เมื่อวันที่ 10 เมษายน a16z Crypto ได้เปิดตัวโซลูชัน zkEVM ชื่อ Jolt โดยมีเป้าหมายเพื่อเร่งและลดความซับซ้อนของการดําเนินการปรับขนาดบล็อกเชน Jolt รวมการพิสูจน์ความรู้เป็นศูนย์ของ SNARK เพื่อจัดเตรียมเฟรมเวิร์กสําหรับชุดรวมอัปเดตที่เข้ากันได้กับ EVM ซึ่งช่วยนักพัฒนาในการสร้างโซลูชัน L2 ที่ใช้ SNARK ทีมงานระบุว่าความเร็วของ Jolt นั้น "เร็วเป็นสองเท่า" เมื่อเทียบกับโซลูชัน zkVM ที่มีอยู่

เนื่องจากหลักการทางเทคนิคของ Jolt มีความซับซ้อนอย่างมาก ดังนั้นนี่คือคำอธิบายง่ายๆ เกี่ยวกับบางคำศัพท์ทางเทคนิคที่อาจมีอยู่:

zkSNARK เป็นองค์ประกอบหลักที่มีพลังในการพิสูจน์ศูนย์ความรู้และเป็นพื้นฐานในการสร้าง zkVM และ zkEVM

zkVM เป็นคอนเซ็ปต์ทั่วไปของเครื่องจำลองที่ไม่รู้จักศัพท์ภาษาเฉพาะที่รองรับชุดคำสั่งใดก็ได้

zkEVM เป็นกรณีเฉพาะของ zkVM ที่ออกแบบมาเพื่อเข้ากันได้โดยเฉพาะกับ EVM

ZK Rollup ใช้ zkVM หรือ zkEVM เพื่อเสริมความสามารถในการขยายขอบเขตของ Ethereum พร้อมรักษาความเป็นส่วนตัว

Jolt คืออะไร?

Jolt เป็นโซลูชัน SNARK ใหม่ที่มุ่งเน้นการสร้าง zkVM (เครื่องจำลองเสมือนที่ไม่มีความรู้) อย่างกระชับและมีประสิทธิภาพมากขึ้น ในความเป็นจริง ตั้งแต่เดือนสิงหาคม ค.ศ. 2023 นี้ a16z คริปโต เสนอแนวคิดชื่อ Lasso และ Jolt โดยเฉพาะ เทคโนโลยีเหล่านี้ถูกนำเสนอขึ้นเพื่อต่อต้านลักษณะการทำงานช้าและที่ใช้ค่าใช้จ่ายสูงของเทคโนโลยี SNARK

Lasso หนึ่งในแนวคิดเหล่านี้ เป็นวิธีการค้นหาพารามิเตอร์ใหม่ที่ลดค่าใช้จ่ายสำหรับผู้ตรวจสอบอย่างมีนัยยะจากนี้ เยอะล็อด อีกอย่าง ใช้ Lasso เพื่อให้เกิดเฟรมเวิร์กใหม่สำหรับการออกแบบ SNARKs สำหรับ zkVM และแอปพลิเคชันด้านหน้าที่กว้างขวาง ร่วมกันพวกเขาเสริมประสิทธิภาพ ประสบการณ์ในการพัฒนา และการตรวจสอบของการออกแบบ SNARK ซึ่งทำให้การก่อสร้างแอปพลิเคชัน web3 ดียิ่งขึ้น นี้ทำให้การใช้พิสูจน์ที่ไม่มีความรู้ในโดเมนบล็อกเชนดียิ่งขึ้น

ก่อนที่จะลึกลงไปใน Jolt อาจจะมีประโยชน์ที่จะเข้าใจ zkVM และ zkEVM ก่อน

zkVM เป็นคอนเซ็ปต์ทั่วไปที่อ้างถึงเครื่องจำลองเสมือนที่ไม่รู้อะไรเลย คล้ายกับ zkEVM, zkVM อนุญาตให้โปรแกรมถูกเขียนในภาษาระดับสูง เช่น C++ หรือ Rust ซึ่งจากนั้นถูกคอมไพล์โดยเครื่องจำลองเป็นรูปแบบของการแทนที่ระดับกลาง (เช่น วงจรหรือข้อจำกัดทางคณิตศาสตร์) การแทนที่ระดับกลางนี้จะถูกพิสูจน์ว่าทำงานถูกต้องโดยใช้ระบบพิสูจน์เช่น zkSNARK ไม่เหมือนกับ zkEVM, zkVM ไม่ จำกัด ถึงความเข้ากันได้กับ EVM แต่รองรับชุดคำสั่งใดก็ได้ Jolt คือการปฏิบัติ zkVM ที่มีประสิทธิภาพสูง ออกแบบสำหรับชุดคำสั่ง RISC-V

