كيف تهدف Cysic إلى إعادة PoW إلى Ethereum مع ZKP و DePIN؟

مبتدئ5/5/2024, 2:11:12 PM
يستكشف المقال Cysic ، وهي طبقة لتوليد والتحقق من المعرفة الصفرية (ZKP) في الوقت الفعلي تقدم حوسبة المعرفة الصفرية كخدمة (ZK-CaaS) ، مدعومة برقائق ASIC و FPGA و GPU الخاصة بها. يكمن ابتكار Cysic في قدرتها على توفير تسريع الأجهزة لمختلف خوارزميات ZK ، مما يقلل بشكل كبير من الوقت والموارد اللازمة لتوليد الإثبات. تم تصميم حلول الأجهزة الخاصة بها ، بما في ذلك ZK Air و ZK Pro ، لجعل توليد أدلة ZK أكثر كفاءة ويمكن الوصول إليها. بالإضافة إلى ذلك ، تخطط Cysic لإنشاء شبكة DePIN ، ودعوة المستخدمين للمساهمة بقدرتهم الحاسوبية لتسريع عملية ZKP. حصلت Cysic على استثمارات من كيانات بما في ذلك Polychain Capital وتم منحها في مسابقة ZPrize.

هل فكرت يومًا في إمكانية عودة دليل العمل (PoW) على إثيريوم؟ مع Cysic، يبدو أن الأمر أكثر إمكانية من أي وقت مضى.

في مايو الماضي، أكد فيتاليك بيوتيرين في الجبل الأسود أن "في السنوات العشر القادمة، ستكون zk-SNARKs، المبنية على تكنولوجيا ZK، مهمة بنفس قدر أهمية البلوكشين نفسها"، مما يشير إلى التزام إيثيريوم ب ZK. بعد عام، ظهر فيتاليك بشكل مفاجئ في هونغ كونغ، مؤكدًا أن ZK هو مستقبل إيثيريوم ومسلطًا الضوء على تسارع الأجهزة كالمفتاح للتغلب على قيود zk-SNARKs.

كانت المحادثة حول تسريع ZKP قائمة منذ فترة طويلة، حيث يستكشف كل من القطاعين الأكاديمي والصناعي طرقًا لتحسين خوارزميات ZK من حيث السرعة. ومع ذلك، لم يكن حتى عام 2022 حتى لفت تسريع الأجهزة انتباه الجمهور كحلا بديلًا. يمكن اعتبار تلك السنة السنة الأولى لتسريع الأجهزة ZKP، مع إطلاق ZPrize من قبل Aleo، أعلى جودة وأكثر تقنية عمقًا في منافسة تكنولوجيا ZKP المسرعة عن طريق الأجهزة في مجال التشفير الصفري للمعرفة. منشورات من Paradigm عنالتسريع الأجهزة لZKPو” IOSG’s “لماذا نحن متفائلون بتسريع الأجهزة للدليل على عدم المعرفة الصفرية“تبعت. فقد رفض البعض الفكرة بعبارة “إذا لم يكن الخوارزمية كافية، فإن الأجهزة ستقوم بذلك”، معبرين عن الشك تجاه تسريع الأجهزة. ومع ذلك، كما ZPrizesأشار إلى:

على الرغم من التقدم الكبير الذي تحقق في مجال البرمجيات والخوارزميات في السنوات الأخيرة، فإن تسريع الأجهزة لا يزال طريقًا أقل انتشارًا في التشفير دون معرفة. كثيرون ينسون أن تقنيات التشفير الحديثة أصبحت قيمة عملياً فقط بعد تنفيذها بشكل أصلي في وحدات المعالجة المركزية. لا يقتصر تسريع الأجهزة على ASICs - بل يشمل أيضًا أساليب جديدة لتحسين وحدات المعالجة الرسومية ووحدات المعالجة المركزية وFPGAs وأجهزة الجوال لتوليد دلائل خالية من المعرفة بشكل أسرع.

أصبحت ضرورة تسريع أجهزة ZKP معترف بها على نطاق واسع في عام 2023 مع تقديم Aleo ل PoSW ، والذي قدم حوافز اقتصادية لحسابات MSM و NTT. ومع ذلك ، فإن قصة اليوم لا تتعلق ب Aleo بل ب Cysic ، والتي تهدف إلى توفير حل شامل لتوليد دليل ZK في الوقت الفعلي باستخدام وحدات معالجة الرسومات و FPGAs و ASICs. من المقرر أن يطلقوا جهازي ZK DePIN ، ZK Air و ZK Pro ، وسيبدأون قريبا ما قبل البيع لآلات التعدين. تهدف Cysic إلى تلبية الاحتياجات الحسابية عبر جميع سيناريوهات ZK ، ليس فقط كمزود خدمة B2B ولكن من خلال بناء شبكة DePIN التي تفتح خدمات B2B لمستخدمي C-end بقدرات حسابية مختلفة. بمعنى آخر ، يمكن لأي شخص الانضمام إلى شبكة Cysic ، وكلما زاد عدد المشاركين ، زادت القوة الحسابية وزادت سرعة براهين ZK. في النهاية ، ستصبح ZK موجودة في كل مكان ومدمجة في الحياة اليومية.

هذا السرد طموح بشكل مثير للإعجاب، مما يجعل حلم تسارع الأجهزة ZKP يبدو ممكنًا للشخص العادي! اليوم، تتناول أخبار Foresight تسارع الأجهزة ZKP، وميزات Cysic ومنتجاتها الأجهزة، وبنية شبكة DePIN لرؤية ما تهدف إليه Cysic ومدى أهمية إمكانات سوقها.

الرهان على سوق تسريع الأجهزة ZKP: الخلفية والرؤية لـ Cysic

تعمل Cysic ، التي تأسست في أغسطس 2022 ، كطبقة لتوليد والتحقق من المعرفة الصفرية (ZKP) في الوقت الفعلي ، وتقدم حوسبة المعرفة الصفرية كخدمة (ZK-CaaS) مدعومة برقائق ASIC و FPGA و GPU الخاصة بها. في فبراير 2023 ، حصلت Cysic على تمويل أولي بقيمة 6 ملايين دولار ، بقيادة Polychain Capital بمساهمات من HashKey و SNZ Holding و ABCDE و A&t Capital ومؤسسة Web3.com. بحلول أكتوبر من نفس العام ، حصلت Cysic على الجائزة الأولى في مسابقة ZPrize "Beat the Best (FPGA / GPU)" بتقنية FPGA الخاصة بها.

يتمتع الفريق المؤسس لشركة Cysic بخلفية رائعة وقدرات قوية. المؤسس المشارك ليو فان مسؤول عن بنية النظام وأبحاث التشفير في Cysic. بعد حصوله على درجة الماجستير في علوم الكمبيوتر من الأكاديمية الصينية للعلوم ، تابع درجة الدكتوراه في علوم الكمبيوتر من جامعة كورنيل. خلال مسيرته الأكاديمية ، عمل كباحث في مؤسسات مرموقة مثل IC3 و Yahoo و Bell Labs و IBM. بعد التخرج ، انضم ليو إلى Algorand للتركيز على أبحاث التشفير ويعمل حاليا كأستاذ مساعد في قسم علوم الكمبيوتر في جامعة روتجرز. المؤسس المشارك بوين هوانغ ، الذي ترك برنامج الدكتوراه في جامعة ييل للحصول على درجة الماجستير ، يقود الآن إدارة الرقائق وسلسلة التوريد في Cysic. في السابق ، كان مهندس أبحاث في معهد تكنولوجيا الحوسبة ، الأكاديمية الصينية للعلوم. إدراكا لإمكانات ZK كحل تحجيم نهائي لصناعة blockchain وتسريع الأجهزة كمسار تكنولوجي لا مفر منه ، شرعوا في هذا المشروع قبل عام 2022.

حاليًا، يهيمن على حقل ZK نظامان للبرهان: zk-SNARKs و zk-STARKs. تستخدم مشاريع مثل Zcash، Scroll، Taiko، Mina، Aztec، Manta، و Anoma zk-SNARKs، بينما تستخدم Starknet، StarkEx، و zkSync (التي انتقلت إلى Boojum) zk-STARKs. بالإضافة إلى ذلك، هناك مشاريع ZK مثل بروتوكول بيانات التاريخ الخاص بـ Ethereum Axiom ومطور تكنولوجيا ZK Nil Foundation. وفقًا لتقديرات Cysic، يتكون السوق من أكثر من 50 مشروعًا رئيسيًا في مجال ZK بقيمة سوق مجتمعة تفوق 100 مليار دولار، بينما تجاوزت القيمة الإجمالية لمسار تطبيق ZKP 15 مليار دولار.

