Vào ngày 10 tháng 4, a16z Crypto đã phát hành một giải pháp zkEVM có tên là Jolt, nhằm tăng tốc và đơn giản hóa các hoạt động mở rộng blockchain. Jolt tích hợp chứng minh không cần thiết SNARK để cung cấp một khung cho Rollups tương thích với EVM, hỗ trợ các nhà phát triển trong việc tạo ra các giải pháp L2 dựa trên SNARK. Nhóm cho biết tốc độ của Jolt nhanh gấp đôi so với các giải pháp zkVM hiện có.

Vì nguyên tắc kỹ thuật của Jolt khá phức tạp, đây là một giải thích đơn giản về một số thuật ngữ kỹ thuật có thể liên quan:

zkSNARK là một nguyên tố chứng minh không có kiến thức mạnh mẽ và là cơ sở để xây dựng zkVM và zkEVM.

zkVM là một khái niệm chung về máy ảo không chứng minh được rằng hỗ trợ bất kỳ bộ chỉ thị nào.

zkEVM là một phiên bản cụ thể của zkVM được thiết kế đặc biệt để tương thích với EVM.

ZK Rollup sử dụng zkVM hoặc zkEVM để nâng cao khả năng mở rộng của Ethereum trong khi duy trì tính riêng tư.

Jolt là gì?

Jolt là một giải pháp SNARK mới mẻ cung cấp một cách tiếp cận gọn gàng và hiệu quả hơn để xây dựng zkVM (máy ảo không chứng minh tri thức). Trên thực tế, ngay từ tháng 8 năm 2023, a16z Crypto đã đề xuất các khái niệm mang tên Lasso và Jolt. Các công nghệ này được giới thiệu nhằm đối phó với tình hình chậm trễ và tốn kém của công nghệ SNARK.

Lasso, một trong những khái niệm này, là một phương pháp tra cứu tham số mới mà giảm đáng kể chi phí cho người xác minh. Jolt, ngược lại, sử dụng Lasso để cung cấp một khung làm việc mới cho việc thiết kế SNARKs cho zkVM và các ứng dụng trước cửa rộng hơn. Cùng nhau, họ nâng cao hiệu suất, trải nghiệm phát triển và khả năng kiểm toán của các thiết kế SNARK, từ đó cải thiện việc xây dựng các ứng dụng web3. Điều này, lần lượt, nâng cao việc sử dụng chứng minh không biết trong lĩnh vực blockchain.

Trước khi đào sâu vào Jolt, có thể hữu ích nếu hiểu về zkVM và zkEVM.

zkVM là một khái niệm chung chỉ đến máy ảo không thông báo. Tương tự như zkEVM, zkVM cho phép các chương trình được viết bằng ngôn ngữ cấp cao như C++ hoặc Rust, sau đó được biên dịch bởi máy ảo thành một dạng biểu diễn trung gian nào đó (như mạch hoặc ràng buộc số học). Biểu diễn trung gian này sau đó được chứng minh thực thi đúng bằng hệ thống chứng minh như zkSNARK. Không giống như zkEVM, zkVM không bị giới hạn bởi tính tương thích EVM mà hỗ trợ bất kỳ tập lệnh nào. Jolt là một hiệu suất cao triển khai zkVM được thiết kế cho tập lệnh RISC-V.

Chúng ta có thể xem zkVM như một “hộp đen” đặc biệt có thể chứng minh với thế giới bên ngoài, trong khi bảo vệ sự riêng tư, rằng nó đã thực sự thực hiện một phép tính theo một chương trình được xác định trước. Tuy nhiên, các zkVM truyền thống yêu cầu các phép tính phức tạp và rườm rà để tạo ra bằng chứng này, dẫn đến hiệu suất rất kém.

Sáng tạo cốt lõi của Jolt nằm ở việc tìm cách tiếp cận toán học hiệu quả hơn để tạo ra bằng chứng này:

Đầu tiên, Jolt thông minh biến đổi việc tính toán cần chứng minh thành một loại đa thức đặc biệt, mà chúng tôi sẽ gọi là “đa thức tính toán.” Đặc điểm của đa thức này là giá trị của nó chỉ bằng không khi hộp đen thực hiện tính toán đúng.

Để chứng minh rằng giá trị của “đa thức tính toán” là không, Jolt sử dụng một giao thức tương tác gọi là “sumcheck.” Giao thức này cho phép người xác minh tin cậy trong thời gian ngắn hơn rằng giá trị của đa thức là không mà không cần phải tính toán toàn bộ đa thức. Điều này tương tự như việc một giáo viên chỉ kiểm tra một vài câu hỏi trên bài kiểm tra của học sinh để xác định xem toàn bộ bài kiểm tra có đúng không.

Ưu điểm kỹ thuật của Jolt

Những nguyên tắc kỹ thuật của Jolt khá phức tạp, nhưng để diễn giải một cách đơn giản, zkVM là một công nghệ chính trong việc tăng cường tính khả thi của các mạng blockchain, có khả năng cung cấp chứng minh hiệu quả trong khi bảo vệ sự riêng tư. Vitalik đã thảo luận công nghệ zkSNARK một cách chi tiết trong bài phát biểu chủ đề gần đây tại Carnival Web3 Hong Kong. Vitalik đã nói, “Việc tìm ra ZKSNARKS rất hữu ích cho sự riêng tư và tính khả thi.”

