ZK-апаратне прискорення: остаточна амбіція Cysic

Нещодавно технології ZK привертають велику увагу в сфері Web3. Віталік на Гонконгському блокчейн-саміті ще раз підкреслив важливість ZK-SNARKs у масштабуванні Ethereum і висловив оптимізм щодо потенціалу ASIC-мікросхем для прискорення ZK. Насправді, ще в 2022 році провідні венчурні капіталісти вже висловлювали зацікавленість у апаратному прискоренні ZK, а Paradigm навіть передбачав, що доходи ZK-майнерів можуть зрівнятися з доходами біткойн або ефір-майнерів.

Зі зростанням популярності таких проектів, як Scroll, апаратне прискорення стало гарячою темою на ринку. В галузі загалом вважають, що величезний попит на ZK може призвести до виникнення нових виробничих ланцюгів завдяки ZK-майнінгу та SaaS-моделі для генерації ZKP в реальному часі, а сильні постачальники ZK-апаратури можуть стати наступним Bitmain.

Серед численних проектів зі прискорення ZK Cysic привертає особливу увагу. Ця команда отримала важливу нагороду ZPrize та залучила фінансування від провідних венчурних капіталістів, таких як Polychain, на суму майже 20 мільйонів доларів. З наближенням запуску тестової мережі Cysic обговорення на ринку стає все більш активним. У цій статті буде коротко представлено принципи роботи продуктів Cysic та їх бізнес-модель, а також проведено популяризацію апаратного прискорення ZK.

Робочий процес системи ZK-доказів

Хоча система ZK-доказів є складною, її можна просто зрозуміти з точки зору функцій та робочих процесів:

1. Через фронтальне подання змісту, що підлягає підтвердженню, система виконує перетворення формату.
2. Використання специфічних систем доказів (, таких як Halo2, Plonk ) для генерації ZK Proof
3. Конкретні кроки включають налаштування проблеми, арифметизацію та CSP, компіляцію в програму ZKP тощо

Слід зазначити, що наразі в блокчейні переважно використовуються zk-SNARK, а ZK Rollup більше спирається на його простоту, а не на нульові знання. Особливістю SNARK є те, що витрати на генерацію доказу високі для Prover, але низькі для Verifier, така асиметрія сприяє децентралізованій верифікації, другий рівень Ethereum саме на цій ідеї.

Однак, перенесення витрат на верифікацію на сторону генерації ZK не є ідеальним рішенням. Для проектів ZK Rollup високі витрати на генерацію ZKP в кінцевому підсумку впливають на користувацький досвід та комісії. Тому зменшення витрат на генерацію ZKP стало нагальною необхідністю, і це також є точкою входження для таких проектів, як Cysic.

Основні витрати, пов'язані з генерацією ZKP

У процесі генерації ZKP найбільше обчислювальних ресурсів витрачається на MSM( Мульти-скалярне множення) та NTT( Числова теоретична трансформація). Ці дві задачі займають 80-95% часу генерації доказу.

MSM переважно обробляє множення декількох скалярів на еліптичних кривих, тоді як NTT є FFT над скінченними полями. Комбінації різних схем призводять до різного співвідношення навантаження FFT/MSM. Наприклад, Stark використовує хеш-базовану обіцянку FRI, повністю без обчислень MSM.

Найпростіший спосіб оптимізації ефективності MSM та NTT полягає в повному усуненні цих операцій. Деякі нові алгоритми, такі як Hyperplonk, модифікували Plonk, усунувши операції NTT. Алгоритм STARK не потребує MSM, але вводить велику кількість хеш-обчислень.

! [ЗК: Майнінг ось-ось підніметься?] Тлумачення Cysic](https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-84a5edaec1ee0d76b68eede1f0f5565f.webp)

Стратегія розвитку ZK-апаратного прискорення та Cysic

Хоча оптимізація програмного забезпечення та алгоритмів є важливою, існують обмеження. Щоб повністю підвищити ефективність генерації ZKP, необхідно використовувати апаратне прискорення. Наразі доступне апаратне забезпечення для прискорення ZK включає GPU, FPGA та ASIC, кожен з яких має свої переваги та недоліки.

Cysic прагне стати остаточним рішенням для апаратного прискорення ZK, а його поетапна стратегія така:

1. Розробка SDK на основі GPU, надання рішень для ZK-додатків та інтеграція ресурсів GPU
2. Використання FPGA для швидкої кастомізації апаратного прискорення ZK
3. Самостійно розроблене обладнання ZK Depin на основі ASIC
4. Побудова Cysic Network, інтеграція всіх ресурсів обчислювальної потужності, надання рішень з обчислювальної потужності та верифікації для ZK-індустрії

Cysic Network: ZK-майнінг та SaaS платформа

Cysic Network планує не лише інтегрувати власні обчислювальні потужності, але й залучати ресурси сторонніх обчислювальних потужностей через майнінг-ін incentives. Його робочий процес включає:

1. Проектна сторона подає підтвердження завдання Агенту
2. Prover приймає завдання та генерує ZK доказ
3. Комісія верифікаторів перевіряє дійсність сертифікату та голосує

Cysic Network створила власний публічний ланцюг, який використовує алгоритм консенсусу Proof of Compute (PoC).

GPU, FPGA та ASIC рішення

У сфері прискорення GPU Cysic адаптує різні нові системи ZK-доказів на основі власної CUDA SDK, її мережа обчислювальної потужності GPU з'єднала сотні тисяч топових графічних карт. Cysic CUDA SDK перевищує швидкість останніх відкритих фреймворків на 50%-80%.

У сфері FPGA компанія Cysic завершила реалізацію найшвидших у світі модулів MSM, NTT, Poseidon Merkle tree тощо. Її SolarMSM та SolarNTT досягли 0,195 секунди та 0,218 секунди відповідно при обчисленнях масштабу 2^30, що є найкращою продуктивністю.

У сфері ASIC компанія Cysic вже розробила та запустила два продукти ZK DePIN: ZK Air та ZK Pro. ZK Air підходить для звичайних користувачів, може підключатися до ноутбуків та інших пристроїв для надання обчислювальної потужності. ZK Pro схожий на традиційні майнери, його обчислювальна потужність порівнянна з кількома топовими GPU-серверами, підходить для великих ZK проектів.

За допомогою цих макетів Cysic має на меті побудувати стабільну та надійну мережу ZK-DePIN, надаючи кінцевим користувачам можливості для участі з низьким бар'єром, сприяючи повторному вибуху ринку ZK-обчислень.

! [ЗК: Майнінг ось-ось підніметься?] Тлумачення Cysic](https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-eaaa0c1cd7f92517fd2a843ec618afba.webp)

! [ЗК: Майнінг ось-ось підніметься?] Тлумачення Cysic](https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-0a5c1831791b2a5008f84fbce59acb98.webp)

! [ЗК: Майнінг ось-ось підніметься?] Тлумачення Cysic](https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-33a0ea8a9629ac6ee77dd75fe9f2ec1a.webp)