في السنتين الماضيتين، تلقى مسار ZK انتقادات بسبب أوقات إنشاء البراهين الطويلة والمطالبات المرتفعة للموارد. على سبيل المثال، يتطلب استخدام Scroll لوحدات GPU لإنشاء البراهين ZK ما لا يقل عن ساعة وأكثر من 280 جيجابايت من الذاكرة العشوائية. هذه المشاكل لا تعيق فقط انتشار تقنية ZKP ولكنها تبطئ أيضًا التقدم التجاري لـ إثيريوم. على الرغم من أن برواز STARK تنشئ بسرعة أكبر من SNARKs، إلا أن كل منهما يتطلب تسريع عتادي لزيادة سرعة البراهين من ساعات إلى ثوانٍ. بدون كسر هذا الحاجز، تظل رؤية ZKP لتزامن إنتاج الكتل مع إثيريوم، كما تصورها فيتاليك، غير قابلة للتحقيق.

على الرغم من رؤية مؤسسة إثيريوم لنظرة ZK على المستقبل في التوسيع، تحتفظ ZK Rollups حاليًا بحصة سوق غير مقنعة في مجال Ethereum L2. تستخدم الـ 5 أعلى L2s من حيث قيمة القفل التلفزيوني جميعًا Optimism Rollup، مع حصة سوق ZK Rollups تبلغ 8.5% فقط. يعتبر Starknet هو المشروع الوحيد لـ ZK Rollup الذي يتم تقييمه بأكثر من مليار دولار، وذلك بسبب الحوافز البيئية للمؤسسة وتوقعات توزيع الهبات. نظرًا للقيمة العالية للمسار ZK، إذا كان بإمكان تسريع الأجهزة حل المشاكل الحالية بشكل كبير، فإن الإمكانات السوقية كبيرة.

تضع Cysic نصب أعينها الهدف النهائي من تقديم حلاً شاملاً لتسريع الأجهزة GPU + ASIC، مستهدفة الاحتياجات الحسابية عبر جميع سيناريوهات الحساب ZK مثل ZK Rollup، zkML، و ZK Bridge. كخطوة مؤقتة، خلال العام الماضي، قامت Cysic بتطوير أجهزة تسريع FPGA الخاصة قادرة على دعم مجموعة متنوعة من أنظمة البرهان بما في ذلك Halo2، RapidSnark، Plonky2x. هذه الخطوة لم تبرز مرونة ومرونة غير مسبوقة فحسب، بل فتحت أيضًا عالماً واسعًا من الفرص العملية.

استكشاف تسريع أجهزة ZKP: الغوص في نظم البرهان ZK

بعد مناقشة Cysic ومجال تسارع الأجهزة الأمنية المتنامي لـ ZKP، حان الوقت للغوص في ما تهدف هذه الأجهزة بالضبط إلى تسريعه. في جوهره، الهدف هو تسريع الحسابات المشاركة في توليد دلائل ZK، مما يجعلها بشكل أساسي مسابقة لقوة الحوسبة. هذا جزء من السبب وراء تأكيدي بأن تكنولوجيا ZKP تعيد تقديم مفهوم دليل العمل (PoW) إلى إثيريوم. ولكن نظرًا للنظرة القريبة، أي الحسابات المحددة التي يتم تسريعها بواسطة تسارع الأجهزة ZKP؟ لإلقاء الضوء على هذا، دعونا نفحص نظام دليل zk-SNARKs لفهم الرحلة من الترقيم إلى إنشاء والتحقق من الدلائل.

أولاً، يتم تجميع معاملات المستخدمين على البلوكشين في Rollups خارج السلسلة. وبالتالي، طبيعة وحجم هذه المعاملات تؤثر مباشرة على تعقيد تصميم الدائرة وبراهين ZK ذاتها.

بعد ذلك تأتي مرحلة "الحساب" ، حيث يتم تحويل بيانات المعاملات إلى دوائر ZK وبعد ذلك إلى تعبيرات رياضية متعددة الحدود. تشبه هذه العملية التقسيم بين "الواجهة الأمامية" و "الخلفية" في تطوير البرمجيات التقليدية. في "الواجهة الأمامية" ، يتم تنظيم بيانات المعاملات في دوائر باستخدام لغات مثل R1CS و PLONK ، وتحويلها إلى سلسلة من كثيرات الحدود. هذا يشبه ترجمة مخططات الدوائر إلى صيغ رياضية ، والتي توجه بعد ذلك بناء الدائرة وتشغيلها. كلما كانت المعاملات أكثر تعقيدا وعددا ، زاد حجم الدائرة وارتفعت درجات كثير الحدود.

بعد أن تم وضع الأسس من خلال التحصيل، الخطوة التالية هي تطوير "الخلفية" - نظام إثبات ZK نفسه، الذي يتولى توليد الأدلة بدون معرفة. يتألف نظام إثبات zk-SNARKs، على سبيل المثال، من مكونين رئيسيين: PIOP و PCS. تشمل PIOPs البارزة PLONK و GKR، بينما تتميز PCSs المعروفة (أنظمة التعهد بالمضاعفات) بميزات FRI و KZG. على سبيل المثال، يمكن أن يؤدي الجمع بين PLONK و IPA إلى إنشاء النسخة من Zcash لنظام إثبات Halo2، PLONK مع KZG يمكن أن ينتج النسخة PSE/Scroll من Halo2، و PLONK مع FRI يؤدي إلى Plonky2. يستخدم أنظمة إثبات ZK الحديثة بشكل سائد مخططات مثل Halo2 و Groth 16، والتي تعتمد على KZG.

باستخدام بروتوكول Groth16 كرسم توضيحي، يمكننا تبسيط الحساب وتمثيله كمشكلة رضا الدائرة (C-SAT) باستخدام قيود R1CS. ثم يتم تقليل هذه المشكلة C-SAT إلى مشكلة رضا البرنامج الحسابي التربيعي (QAP)، مما يؤدي إلى إنشاء متعددات الحدود العامة Ui(x)، Vi(x)، Wi(x)، T(x)، ومتجه a. يغطي هذا المتجه a كل من المدخلات العامة والأسرار (الشهود)، ملتزمًا بالعلاقة الموضحة في الرسم البياني المقدم. حل مشكلة رضا QAP هو أمر مباشر عندما يكون a معروفًا، ولكن استنتاج a من متعددات الحدود العامة يشكل تحديًا كبيرًا. ينقل هذا التحدي بشكل فعال دليل عملية الحساب على الأمانة والاكتمال إلى إظهار أن المثبت يحمل الحل a(i)، وهو خطوة حاسمة في تطوير إطار عمل ZKP الخلفي.

يتم تنظيم الواجهة الخلفية ل ZKP في ثلاث مراحل أساسية: الإعداد و Prover و Verifier. تستخدم كل مرحلة معلمات محددة. تبدأ العملية بتغذية كثيرات الحدود الحسابية ورقم عشوائي سري لمرة واحدة R (إدخال مفهوم "الإعداد الموثوق") في مرحلة الإعداد. بعد هذا الإعداد ، يمكن ل Prover و Verifier إنشاء البراهين والتحقق منها على التوالي باستخدام المعلمات Sp و Sv. طوال هذه المرحلة ، يقوم Prover بحساب البراهين وصياغتها باستخدام كل من المدخلات العامة والأسرار ، بينما يتحقق المدقق من هذه البراهين مقابل المدخلات العامة. الأهم من ذلك ، لا يزال المدقق غير مدرك للأسرار المعنية.

خلال مرحلة إنشاء البرهان من قبل الجهة المثبتة، يتطلب الأمر حسابات شاملة. السؤال الذي يطرح نفسه هو: كيف يمكننا تسريع هذه العملية الحسابية لإنشاء البراهين؟ هذا هو المكان الذي تصبح فيه تطبيقات الأجهزة أمرًا حاسمًا. في الوقت الحالي، تعتبر استغلال الأجهزة لتعزيز القدرة الحسابية النهج الوحيد؛ بشكل طبيعي، تؤدي القدرة الحسابية الأكبر إلى تقليل وقت المعالجة.

