Percepatan Hardware ZK: Ambisi Ultim Cysic

Belakangan ini, teknologi ZK mendapat perhatian besar di bidang Web3. Vitalik sekali lagi menekankan pentingnya ZK-SNARKs dalam skala Ethereum di KTT Blockchain Hong Kong, dan melihat potensi chip ASIC untuk percepatan ZK. Sebenarnya, sudah sejak tahun 2022, VC terkemuka telah menyatakan perhatian mereka terhadap percepatan perangkat keras ZK, bahkan Paradigm meramalkan bahwa pendapatan penambang ZK mungkin setara dengan penambang Bitcoin atau Ethereum.

Dengan semakin populernya proyek ZK Rollup seperti Scroll, percepatan perangkat keras menjadi fokus pasar. Banyak di industri yang percaya bahwa dengan permintaan besar untuk ZK, model SaaS untuk kolam penambangan ZK dan generasi ZKP secara real-time dapat membuka rantai industri baru, dan produsen perangkat keras ZK yang memiliki kekuatan dapat menjadi Bitmain berikutnya.

Di antara banyak proyek percepatan ZK, Cysic sangat diperhatikan. Tim ini pernah menerima penghargaan penting ZPrize dan mendapatkan pendanaan hampir 20 juta dolar AS dari VC terkemuka seperti Polychain. Dengan peluncuran jaringan uji Cysic yang akan segera diluncurkan, diskusi pasar semakin hangat. Artikel ini akan memberikan gambaran singkat tentang prinsip produk dan model bisnis Cysic, serta menjelaskan akselerasi perangkat keras ZK.

Alur Kerja Sistem Pembuktian ZK

Sistem bukti ZK meskipun kompleks, tetapi dapat dipahami dengan sederhana dari sudut pandang fungsi dan alur kerja:

1. Mengirimkan konten yang akan dibuktikan melalui frontend, sistem akan melakukan konversi format.
2. Menggunakan sistem bukti tertentu ( seperti Halo2, Plonk ) untuk menghasilkan ZK Proof
3. Langkah-langkah spesifik termasuk pengaturan masalah, aritmetisasi dan CSP, kompilasi menjadi program ZKP, dll.

Perlu dicatat bahwa saat ini, yang banyak digunakan dalam blockchain adalah zk-SNARK, di mana ZK Rollup lebih memanfaatkan kesederhanaannya ketimbang sifat zero-knowledge. Ciri khas SNARK adalah biaya pembuatan bukti oleh Prover yang tinggi, namun biaya verifikasi oleh Verifier yang rendah, asimetri ini menguntungkan verifikasi terdesentralisasi, dan lapisan kedua Ethereum dibangun berdasarkan pemikiran ini.

Namun, mengalihkan biaya verifikasi ke sisi pembuatan ZK bukanlah solusi yang sempurna. Bagi proyek ZK Rollup, tingginya biaya pembuatan ZKP pada akhirnya akan mempengaruhi pengalaman pengguna dan biaya transaksi. Oleh karena itu, mengurangi biaya pembuatan ZKP menjadi hal yang mendesak, dan ini juga merupakan titik masuk bagi proyek akselerasi ZK seperti Cysic.

Biaya Utama yang Dihasilkan oleh ZKP

Dalam proses generasi ZKP, yang paling menghabiskan sumber daya komputasi adalah MSM(Multi-Scalar Multiplication) dan NTT(Number Theoretic Transform). Kedua tugas ini menyita 80-95% dari waktu generasi bukti.

MSM terutama menangani perkalian skalar ganda pada kurva eliptik, sedangkan NTT adalah FFT pada bidang terbatas. Kombinasi skema yang berbeda akan menghasilkan rasio beban FFT/MSM yang berbeda. Misalnya, Stark menggunakan komitmen FRI berbasis hash, tanpa perhitungan MSM sama sekali.

Cara paling sederhana untuk mengoptimalkan efisiensi MSM dan NTT adalah dengan menghilangkan operasi tersebut sepenuhnya. Beberapa algoritma baru seperti Hyperplonk memodifikasi Plonk, menghilangkan operasi NTT. Algoritma STARK tidak memerlukan MSM, tetapi memperkenalkan sejumlah besar perhitungan hash.

Strategi Pengembangan ZK Hardware Acceleration dan Cysic

Meskipun optimasi perangkat lunak dan algoritma sangat penting, ada batasan. Untuk sepenuhnya meningkatkan efisiensi pembuatan ZKP, perangkat keras akselerasi harus digunakan. Saat ini, perangkat keras yang dapat digunakan untuk akselerasi ZK termasuk GPU, FPGA, dan ASIC, masing-masing memiliki kelebihan dan kekurangan.

Cysic berkomitmen untuk menjadi solusi akhir untuk percepatan perangkat keras ZK, strategi langkah-demi-langkahnya adalah:

1. Mengembangkan SDK berbasis GPU, menyediakan solusi untuk aplikasi ZK dan mengintegrasikan sumber daya GPU
2. Menggunakan FPGA untuk mewujudkan akselerasi perangkat keras ZK yang disesuaikan dengan cepat
3. R&D hardware ZK Depin berbasis ASIC
4. Membangun Jaringan Cysic, mengintegrasikan semua sumber daya komputasi, untuk menyediakan solusi komputasi dan verifikasi bagi industri ZK

Cysic Network: ZK Pool dan Platform SaaS

Rencana Jaringan Cysic tidak hanya mengintegrasikan daya komputasi miliknya sendiri, tetapi juga akan menarik sumber daya komputasi pihak ketiga melalui insentif penambangan. Alur kerjanya mencakup:

1. Pihak proyek menyerahkan tugas bukti kepada Agen
2. Prover menerima tugas dan menghasilkan bukti ZK
3. Komite validator memeriksa validitas bukti dan memberikan suara

Cysic Network membangun blockchain khusus, menggunakan algoritma konsensus Proof of Compute (PoC).

Solusi GPU, FPGA, dan ASIC

Dalam hal percepatan GPU, Cysic berdasarkan SDK CUDA yang dikembangkan sendiri menyesuaikan berbagai sistem bukti ZK baru, jaringan kekuatan komputasi GPU-nya telah terhubung dengan ratusan ribu kartu grafis top. SDK CUDA Cysic meningkatkan kecepatan lebih dari 50%-80% dibandingkan dengan kerangka sumber terbuka terbaru.

Dalam hal FPGA, Cysic telah menyelesaikan implementasi modul MSM, NTT, dan Pohon Merkle Poseidon tercepat di dunia. SolarMSM dan SolarNTT mencapai 0,195 detik dan 0,218 detik masing-masing dalam perhitungan skala 2^30, dengan kinerja terbaik.

Di bidang ASIC, Cysic telah melakukan penataan dan meluncurkan dua produk ZK DePIN: ZK Air dan ZK Pro. ZK Air cocok untuk pengguna biasa, dapat terhubung dengan laptop dan perangkat lainnya untuk menyediakan dukungan daya komputasi. ZK Pro mirip dengan mesin penambangan tradisional, dengan daya komputasi setara dengan beberapa server GPU top, cocok untuk proyek ZK besar.

Melalui tata letak ini, Cysic bertujuan untuk membangun jaringan ZK-DePIN yang stabil dan dapat diandalkan, memberikan kesempatan partisipasi yang rendah bagi pengguna akhir, dan mendorong pasar komputasi ZK untuk meledak lagi.