayı gerçekleştiremiyordu ve çoğu işlem özel kalmadı çünkü korumalı işlemler çok yavaştı, kripto paranın doğasına aykırıydı. Pico, geliştiricilerin kanıtlama mekanizmalarını özelleştirmesine izin vererek sıfır bilgi kriptografisini daha ölçeklenebilir, verimli ve uyumlu hale getiriyor.

Açıklama: Bu makale yalnızca bilgilendirme amacıyla sağlanmıştır. Yasal, vergi, yatırım, finansal veya diğer tavsiyeler olarak sunulmamış veya kullanılmak üzere tasarlanmamıştır.