يشمل كل نظام إثبات عمليات تشفير متميزة تتطلب جهدا حسابيا كبيرا. ضمن الأنظمة القائمة على PLONK + KZG ، فإن العمليات التي تستهلك معظم الوقت هي الضرب متعدد المقاييس (MSM) وتحويل الأرقام النظري (NTT). بالنسبة لأنظمة zk-STARK ، فإن العقبات الحسابية الأساسية هي حسابات NTT و Merkle Hash. يهتم MSM بالحسابات المتعلقة بالمنحنيات الإهليلجية ، في حين أن NTT يشبه تحويل فورييه السريع (FFT) ولكنه مصمم للحقول المحدودة ، ويعمل كمتغير محسن ل FFT مصمم للحسابات المتعلقة بكثيرات الحدود. تستخدم جميع بروتوكولات ZK الرائدة تقريبا هاتين العمليتين الحسابيتين على نطاق واسع ، والتي تشكل مجتمعة 80-95٪ من الوقت المستغرق لإنشاء البراهين. بشكل عام ، تشكل حسابات MSM 60-70٪ من إجمالي عبء العمل الحسابي ، مع مساهمة NTT بحوالي 25٪. ومع ذلك ، يمكن أن تختلف هذه النسب المئوية عبر عمليات التنفيذ المختلفة. اعتمادا على توزيع المهام الحسابية ، من الممكن إما استهداف MSM أو NTT للتسريع بشكل فردي أو تسريع كلتا العمليتين بشكل متزامن.

الجسر مع FPGA، استهداف ZK ASIC

من وجهة نظر أوسع، تتضمن المهام الحسابية الكبيرة في الأساس عمليات الأنابيب البسيطة التي تتطلب ببساطة قوة حسابية قوية. نظرًا للطبيعة الحاسمة لعمليات إثبات ZK، التي تتطلب حسابات متكررة لتوليد نتائج الإثبات، يقدم الأجهزة المخصصة لوظائف محددة مزايا واضحة على الحلول البرمجية. يمكن تخفيف تعقيد الحسابات بشكل كبير من خلال تنفيذ المعالجة المتوازية. ومن المثير للاهتمام أن كل من عمليات MSM و NTT مناسبة تمامًا للتحسين من خلال أجهزة عالية الأداء التي تسهل المعالجة المتوازية.

رحلة سيسيك والتوجهات المستقبلية

تهدف Cysic إلى الريادة في تسريع ZK ASIC، متطلعة إلى تقديم مجموعة شاملة من حلول تسريع عتاد ASIC التي تضم الحسابات MSM و NTT. أشار ليو فان إلى، "يعد إجراء قدر كبير من الاختبارات والنماذج الأولية على FPGA أمرا ضروريا قبل التقدم إلى تطوير ASIC."

في السنة الماضية، نجحت Cysic في إكمال المرحلة الأولية من تصميم دليل الأدلة (POC) بنجاح، وإنشاء مسرعات مبنية على FPGA لحسابات MSM و NTT و Poseidon Merkle Tree، جنبا إلى جنب مع إطار تسريع العتاد ZK الشامل الذي يمتد عبر كامل تدفق العمليات.

نموذج FPGA لشركة Cysic (تحت التجميع)

تكشف البيانات الحديثة أن SolarMSM من Cysic قادر على تنفيذ حسابات MSM بمقياس 2³⁰ في 0.195 ثانية، مما يؤهله كأكثر كفاءة بين جميع محاولات تسريع الأجهزة المعروفة لـ FPGA-MSM حتى الآن. بالمثل، تحقق SolarNTT حسابات NTT بنفس المقياس في 0.218 ثانية. علاوة على ذلك، تُستخدم تكنولوجيا تسريع FPGA من Cysic حاليًا في حسابات Scroll ZK، حيث يتمكن من معالجة مهام MSM و NTT بمقياس 2²² في ما يقرب من 1 مللي ثانية (0.001 ثانية).

مقارنة بين GPU و FPGA و ASIC

استكشاف الرحلة نحو تطوير ASIC يتطلب النظر في القوى النسبية لأنواع مختلفة من أجهزة التسريع. إن جاذبية تسريع الأجهزة تكمن في قدرتها على تقليل استخدام الطاقة، وتقليل التأخيرات، وزيادة قدرات المعالجة المتوازية، وتعزيز تدفق البيانات. تمكين هذا الأمر يسمح بنشر أكثر كفاءة للفضاء المتكامل للدارة والمكونات. مع وجود انخفاض في شعبية وحدات المعالجة المركزية بسبب أوقات معالجتها الطويلة واستخدامها المفرط للطاقة، توجهت الأضواء إلى وحدات معالجة الرسومات وFPGAs وASICs، حيث يتميز كل منها بتوازنها الفريد من نوعه بين المرونة وكفاءة الأداء.

في عالم مشاريع ZK، أصبحت وحدات معالجة الرسوميات (GPUs) الخيار الأمثل لتسريع الأجهزة، حيث توفر توافرها الواسع حلاً مؤقتًا في انتظار وصول أجهزة متخصصة أكثر. توفر وحدات معالجة الرسوميات خيارًا فعالًا من حيث التكلفة وقابلاً للتكيف لمطوري تسريع الأجهزة ZK، مع أدوات مثل CUDA SDK التي تسهل مهام المعالجة المتوازية مثل MSM. ومع ذلك، ليست وحدات معالجة الرسوميات بدون عيوب، خاصة اعتمادها على البيئة العتادية، والتي يمكن أن تكون مقيدة عند استخدام النماذج عالية المستوى.

تقدم FPGAs اقتراحا مختلفا ، حيث تكون قابلة للبرمجة وإعادة التكوين للتكيف مع الخوارزميات المختلفة بناء على احتياجات أنظمة أو تطبيقات محددة. هذه القدرة على التكيف تجعلها مناسبة بشكل خاص للحسابات مثل FFT و NTT. يؤدي تطوير أجهزة FPGA بشكل أساسي إلى تحويل العملية إلى "لعبة برمجية" ، حيث يمكن أن تتجاوز القوة الجماعية للعديد من FPGAs إلى حد كبير قوة وحدات معالجة الرسومات ، كل ذلك مع كونها أكثر فعالية من حيث التكلفة من حيث إنفاق الأجهزة واستهلاك الطاقة. على الرغم من هذه المزايا ، فإن FPGAs تحمل تكاليف أولية أعلى ومتطلبات سلسلة توريد أكثر تعقيدا مقارنة بوحدات معالجة الرسومات.

من ناحية أخرى، تم تصميم ASICs خصيصًا لتفوق في مهام محددة، حيث يميز تصميمهم المخصصهم كأقصى حلول التسريع الأجهزة لتقنية ZK. تأتي هذه التخصصات مع قيود، مثل عدم القدرة على إعادة البرمجة أو إجراء مهام متعددة عبر خوارزميات ZK مختلفة. على الرغم من هذه القيود، تقدم ASICs أداءً لا مثيل له وكفاءة، على الرغم من خطوط إنتاج أطول ومتطلبات استثمار أعلى. يجعل هذا تطوير ASIC مسعىً ذو مخاطر عالية، ويعد وعدًا بفوائد لا مثيل لها لأولئك القادرين على التنقل في تعقيدها.

مصدر:مجموعة امبر

تكشف نظرة فاحصة على الخيارات الاستراتيجية عن سبب اختيار Cysic للريادة في أجهزة تسريع FPGA في مرحلتها الأولية. نظرا للقيود المفروضة على ASICs ، بما في ذلك افتقارها إلى المرونة والتكاليف الباهظة والجداول الزمنية المطولة للتطوير ، تظهر FPGAs كخيار مثالي للحصول على موطئ قدم في السوق خلال هذه المرحلة المؤقتة. تعد تقنية FPGA من Cysic متعددة الاستخدامات بما يكفي لدعم أنظمة إثبات ZK المختلفة ، مثل Halo2 و RapidSnark و Plonky2x ، مما يمكنها من التعامل مع مجموعة كاملة من خوارزميات ZK السائدة الحالية. هذا يعني أن FPGAs قادرة على تلبية المتطلبات الحسابية عبر جميع السيناريوهات التي تحتاج إلى حسابات ZK ، من ZK Rollups إلى ZKML و ZK Bridges. بالإضافة إلى ذلك ، فإن عملية إنشاء براهين ZK ليست مكثفة من الناحية الحسابية فحسب ، بل تتطلب أيضا موارد ذاكرة كبيرة. على سبيل المثال ، يتطلب إنشاء إثباتات لدائرة Scroll zkEVM اليوم 280 جيجابايت على الأقل من ذاكرة الوصول العشوائي. في مثل هذه الحالات ، توفر FPGAs المرونة لتوسيع سعة الذاكرة حسب الحاجة.