เราสามารถคิดว่า zkVM เป็น "กล่องดํา" พิเศษที่สามารถพิสูจน์ให้โลกภายนอกในขณะที่รักษาความเป็นส่วนตัวว่ามันได้ดําเนินการคํานวณตามโปรแกรมที่กําหนดไว้ล่วงหน้า อย่างไรก็ตาม zkVM แบบดั้งเดิมต้องการการคํานวณที่กว้างขวางและยุ่งยากเพื่อสร้างหลักฐานนี้ส่งผลให้ประสิทธิภาพต่ํามาก

นวัตกรรมหลักของ Jolt อยู่ในการค้นพบวิธีการคณิตศาสตร์ที่มีประสิทธิภาพมากขึ้นในการสร้างพิสูจน์นี้:

ตัวแปรพิเศษของ Jolt ทำการแปลงการคำนวณที่ต้องการพิสูจน์ให้กลายเป็นพหุนัยชนิดพิเศษที่เราเรียกว่า “พหุนัยการคำนวณ” ลักษณะของพหุนัยนี้คือค่าของมันเป็นศูนย์เท่านั้นเมื่อกล่องดำทำการดำเนินการคำนวณอย่างถูกต้อง

เพื่อพิสูจน์ว่าค่าของ "พหวัดการคำนวณ" เป็นศูนย์ Jolt ใช้โปรโตคอลแบบปฏิบัติที่เรียกว่า "sumcheck" โปรโตคอลนี้ช่วยให้ผู้ตรวจสอบสามารถเชื่อใจได้ในเวลาที่สั้นกว่าว่าค่าของพหวัดเป็นศูนย์โดยไม่จำเป็นต้องคำนวณพหวัดทั้งหมด นี้เหมือนกับครูการตรวจสอบเพียงไม่กี่คำถามบนกระดาษสอบของนักเรียนเพื่อกำหนดว่ากระดาษทั้งหมดถูกต้องหรือไม่

ข้อดีทางเทคนิคของ Jolt

หลักการเทคนิคของ Jolt มีความซับซ้อนมาก แต่เพื่อให้เข้าใจง่ายๆ zkVM เป็นเทคโนโลยีหลักในการเพิ่มประสิทธิภาพของเครือข่ายบล็อกเชน ซึ่งสามารถให้พิสูจน์ได้อย่างมีประสิทธิภาพพร้อมรักษาความเป็นส่วนตัว วิทลิคได้พูดถึงเทคโนโลยี zkSNARK อย่างละเอียดในการบรรยายหลักในงานเดบิวต์ล่าสุดที่ฮ่องกง Web3 Carnival วิทลิคกล่าวว่า การค้นพบ ZKSNARKS เป็นสิ่งที่มีประโยชน์มากสำหรับความเป็นส่วนตัวและประสิทธิภาพ

อย่างไรก็ตาม ความเร็วในการสร้างพิสูจน์และภาระของการคำนวณเป็นปัญหาใหญ่สำหรับการใช้งานทางปฏิบัติของเทคโนโลยี zkSNARK และเป็นจุดศูนย์ความสนใจของการวิจัยทางวิชาการและอุตสาหกรรมในปีกว่าที่ผ่านมา โดยปกติแล้วโครงการ zkSNARK แบบดั้งเดิม เช่น Pinocchio และ Groth16 อาจใช้เวลาหลายชั่วโมงหรือแม้กระทั่งวันเพื่อสร้างพิสูจน์สำหรับการคำนวณที่ซับซ้อน และต้องการทรัพยากรที่ใช้หน่วยความจำและพื้นที่จัดเก็บที่สำคัญ ปัญหาขีดจำกัดประสิทธิภาพนี้จำกัดการใช้งานของ zkSNARK ในสถานการณ์ทางปฏิบัติหลายรายการ

เพื่อเปิดใช้งานการใช้งานขนาดใหญ่บนเครือข่ายบล็อกเชนและบรรลุการตรวจสอบแบบเรียลไทม์ การปรับปรุงประสิทธิภาพของ zkSNARK เป็นขั้นตอนสำคัญ

โดยเฉพาะอย่างยิ่งกระบวนการสร้างพิสูจน์ของ zkSNARK เกี่ยวข้องกับอัลกอริทึมการเข้ารหัสที่ซับซ้อน เช่น การจับคู่เชิงวงกลมและการโพลินอมิอินเตอร์โพเลชั่น ซึ่งใช้ทรัพยากรคอมพิวเตอร์อย่างมาก โดยเฉพาะเมื่อขนาดของวงจรที่คำนวณใหญ่ ความซับซ้อนในการคำนวณของการสร้างพิสูจน์เพิ่มขึ้นแบบเรขาคณิต