Tuy nhiên, tốc độ tạo ra chứng minh và công việc tính toán luôn là thách thức lớn đối với việc ứng dụng thực tế của công nghệ zkSNARK, và đã được tập trung nghiên cứu trong thời gian gần đây. Các kế hoạch zkSNARK truyền thống, như Pinocchio và Groth16, có thể mất vài giờ hoặc thậm chí cả ngày để tạo ra chứng minh cho các tính toán phức tạp và yêu cầu tài nguyên bộ nhớ và lưu trữ đáng kể. Hạn chế hiệu suất này nghiêm trọng hạn chế ứng dụng zkSNARK trong nhiều tình huống thực tế.

Để kích hoạt các ứng dụng quy mô lớn trên mạng blockchain và đạt được xác minh thời gian thực, việc cải thiện hiệu suất của zkSNARK là một bước quan trọng.

Cụ thể, quá trình tạo ra bằng chứng của zkSNARK liên quan đến các thuật toán mật mã phức tạp như cặp đường cong elliptic và nội suy đa thức, tiêu thụ tài nguyên tính toán đáng kể. Đặc biệt khi kích thước mạch tính toán lớn, độ phức tạp tính toán của quá trình tạo ra bằng chứng tăng một cách mũ.

Theo a16z Crypto, việc triển khai ban đầu của Jolt nhanh khoảng 6 lần so với RISC Zero và nhanh gấp 2 lần so với SP1 vừa ra mắt trên CPU. Ngoài ra, họ dự định cải thiện tốc độ của Jolt thêm khoảng 1.5 lần trong vài tuần tới.

Hiện tại, tốc độ của Jolt đã nhanh hơn hơn 2 lần so với zkVM hiện tại, nhưng vẫn còn nhiều không gian cho việc tối ưu hóa. Jolt cũng thông minh sử dụng một số tính chất đại số của đa thức để đạt được một hệ thống cam kết đa thức hiệu quả hơn, giảm kích thước của chứng minh và thời gian xác minh.

Những Thay Đổi Có Thể Mang Lại Sự Rung Chuyển

Từ quan điểm kỹ thuật, Jolt sử dụng một loạt các kỹ thuật tối ưu hóa, như thiết kế mạch nhỏ gọn hơn, đường ống hiệu quả hơn và tăng cường song song hóa, để tối đa hóa việc sử dụng sức mạnh tính toán phần cứng.

Giả sử bạn là một nhà phát triển Web3 và muốn triển khai một trò chơi poker phi tập trung trên Ethereum. Trò chơi này yêu cầu việc xáo bài, chia bài và so sánh xếp hạng bài trên chuỗi, với mỗi thao tác cần được thực hiện thông qua mạch zkVM để đảm bảo quyền riêng tư và khả năng xác minh.

Nếu bạn sử dụng các giải pháp zkVM hiện có như ZoKrates hoặc Bellman để xây dựng mạch như vậy, có thể mất vài giờ hoặc thậm chí vài ngày. Điều này bởi vì hiệu suất hiện tại của zkVM tương đối thấp, và việc tạo ra chứng minh không biết cho mạch phức tạp đòi hỏi tài nguyên tính toán và thời gian đáng kể. Điều này sẽ dẫn đến chu kỳ phát triển và kiểm thử dài.

Tuy nhiên, nếu bạn sử dụng Jolt để xây dựng mạch tương tự, tình hình sẽ thay đổi đáng kể. Theo các bài kiểm tra được tiến hành bởi nhóm Jolt, hiện tại việc triển khai của Jolt có thể tạo ra chứng minh nhanh gấp 2-5 lần so với các giải pháp zkVM phổ biến. Điều này có nghĩa là nếu ban đầu mất 10 giờ để tạo ra một chứng minh, có thể chỉ mất 2-5 giờ.

Tổng thể, sự cải thiện hiệu suất 2-5 lần do Jolt mang lại đánh dấu một cải thiện đáng kể trong tính khả dụng và khả năng tiếp cận của công nghệ zkVM. Điều này sẽ giảm đáng kể rào cản cho các nhà phát triển Web3, rút ngắn chu kỳ phát triển ứng dụng và mang lại trải nghiệm người dùng tốt hơn. Nhìn xa hơn, Jolt có tiềm năng tăng tốc quá trình chấp nhận rộng rãi của công nghệ zkVM, cho phép nhiều người dùng hưởng lợi từ sự bảo vệ quyền riêng tư cải tiến và khả năng tính toán có thể xác minh trong hệ sinh thái Web3.

Tất nhiên, Jolt vẫn đang ở giai đoạn phát triển ban đầu và cải thiện hiệu suất 2-5 lần chỉ mới là bước đầu tiên. Với việc liên tục lặp lại và tối ưu hóa công nghệ Jolt, có thể mong đợi sự đột phá tiếp theo về hiệu suất zkVM, mở đường cho việc thực hiện các ứng dụng Web3 quy mô lớn.

Tuyên bố:

1. Bài viết này được sao chép từ [panews], bản quyền thuộc về tác giả gốc [Frank] nếu bạn có bất kỳ ý kiến ​​phản đối nào đối với việc tái in, vui lòng liên hệ Đội ngũ học viên của Gate, đội ngũ sẽ xử lý nó ngay sau khi theo các thủ tục liên quan.

2. Miễn trừ trách nhiệm: Các quan điểm được thể hiện trong bài viết này chỉ đại diện cho quan điểm cá nhân của tác giả và không hình thành bất kỳ lời khuyên đầu tư nào.

3. Các phiên bản ngôn ngữ khác của bài viết được dịch bởi nhóm Gate Learn và không được đề cập trong Gate.io , bài viết dịch có thể không được sao chép, phân phối hoặc đạo văn.