اختيار التركيز على تطوير FPGA لا يعني أن Cysic قد تخلت عن وحدات معالجة الرسومات وASICs. على العكس، Cysic تعمل بنشاط على حلول تسريع مبنية على وحدات معالجة الرسومات لتقديم مجموعة أوسع من الخدمات المرنة لتسريع ZK وحسابات الذكاء الاصطناعي. كجزء من هذا الجهد، أنشأت Cysic بالفعل شبكة حوسبة وحدات معالجة الرسومات التي تضم مئات الآلاف من وحدات معالجة الرسومات المتقدمة 3090/4090، مما يبرز التزامها بالاستفادة من تقنيات متنوعة لتلبية الاحتياجات المتطورة لحسابات ZK.

بطاقات الرسومات Cysic وغرف الخوادم

كشفت المقاييس الداخلية لشركة Cysic أن برنامج تطوير التطبيقات البرمجية CUDA الخاص بها يفوق أحدث الأطر العامة المفتوحة المصدر بفارق كبير، محققًا تحسينات في السرعة تتراوح بين 50% و 80%. من خلال الاستفادة من هذا SDK المتقدم لوحدة معالجة الرسوميات، تمكنت Cysic من تقديم خدمات توليد الدليل لعدة مشاريع ZK الرائدة، مما يظهر قدراتها التقنية. في الوقت نفسه، تحرز Cysic تقدمًا في مجال تطوير ASIC، مع تقدم عمليات التصميم والتصنيع النهائي، مما يشير إلى التزامها بدفع حدود الأجهزة الحاسوبية أكثر بعيدًا.

ZKP + DePIN: إطلاق إمكانات شبكة Cysic

من النظرة الأولى، قد يبدو مشروع Cysic في مجال تسريع ZKP عتاد بسيطًا. ومع ذلك، مع ظهور عملاق Helium Mobile والنمو الكبير لشبكة io.net في عام 2024، فقد وسع ظهور DePIN أفق Cysic بشكل كبير.

تتضمن الرؤية الكبرى لـ Cysic إنشاء شبكة Prover مدعومة بتسريع الأجهزة ZKP. يخطط هذا المشروع الطموح لدمج ليس فقط حلول الأجهزة الخاصة بـ Cysic، مثل FPGA و GPU و ASIC، في شبكة Prover ولكن أيضًا لتمكين أفراد المجتمع من المساهمة بمجموعة متنوعة من موارد الحوسبة. من خلال إنشاء شبكة حوسبة لامركزية، تهدف Cysic إلى غرس إنتاج البراهين ZK بحوافز اقتصادية وآليات حوكمة قوية.

في جوهره، يديم شبكة Cysic's Prover شبكة خدمة كانت تقليدياً B2B، مفتوحة للمستخدمين الفرديين وتعمل كموصل حيوي بين مشاريع ZK ومزودي قوة الحساب ومحققي المجتمع. يعد هذا النهج المبتكر الأول في ساحة تسريع الأجهزة ZKP. في السابق، قد يكونت ZKP وتوفير أجهزة تسريع متخصصة مربكة للمستخدم العادي. شبكة Cysic تبسط المشاركة؛ فالمستخدمون يحتاجون فقط إلى المساهمة بطاقة حسابهم ليكونوا جزءًا من شبكة حساب ZKP. الرؤية واضحة: مع توسيع الشبكة بمزيد من المستخدمين وقوة الحساب، ستزيد كفاءة إنشاء دليل ZK، مما يقرب من حقيقة حلم الأدلة الفورية القريبة من الواقع.

بعد دمج إيثيريوم، ترك عدد كبير من منقبي PoW السابقين ببطاقات رسومية غير مستخدمة بشكل كامل، مما يوفر فرصة قيمة لشبكة Prover للاستفادة من هذ المورد القائم. ولكن ماذا عن أولئك الذين ليس لديهم الأجهزة اللازمة للانضمام إلى شبكة DePIN؟ اتخذت Cysic خطوات استباقية لمعالجة هذا التحدي، من خلال تصميم شريحتي ZK DePIN مبتكرتين، ZK Air و ZK Pro، المخطط إصدارهما في عام 2025. تهدف هذه التطورات إلى توسيع قاعدة المجتمع وتوسيع السوق بشكل أكبر، مما يشكل خطوة استراتيجية لـ Cysic نحو التضمين والنمو في نظام البنية التحتية ZKP.

كما هو موضح ، تم تصميم جهاز ZK Air ليكون مضغوطا مثل بنك الطاقة أو شاحن الكمبيوتر المحمول ، مما يوفر حلا محمولا لمهام ZK DePIN. يتميز هذا الجهاز بقدرات حوسبة تفوق تلك الموجودة في بطاقات الرسومات الاستهلاكية المتطورة ، مما يسمح للمستخدمين بتوصيله بأجهزة الكمبيوتر المحمولة أو أجهزة iPad أو الهواتف الذكية عبر كابل Type-C. من خلال شبكة Prover ، فإنه يسهل تسريع براهين ZK على نطاق صغير ، ويكافئ المستخدمين على مساهماتهم. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن ل ZK Air إنشاء إثباتات ZK مباشرة على جهاز كمبيوتر محلي. على العكس من ذلك ، يلبي ZK Pro كيانات الأعمال ، وهو محسن لمبادرات ZK الشاملة مثل zkRollup و zkML ، مما يجعل ZK Air الخيار المفضل لمعظم المستخدمين نظرا لإمكانية الوصول إليه وفائدته.

يظهر تآزر التسارع في الأجهزة ZKP و DePIN بوضوح. بينما io.net تستهدف الذكاء الاصطناعي وتعلم الآلة مع شبكتها المركزية لوحدات المعالجة الرسومية، تضع Cysic رهاناتها على ZK كمستقبل للبلوكشين. تكنولوجيا الأجهزة الخاصة بها متعددة الاستخدامات بما يكفي لتلبية أي مطالب حسابية ZK، مدعومة بسوق ZK يبلغ قيمته أكثر من 15 مليار دولار، مما يعد بآفاق نمو كبيرة.

ذكر Xiaofeng مرة واحدة: 'جوهر التكنولوجيا الأساسي لـ Blockchain متشابك مع DePIN، مع تعدين الأجهزة لبيتكوين يعمل كشكل أولي لـ DePIN.' تسارع الأجهزة للإثبات الصفري يذكر بآلية PoW لـ بيتكوين. ومع ذلك، تمثل مقدمة الشبكة Prover إنشاء Cysic لشبكة حوسبة ZKP مخصصة. مثل PoW، يهدف تعدين ZKP ضمن إطار DePIN إلى أن يكون مفتوحًا تمامًا. على عكس PoW التقليدي، حيث يتم مكافأة أسرع المنقبين فقط، مما يؤدي إلى عدم صحة الجهود للآخرين، يضمن Prover Network لـ Cysic أن تُعترف وتُكافأ جميع المساهمات.

يتم دعوة المستخدمين للمشاركة في المبادرات المبكرة لـ Cysic على Galxe، بما في ذلك كسب شارات، وضخ NFTs، والمشاركة في شبكة الاختبار المقررة من مايو إلى يونيو من هذا العام. تلمح Cysic إلى مكافأة المشاركين المبكرين بحوافز NFT حصرية، مما يبرز التزامها بمشاركة المجتمع والابتكار في مجال ZKP.

إخلاء المسؤولية:

  1. تمت إعادة طبع هذه المقالة من [أخبار الرؤية], All copyrights belong to the original author [بينغ سون]. إذا كانت هناك اعتراضات على هذه الإعادة طباعتها، يرجى التواصل معبوابة تعلمالفريق، وسيتولون بذلك على الفور.
  2. تنصل المسؤولية: الآراء والآراء الواردة في هذه المقالة هي فقط تلك للكاتب ولا تشكل أي نصيحة استثمارية.
  3. يتم إجراء ترجمة المقال إلى لغات أخرى من قبل فريق Gate Learn. ما لم يذكر غير ذلك، يُحظر نسخ أو توزيع أو نسخ المقالات المترجمة.

كيف تهدف Cysic إلى إعادة PoW إلى Ethereum مع ZKP و DePIN؟

مبتدئ5/5/2024, 2:11:12 PM
يستكشف المقال Cysic ، وهي طبقة لتوليد والتحقق من المعرفة الصفرية (ZKP) في الوقت الفعلي تقدم حوسبة المعرفة الصفرية كخدمة (ZK-CaaS) ، مدعومة برقائق ASIC و FPGA و GPU الخاصة بها. يكمن ابتكار Cysic في قدرتها على توفير تسريع الأجهزة لمختلف خوارزميات ZK ، مما يقلل بشكل كبير من الوقت والموارد اللازمة لتوليد الإثبات. تم تصميم حلول الأجهزة الخاصة بها ، بما في ذلك ZK Air و ZK Pro ، لجعل توليد أدلة ZK أكثر كفاءة ويمكن الوصول إليها. بالإضافة إلى ذلك ، تخطط Cysic لإنشاء شبكة DePIN ، ودعوة المستخدمين للمساهمة بقدرتهم الحاسوبية لتسريع عملية ZKP. حصلت Cysic على استثمارات من كيانات بما في ذلك Polychain Capital وتم منحها في مسابقة ZPrize.

هل فكرت يومًا في إمكانية عودة دليل العمل (PoW) على إثيريوم؟ مع Cysic، يبدو أن الأمر أكثر إمكانية من أي وقت مضى.

في مايو الماضي، أكد فيتاليك بيوتيرين في الجبل الأسود أن "في السنوات العشر القادمة، ستكون zk-SNARKs، المبنية على تكنولوجيا ZK، مهمة بنفس قدر أهمية البلوكشين نفسها"، مما يشير إلى التزام إيثيريوم ب ZK. بعد عام، ظهر فيتاليك بشكل مفاجئ في هونغ كونغ، مؤكدًا أن ZK هو مستقبل إيثيريوم ومسلطًا الضوء على تسارع الأجهزة كالمفتاح للتغلب على قيود zk-SNARKs.

كانت المحادثة حول تسريع ZKP قائمة منذ فترة طويلة، حيث يستكشف كل من القطاعين الأكاديمي والصناعي طرقًا لتحسين خوارزميات ZK من حيث السرعة. ومع ذلك، لم يكن حتى عام 2022 حتى لفت تسريع الأجهزة انتباه الجمهور كحلا بديلًا. يمكن اعتبار تلك السنة السنة الأولى لتسريع الأجهزة ZKP، مع إطلاق ZPrize من قبل Aleo، أعلى جودة وأكثر تقنية عمقًا في منافسة تكنولوجيا ZKP المسرعة عن طريق الأجهزة في مجال التشفير الصفري للمعرفة. منشورات من Paradigm عنالتسريع الأجهزة لZKPو” IOSG’s “لماذا نحن متفائلون بتسريع الأجهزة للدليل على عدم المعرفة الصفرية“تبعت. فقد رفض البعض الفكرة بعبارة “إذا لم يكن الخوارزمية كافية، فإن الأجهزة ستقوم بذلك”، معبرين عن الشك تجاه تسريع الأجهزة. ومع ذلك، كما ZPrizesأشار إلى:

على الرغم من التقدم الكبير الذي تحقق في مجال البرمجيات والخوارزميات في السنوات الأخيرة، فإن تسريع الأجهزة لا يزال طريقًا أقل انتشارًا في التشفير دون معرفة. كثيرون ينسون أن تقنيات التشفير الحديثة أصبحت قيمة عملياً فقط بعد تنفيذها بشكل أصلي في وحدات المعالجة المركزية. لا يقتصر تسريع الأجهزة على ASICs - بل يشمل أيضًا أساليب جديدة لتحسين وحدات المعالجة الرسومية ووحدات المعالجة المركزية وFPGAs وأجهزة الجوال لتوليد دلائل خالية من المعرفة بشكل أسرع.

أصبحت ضرورة تسريع أجهزة ZKP معترف بها على نطاق واسع في عام 2023 مع تقديم Aleo ل PoSW ، والذي قدم حوافز اقتصادية لحسابات MSM و NTT. ومع ذلك ، فإن قصة اليوم لا تتعلق ب Aleo بل ب Cysic ، والتي تهدف إلى توفير حل شامل لتوليد دليل ZK في الوقت الفعلي باستخدام وحدات معالجة الرسومات و FPGAs و ASICs. من المقرر أن يطلقوا جهازي ZK DePIN ، ZK Air و ZK Pro ، وسيبدأون قريبا ما قبل البيع لآلات التعدين. تهدف Cysic إلى تلبية الاحتياجات الحسابية عبر جميع سيناريوهات ZK ، ليس فقط كمزود خدمة B2B ولكن من خلال بناء شبكة DePIN التي تفتح خدمات B2B لمستخدمي C-end بقدرات حسابية مختلفة. بمعنى آخر ، يمكن لأي شخص الانضمام إلى شبكة Cysic ، وكلما زاد عدد المشاركين ، زادت القوة الحسابية وزادت سرعة براهين ZK. في النهاية ، ستصبح ZK موجودة في كل مكان ومدمجة في الحياة اليومية.

هذا السرد طموح بشكل مثير للإعجاب، مما يجعل حلم تسارع الأجهزة ZKP يبدو ممكنًا للشخص العادي! اليوم، تتناول أخبار Foresight تسارع الأجهزة ZKP، وميزات Cysic ومنتجاتها الأجهزة، وبنية شبكة DePIN لرؤية ما تهدف إليه Cysic ومدى أهمية إمكانات سوقها.

الرهان على سوق تسريع الأجهزة ZKP: الخلفية والرؤية لـ Cysic

تعمل Cysic ، التي تأسست في أغسطس 2022 ، كطبقة لتوليد والتحقق من المعرفة الصفرية (ZKP) في الوقت الفعلي ، وتقدم حوسبة المعرفة الصفرية كخدمة (ZK-CaaS) مدعومة برقائق ASIC و FPGA و GPU الخاصة بها. في فبراير 2023 ، حصلت Cysic على تمويل أولي بقيمة 6 ملايين دولار ، بقيادة Polychain Capital بمساهمات من HashKey و SNZ Holding و ABCDE و A&t Capital ومؤسسة Web3.com. بحلول أكتوبر من نفس العام ، حصلت Cysic على الجائزة الأولى في مسابقة ZPrize "Beat the Best (FPGA / GPU)" بتقنية FPGA الخاصة بها.

يتمتع الفريق المؤسس لشركة Cysic بخلفية رائعة وقدرات قوية. المؤسس المشارك ليو فان مسؤول عن بنية النظام وأبحاث التشفير في Cysic. بعد حصوله على درجة الماجستير في علوم الكمبيوتر من الأكاديمية الصينية للعلوم ، تابع درجة الدكتوراه في علوم الكمبيوتر من جامعة كورنيل. خلال مسيرته الأكاديمية ، عمل كباحث في مؤسسات مرموقة مثل IC3 و Yahoo و Bell Labs و IBM. بعد التخرج ، انضم ليو إلى Algorand للتركيز على أبحاث التشفير ويعمل حاليا كأستاذ مساعد في قسم علوم الكمبيوتر في جامعة روتجرز. المؤسس المشارك بوين هوانغ ، الذي ترك برنامج الدكتوراه في جامعة ييل للحصول على درجة الماجستير ، يقود الآن إدارة الرقائق وسلسلة التوريد في Cysic. في السابق ، كان مهندس أبحاث في معهد تكنولوجيا الحوسبة ، الأكاديمية الصينية للعلوم. إدراكا لإمكانات ZK كحل تحجيم نهائي لصناعة blockchain وتسريع الأجهزة كمسار تكنولوجي لا مفر منه ، شرعوا في هذا المشروع قبل عام 2022.

حاليًا، يهيمن على حقل ZK نظامان للبرهان: zk-SNARKs و zk-STARKs. تستخدم مشاريع مثل Zcash، Scroll، Taiko، Mina، Aztec، Manta، و Anoma zk-SNARKs، بينما تستخدم Starknet، StarkEx، و zkSync (التي انتقلت إلى Boojum) zk-STARKs. بالإضافة إلى ذلك، هناك مشاريع ZK مثل بروتوكول بيانات التاريخ الخاص بـ Ethereum Axiom ومطور تكنولوجيا ZK Nil Foundation. وفقًا لتقديرات Cysic، يتكون السوق من أكثر من 50 مشروعًا رئيسيًا في مجال ZK بقيمة سوق مجتمعة تفوق 100 مليار دولار، بينما تجاوزت القيمة الإجمالية لمسار تطبيق ZKP 15 مليار دولار.

في السنتين الماضيتين، تلقى مسار ZK انتقادات بسبب أوقات إنشاء البراهين الطويلة والمطالبات المرتفعة للموارد. على سبيل المثال، يتطلب استخدام Scroll لوحدات GPU لإنشاء البراهين ZK ما لا يقل عن ساعة وأكثر من 280 جيجابايت من الذاكرة العشوائية. هذه المشاكل لا تعيق فقط انتشار تقنية ZKP ولكنها تبطئ أيضًا التقدم التجاري لـ إثيريوم. على الرغم من أن برواز STARK تنشئ بسرعة أكبر من SNARKs، إلا أن كل منهما يتطلب تسريع عتادي لزيادة سرعة البراهين من ساعات إلى ثوانٍ. بدون كسر هذا الحاجز، تظل رؤية ZKP لتزامن إنتاج الكتل مع إثيريوم، كما تصورها فيتاليك، غير قابلة للتحقيق.

على الرغم من رؤية مؤسسة إثيريوم لنظرة ZK على المستقبل في التوسيع، تحتفظ ZK Rollups حاليًا بحصة سوق غير مقنعة في مجال Ethereum L2. تستخدم الـ 5 أعلى L2s من حيث قيمة القفل التلفزيوني جميعًا Optimism Rollup، مع حصة سوق ZK Rollups تبلغ 8.5% فقط. يعتبر Starknet هو المشروع الوحيد لـ ZK Rollup الذي يتم تقييمه بأكثر من مليار دولار، وذلك بسبب الحوافز البيئية للمؤسسة وتوقعات توزيع الهبات. نظرًا للقيمة العالية للمسار ZK، إذا كان بإمكان تسريع الأجهزة حل المشاكل الحالية بشكل كبير، فإن الإمكانات السوقية كبيرة.

تضع Cysic نصب أعينها الهدف النهائي من تقديم حلاً شاملاً لتسريع الأجهزة GPU + ASIC، مستهدفة الاحتياجات الحسابية عبر جميع سيناريوهات الحساب ZK مثل ZK Rollup، zkML، و ZK Bridge. كخطوة مؤقتة، خلال العام الماضي، قامت Cysic بتطوير أجهزة تسريع FPGA الخاصة قادرة على دعم مجموعة متنوعة من أنظمة البرهان بما في ذلك Halo2، RapidSnark، Plonky2x. هذه الخطوة لم تبرز مرونة ومرونة غير مسبوقة فحسب، بل فتحت أيضًا عالماً واسعًا من الفرص العملية.

استكشاف تسريع أجهزة ZKP: الغوص في نظم البرهان ZK

بعد مناقشة Cysic ومجال تسارع الأجهزة الأمنية المتنامي لـ ZKP، حان الوقت للغوص في ما تهدف هذه الأجهزة بالضبط إلى تسريعه. في جوهره، الهدف هو تسريع الحسابات المشاركة في توليد دلائل ZK، مما يجعلها بشكل أساسي مسابقة لقوة الحوسبة. هذا جزء من السبب وراء تأكيدي بأن تكنولوجيا ZKP تعيد تقديم مفهوم دليل العمل (PoW) إلى إثيريوم. ولكن نظرًا للنظرة القريبة، أي الحسابات المحددة التي يتم تسريعها بواسطة تسارع الأجهزة ZKP؟ لإلقاء الضوء على هذا، دعونا نفحص نظام دليل zk-SNARKs لفهم الرحلة من الترقيم إلى إنشاء والتحقق من الدلائل.

أولاً، يتم تجميع معاملات المستخدمين على البلوكشين في Rollups خارج السلسلة. وبالتالي، طبيعة وحجم هذه المعاملات تؤثر مباشرة على تعقيد تصميم الدائرة وبراهين ZK ذاتها.

بعد ذلك تأتي مرحلة "الحساب" ، حيث يتم تحويل بيانات المعاملات إلى دوائر ZK وبعد ذلك إلى تعبيرات رياضية متعددة الحدود. تشبه هذه العملية التقسيم بين "الواجهة الأمامية" و "الخلفية" في تطوير البرمجيات التقليدية. في "الواجهة الأمامية" ، يتم تنظيم بيانات المعاملات في دوائر باستخدام لغات مثل R1CS و PLONK ، وتحويلها إلى سلسلة من كثيرات الحدود. هذا يشبه ترجمة مخططات الدوائر إلى صيغ رياضية ، والتي توجه بعد ذلك بناء الدائرة وتشغيلها. كلما كانت المعاملات أكثر تعقيدا وعددا ، زاد حجم الدائرة وارتفعت درجات كثير الحدود.

بعد أن تم وضع الأسس من خلال التحصيل، الخطوة التالية هي تطوير "الخلفية" - نظام إثبات ZK نفسه، الذي يتولى توليد الأدلة بدون معرفة. يتألف نظام إثبات zk-SNARKs، على سبيل المثال، من مكونين رئيسيين: PIOP و PCS. تشمل PIOPs البارزة PLONK و GKR، بينما تتميز PCSs المعروفة (أنظمة التعهد بالمضاعفات) بميزات FRI و KZG. على سبيل المثال، يمكن أن يؤدي الجمع بين PLONK و IPA إلى إنشاء النسخة من Zcash لنظام إثبات Halo2، PLONK مع KZG يمكن أن ينتج النسخة PSE/Scroll من Halo2، و PLONK مع FRI يؤدي إلى Plonky2. يستخدم أنظمة إثبات ZK الحديثة بشكل سائد مخططات مثل Halo2 و Groth 16، والتي تعتمد على KZG.

باستخدام بروتوكول Groth16 كرسم توضيحي، يمكننا تبسيط الحساب وتمثيله كمشكلة رضا الدائرة (C-SAT) باستخدام قيود R1CS. ثم يتم تقليل هذه المشكلة C-SAT إلى مشكلة رضا البرنامج الحسابي التربيعي (QAP)، مما يؤدي إلى إنشاء متعددات الحدود العامة Ui(x)، Vi(x)، Wi(x)، T(x)، ومتجه a. يغطي هذا المتجه a كل من المدخلات العامة والأسرار (الشهود)، ملتزمًا بالعلاقة الموضحة في الرسم البياني المقدم. حل مشكلة رضا QAP هو أمر مباشر عندما يكون a معروفًا، ولكن استنتاج a من متعددات الحدود العامة يشكل تحديًا كبيرًا. ينقل هذا التحدي بشكل فعال دليل عملية الحساب على الأمانة والاكتمال إلى إظهار أن المثبت يحمل الحل a(i)، وهو خطوة حاسمة في تطوير إطار عمل ZKP الخلفي.

يتم تنظيم الواجهة الخلفية ل ZKP في ثلاث مراحل أساسية: الإعداد و Prover و Verifier. تستخدم كل مرحلة معلمات محددة. تبدأ العملية بتغذية كثيرات الحدود الحسابية ورقم عشوائي سري لمرة واحدة R (إدخال مفهوم "الإعداد الموثوق") في مرحلة الإعداد. بعد هذا الإعداد ، يمكن ل Prover و Verifier إنشاء البراهين والتحقق منها على التوالي باستخدام المعلمات Sp و Sv. طوال هذه المرحلة ، يقوم Prover بحساب البراهين وصياغتها باستخدام كل من المدخلات العامة والأسرار ، بينما يتحقق المدقق من هذه البراهين مقابل المدخلات العامة. الأهم من ذلك ، لا يزال المدقق غير مدرك للأسرار المعنية.

خلال مرحلة إنشاء البرهان من قبل الجهة المثبتة، يتطلب الأمر حسابات شاملة. السؤال الذي يطرح نفسه هو: كيف يمكننا تسريع هذه العملية الحسابية لإنشاء البراهين؟ هذا هو المكان الذي تصبح فيه تطبيقات الأجهزة أمرًا حاسمًا. في الوقت الحالي، تعتبر استغلال الأجهزة لتعزيز القدرة الحسابية النهج الوحيد؛ بشكل طبيعي، تؤدي القدرة الحسابية الأكبر إلى تقليل وقت المعالجة.

يشمل كل نظام إثبات عمليات تشفير متميزة تتطلب جهدا حسابيا كبيرا. ضمن الأنظمة القائمة على PLONK + KZG ، فإن العمليات التي تستهلك معظم الوقت هي الضرب متعدد المقاييس (MSM) وتحويل الأرقام النظري (NTT). بالنسبة لأنظمة zk-STARK ، فإن العقبات الحسابية الأساسية هي حسابات NTT و Merkle Hash. يهتم MSM بالحسابات المتعلقة بالمنحنيات الإهليلجية ، في حين أن NTT يشبه تحويل فورييه السريع (FFT) ولكنه مصمم للحقول المحدودة ، ويعمل كمتغير محسن ل FFT مصمم للحسابات المتعلقة بكثيرات الحدود. تستخدم جميع بروتوكولات ZK الرائدة تقريبا هاتين العمليتين الحسابيتين على نطاق واسع ، والتي تشكل مجتمعة 80-95٪ من الوقت المستغرق لإنشاء البراهين. بشكل عام ، تشكل حسابات MSM 60-70٪ من إجمالي عبء العمل الحسابي ، مع مساهمة NTT بحوالي 25٪. ومع ذلك ، يمكن أن تختلف هذه النسب المئوية عبر عمليات التنفيذ المختلفة. اعتمادا على توزيع المهام الحسابية ، من الممكن إما استهداف MSM أو NTT للتسريع بشكل فردي أو تسريع كلتا العمليتين بشكل متزامن.

الجسر مع FPGA، استهداف ZK ASIC

من وجهة نظر أوسع، تتضمن المهام الحسابية الكبيرة في الأساس عمليات الأنابيب البسيطة التي تتطلب ببساطة قوة حسابية قوية. نظرًا للطبيعة الحاسمة لعمليات إثبات ZK، التي تتطلب حسابات متكررة لتوليد نتائج الإثبات، يقدم الأجهزة المخصصة لوظائف محددة مزايا واضحة على الحلول البرمجية. يمكن تخفيف تعقيد الحسابات بشكل كبير من خلال تنفيذ المعالجة المتوازية. ومن المثير للاهتمام أن كل من عمليات MSM و NTT مناسبة تمامًا للتحسين من خلال أجهزة عالية الأداء التي تسهل المعالجة المتوازية.

رحلة سيسيك والتوجهات المستقبلية

تهدف Cysic إلى الريادة في تسريع ZK ASIC، متطلعة إلى تقديم مجموعة شاملة من حلول تسريع عتاد ASIC التي تضم الحسابات MSM و NTT. أشار ليو فان إلى، "يعد إجراء قدر كبير من الاختبارات والنماذج الأولية على FPGA أمرا ضروريا قبل التقدم إلى تطوير ASIC."

في السنة الماضية، نجحت Cysic في إكمال المرحلة الأولية من تصميم دليل الأدلة (POC) بنجاح، وإنشاء مسرعات مبنية على FPGA لحسابات MSM و NTT و Poseidon Merkle Tree، جنبا إلى جنب مع إطار تسريع العتاد ZK الشامل الذي يمتد عبر كامل تدفق العمليات.

نموذج FPGA لشركة Cysic (تحت التجميع)

تكشف البيانات الحديثة أن SolarMSM من Cysic قادر على تنفيذ حسابات MSM بمقياس 2³⁰ في 0.195 ثانية، مما يؤهله كأكثر كفاءة بين جميع محاولات تسريع الأجهزة المعروفة لـ FPGA-MSM حتى الآن. بالمثل، تحقق SolarNTT حسابات NTT بنفس المقياس في 0.218 ثانية. علاوة على ذلك، تُستخدم تكنولوجيا تسريع FPGA من Cysic حاليًا في حسابات Scroll ZK، حيث يتمكن من معالجة مهام MSM و NTT بمقياس 2²² في ما يقرب من 1 مللي ثانية (0.001 ثانية).

مقارنة بين GPU و FPGA و ASIC

استكشاف الرحلة نحو تطوير ASIC يتطلب النظر في القوى النسبية لأنواع مختلفة من أجهزة التسريع. إن جاذبية تسريع الأجهزة تكمن في قدرتها على تقليل استخدام الطاقة، وتقليل التأخيرات، وزيادة قدرات المعالجة المتوازية، وتعزيز تدفق البيانات. تمكين هذا الأمر يسمح بنشر أكثر كفاءة للفضاء المتكامل للدارة والمكونات. مع وجود انخفاض في شعبية وحدات المعالجة المركزية بسبب أوقات معالجتها الطويلة واستخدامها المفرط للطاقة، توجهت الأضواء إلى وحدات معالجة الرسومات وFPGAs وASICs، حيث يتميز كل منها بتوازنها الفريد من نوعه بين المرونة وكفاءة الأداء.

في عالم مشاريع ZK، أصبحت وحدات معالجة الرسوميات (GPUs) الخيار الأمثل لتسريع الأجهزة، حيث توفر توافرها الواسع حلاً مؤقتًا في انتظار وصول أجهزة متخصصة أكثر. توفر وحدات معالجة الرسوميات خيارًا فعالًا من حيث التكلفة وقابلاً للتكيف لمطوري تسريع الأجهزة ZK، مع أدوات مثل CUDA SDK التي تسهل مهام المعالجة المتوازية مثل MSM. ومع ذلك، ليست وحدات معالجة الرسوميات بدون عيوب، خاصة اعتمادها على البيئة العتادية، والتي يمكن أن تكون مقيدة عند استخدام النماذج عالية المستوى.

تقدم FPGAs اقتراحا مختلفا ، حيث تكون قابلة للبرمجة وإعادة التكوين للتكيف مع الخوارزميات المختلفة بناء على احتياجات أنظمة أو تطبيقات محددة. هذه القدرة على التكيف تجعلها مناسبة بشكل خاص للحسابات مثل FFT و NTT. يؤدي تطوير أجهزة FPGA بشكل أساسي إلى تحويل العملية إلى "لعبة برمجية" ، حيث يمكن أن تتجاوز القوة الجماعية للعديد من FPGAs إلى حد كبير قوة وحدات معالجة الرسومات ، كل ذلك مع كونها أكثر فعالية من حيث التكلفة من حيث إنفاق الأجهزة واستهلاك الطاقة. على الرغم من هذه المزايا ، فإن FPGAs تحمل تكاليف أولية أعلى ومتطلبات سلسلة توريد أكثر تعقيدا مقارنة بوحدات معالجة الرسومات.

من ناحية أخرى، تم تصميم ASICs خصيصًا لتفوق في مهام محددة، حيث يميز تصميمهم المخصصهم كأقصى حلول التسريع الأجهزة لتقنية ZK. تأتي هذه التخصصات مع قيود، مثل عدم القدرة على إعادة البرمجة أو إجراء مهام متعددة عبر خوارزميات ZK مختلفة. على الرغم من هذه القيود، تقدم ASICs أداءً لا مثيل له وكفاءة، على الرغم من خطوط إنتاج أطول ومتطلبات استثمار أعلى. يجعل هذا تطوير ASIC مسعىً ذو مخاطر عالية، ويعد وعدًا بفوائد لا مثيل لها لأولئك القادرين على التنقل في تعقيدها.

مصدر:مجموعة امبر

تكشف نظرة فاحصة على الخيارات الاستراتيجية عن سبب اختيار Cysic للريادة في أجهزة تسريع FPGA في مرحلتها الأولية. نظرا للقيود المفروضة على ASICs ، بما في ذلك افتقارها إلى المرونة والتكاليف الباهظة والجداول الزمنية المطولة للتطوير ، تظهر FPGAs كخيار مثالي للحصول على موطئ قدم في السوق خلال هذه المرحلة المؤقتة. تعد تقنية FPGA من Cysic متعددة الاستخدامات بما يكفي لدعم أنظمة إثبات ZK المختلفة ، مثل Halo2 و RapidSnark و Plonky2x ، مما يمكنها من التعامل مع مجموعة كاملة من خوارزميات ZK السائدة الحالية. هذا يعني أن FPGAs قادرة على تلبية المتطلبات الحسابية عبر جميع السيناريوهات التي تحتاج إلى حسابات ZK ، من ZK Rollups إلى ZKML و ZK Bridges. بالإضافة إلى ذلك ، فإن عملية إنشاء براهين ZK ليست مكثفة من الناحية الحسابية فحسب ، بل تتطلب أيضا موارد ذاكرة كبيرة. على سبيل المثال ، يتطلب إنشاء إثباتات لدائرة Scroll zkEVM اليوم 280 جيجابايت على الأقل من ذاكرة الوصول العشوائي. في مثل هذه الحالات ، توفر FPGAs المرونة لتوسيع سعة الذاكرة حسب الحاجة.

اختيار التركيز على تطوير FPGA لا يعني أن Cysic قد تخلت عن وحدات معالجة الرسومات وASICs. على العكس، Cysic تعمل بنشاط على حلول تسريع مبنية على وحدات معالجة الرسومات لتقديم مجموعة أوسع من الخدمات المرنة لتسريع ZK وحسابات الذكاء الاصطناعي. كجزء من هذا الجهد، أنشأت Cysic بالفعل شبكة حوسبة وحدات معالجة الرسومات التي تضم مئات الآلاف من وحدات معالجة الرسومات المتقدمة 3090/4090، مما يبرز التزامها بالاستفادة من تقنيات متنوعة لتلبية الاحتياجات المتطورة لحسابات ZK.

بطاقات الرسومات Cysic وغرف الخوادم

كشفت المقاييس الداخلية لشركة Cysic أن برنامج تطوير التطبيقات البرمجية CUDA الخاص بها يفوق أحدث الأطر العامة المفتوحة المصدر بفارق كبير، محققًا تحسينات في السرعة تتراوح بين 50% و 80%. من خلال الاستفادة من هذا SDK المتقدم لوحدة معالجة الرسوميات، تمكنت Cysic من تقديم خدمات توليد الدليل لعدة مشاريع ZK الرائدة، مما يظهر قدراتها التقنية. في الوقت نفسه، تحرز Cysic تقدمًا في مجال تطوير ASIC، مع تقدم عمليات التصميم والتصنيع النهائي، مما يشير إلى التزامها بدفع حدود الأجهزة الحاسوبية أكثر بعيدًا.

ZKP + DePIN: إطلاق إمكانات شبكة Cysic

من النظرة الأولى، قد يبدو مشروع Cysic في مجال تسريع ZKP عتاد بسيطًا. ومع ذلك، مع ظهور عملاق Helium Mobile والنمو الكبير لشبكة io.net في عام 2024، فقد وسع ظهور DePIN أفق Cysic بشكل كبير.

تتضمن الرؤية الكبرى لـ Cysic إنشاء شبكة Prover مدعومة بتسريع الأجهزة ZKP. يخطط هذا المشروع الطموح لدمج ليس فقط حلول الأجهزة الخاصة بـ Cysic، مثل FPGA و GPU و ASIC، في شبكة Prover ولكن أيضًا لتمكين أفراد المجتمع من المساهمة بمجموعة متنوعة من موارد الحوسبة. من خلال إنشاء شبكة حوسبة لامركزية، تهدف Cysic إلى غرس إنتاج البراهين ZK بحوافز اقتصادية وآليات حوكمة قوية.

في جوهره، يديم شبكة Cysic's Prover شبكة خدمة كانت تقليدياً B2B، مفتوحة للمستخدمين الفرديين وتعمل كموصل حيوي بين مشاريع ZK ومزودي قوة الحساب ومحققي المجتمع. يعد هذا النهج المبتكر الأول في ساحة تسريع الأجهزة ZKP. في السابق، قد يكونت ZKP وتوفير أجهزة تسريع متخصصة مربكة للمستخدم العادي. شبكة Cysic تبسط المشاركة؛ فالمستخدمون يحتاجون فقط إلى المساهمة بطاقة حسابهم ليكونوا جزءًا من شبكة حساب ZKP. الرؤية واضحة: مع توسيع الشبكة بمزيد من المستخدمين وقوة الحساب، ستزيد كفاءة إنشاء دليل ZK، مما يقرب من حقيقة حلم الأدلة الفورية القريبة من الواقع.

بعد دمج إيثيريوم، ترك عدد كبير من منقبي PoW السابقين ببطاقات رسومية غير مستخدمة بشكل كامل، مما يوفر فرصة قيمة لشبكة Prover للاستفادة من هذ المورد القائم. ولكن ماذا عن أولئك الذين ليس لديهم الأجهزة اللازمة للانضمام إلى شبكة DePIN؟ اتخذت Cysic خطوات استباقية لمعالجة هذا التحدي، من خلال تصميم شريحتي ZK DePIN مبتكرتين، ZK Air و ZK Pro، المخطط إصدارهما في عام 2025. تهدف هذه التطورات إلى توسيع قاعدة المجتمع وتوسيع السوق بشكل أكبر، مما يشكل خطوة استراتيجية لـ Cysic نحو التضمين والنمو في نظام البنية التحتية ZKP.

كما هو موضح ، تم تصميم جهاز ZK Air ليكون مضغوطا مثل بنك الطاقة أو شاحن الكمبيوتر المحمول ، مما يوفر حلا محمولا لمهام ZK DePIN. يتميز هذا الجهاز بقدرات حوسبة تفوق تلك الموجودة في بطاقات الرسومات الاستهلاكية المتطورة ، مما يسمح للمستخدمين بتوصيله بأجهزة الكمبيوتر المحمولة أو أجهزة iPad أو الهواتف الذكية عبر كابل Type-C. من خلال شبكة Prover ، فإنه يسهل تسريع براهين ZK على نطاق صغير ، ويكافئ المستخدمين على مساهماتهم. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن ل ZK Air إنشاء إثباتات ZK مباشرة على جهاز كمبيوتر محلي. على العكس من ذلك ، يلبي ZK Pro كيانات الأعمال ، وهو محسن لمبادرات ZK الشاملة مثل zkRollup و zkML ، مما يجعل ZK Air الخيار المفضل لمعظم المستخدمين نظرا لإمكانية الوصول إليه وفائدته.

يظهر تآزر التسارع في الأجهزة ZKP و DePIN بوضوح. بينما io.net تستهدف الذكاء الاصطناعي وتعلم الآلة مع شبكتها المركزية لوحدات المعالجة الرسومية، تضع Cysic رهاناتها على ZK كمستقبل للبلوكشين. تكنولوجيا الأجهزة الخاصة بها متعددة الاستخدامات بما يكفي لتلبية أي مطالب حسابية ZK، مدعومة بسوق ZK يبلغ قيمته أكثر من 15 مليار دولار، مما يعد بآفاق نمو كبيرة.

ذكر Xiaofeng مرة واحدة: 'جوهر التكنولوجيا الأساسي لـ Blockchain متشابك مع DePIN، مع تعدين الأجهزة لبيتكوين يعمل كشكل أولي لـ DePIN.' تسارع الأجهزة للإثبات الصفري يذكر بآلية PoW لـ بيتكوين. ومع ذلك، تمثل مقدمة الشبكة Prover إنشاء Cysic لشبكة حوسبة ZKP مخصصة. مثل PoW، يهدف تعدين ZKP ضمن إطار DePIN إلى أن يكون مفتوحًا تمامًا. على عكس PoW التقليدي، حيث يتم مكافأة أسرع المنقبين فقط، مما يؤدي إلى عدم صحة الجهود للآخرين، يضمن Prover Network لـ Cysic أن تُعترف وتُكافأ جميع المساهمات.

يتم دعوة المستخدمين للمشاركة في المبادرات المبكرة لـ Cysic على Galxe، بما في ذلك كسب شارات، وضخ NFTs، والمشاركة في شبكة الاختبار المقررة من مايو إلى يونيو من هذا العام. تلمح Cysic إلى مكافأة المشاركين المبكرين بحوافز NFT حصرية، مما يبرز التزامها بمشاركة المجتمع والابتكار في مجال ZKP.

إخلاء المسؤولية:

  1. تمت إعادة طبع هذه المقالة من [أخبار الرؤية], All copyrights belong to the original author [بينغ سون]. إذا كانت هناك اعتراضات على هذه الإعادة طباعتها، يرجى التواصل معبوابة تعلمالفريق، وسيتولون بذلك على الفور.
  2. تنصل المسؤولية: الآراء والآراء الواردة في هذه المقالة هي فقط تلك للكاتب ولا تشكل أي نصيحة استثمارية.
  3. يتم إجراء ترجمة المقال إلى لغات أخرى من قبل فريق Gate Learn. ما لم يذكر غير ذلك، يُحظر نسخ أو توزيع أو نسخ المقالات المترجمة.
今すぐ始める
登録して、
$100
のボーナスを獲得しよう!