ตามที่ a16z Crypto กล่าว การนำ Jolt มาใช้ครั้งแรก จะเร็วขึ้น 6 เท่าของ RISC Zero และเร็วขึ้น 2 เท่าของ SP1 ที่เพิ่งเปิดตัวได้เมื่อเร็วที่ผ่านมา นอกจากนี้พวกเขาวางแผนที่จะปรับปรุงความเร็วของ Jolt อีกประมาณ 1.5 เท่าในสัปดาห์ถัดไป

ขณะนี้ ความเร็วของ Jolt มีอยู่แล้วมากกว่า 2 เท่าของ zkVM ที่มีอยู่ แต่ยังมีพื้นที่สำคัญสำหรับการปรับปรุง Jolt ยังใช้ทรัพย์สมบัติทางคณิตศาสตร์บางอย่างของพหุนัยอย่างชาญฉลาดเพื่อให้ได้ระบบการสะท้อนพหุนัยที่มีประสิทธิภาพมากขึ้น ลดขนาดของการพิสูจน์และเวลาการตรวจสอบได้อีก

การเปลี่ยนแปลงที่เป็นไปได้ที่ Jolt จะนำมา

จากมุมมองวิศวกรรม Jolt ใช้เทคนิคการปรับปรุงชุดตัวตนต่าง ๆ เช่น การออกแบบวงจรที่มีขนาดเล็กกว่า ท่อไฟฟ้าที่มีประสิทธิภาพมากขึ้น และการทำพร้อมกันมากขึ้น เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพของการใช้ประโยชน์จากพลังงานคอมพิวเตอร์

สมมติว่าคุณเป็นนักพัฒนา Web3 และต้องการ implement เกมโป๊กเกอร์แบบกระจายอำนาจบน Ethereum โดยเกมนี้ต้องการการสับเปลี่ยนบัตรบนเชน การแจกและการเปรียบเทียบอันดับบัตร โดยทุกปฏิบัติการต้องถูกนำมาปฏิบัติผ่านวงจร zkVM เพื่อความเป็นส่วนตัวและความสามารถในการตรวจสอบ

ถ้าคุณจะใช้โซลูชัน zkVM เช่น ZoKrates หรือ Bellman ที่มีอยู่เพื่อสร้างวงจรแบบนั้น อาจใช้เวลาหลายชั่วโมงหรือแม้กระทั่งหลายวัน นั่นเป็นเพราะประสิทธิภาพปัจจุบันของ zkVM ที่ต่ำ และการสร้างพิสูจน์ที่เป็นความลับสำหรับวงจรที่ซับซ้อนต้องใช้ทรัพยากรการคำนวณและเวลาที่สำคัญ ซึ่งจะส่งผลให้มีรอบการพัฒนาและทดสอบที่ยาว

อย่างไรก็ตาม หากคุณใช้ Jolt เพื่อสร้างวงจรเดียวกัน สถานการณ์จะเปลี่ยนแปลงอย่างมีนัยยะ ตามที่ผู้ทำการทดสอบของทีม Jolt ได้ทำการทดสอบ การดำเนินการปัจจุบันของ Jolt สามารถสร้างพิสูจน์ได้เร็วขึ้น 2-5 เท่า โดยเปรียบเทียบกับโซลูชัน zkVM หลัก ซึ่งหมายความว่า หากเดิมใช้เวลา 10 ชั่วโมงในการสร้างพิสูจน์ ตอนนี้อาจใช้เวลาเพียง 2-5 ชั่วโมง

โดยรวม การปรับปรุงประสิทธิภาพ 2-5 เท่าที่ถูกนำเสนอโดย Jolt แสดงถึงการปรับปรุงที่สำคัญในเรื่องความสามารถในการใช้งานและการเข้าถึงเทคโนโลยี zkVM ซึ่งสามารถลดอุปสรรคในการเข้าถึงสำหรับนักพัฒนา Web3 อย่างมาก ลดรอบการพัฒนาแอปพลิเคชันและมอบประสบการณ์ที่ดีขึ้นให้กับผู้ใช้สุดท้าย มองไปข้างหน้า Jolt มีศักยภาพที่จะเร่งการใช้เทคโนโลยี zkVM อย่างแพร่หลาย ทำให้ผู้ใช้มีสิ่งที่ดีขึ้นในเรื่องการปกป้องความเป็นส่วนตัวและความสามารถในการคำนวณที่สามารถทำให้ได้ผลในโลก Web3

แน่นอน Jolt ยังอยู่ในช่วงเริ่มต้นของการพัฒนา และการปรับปรุงประสิทธิภาพ 2-5 เท่าเพียงเพียงเริ่มต้นเท่านั้น ด้วยการอัพเกรดและปรับปรุงต่อเนื่องของเทคโนโลยี Jolt คาดว่าจะเกิดการพัฒนาที่ยิ่งใหญ่ขึ้นในประสิทธิภาพ zkVM ซึ่งสุดท้ายจะเป็นทางเท่าเทียมสำหรับการสร้างแอปพลิเคชั่น Web3 ขนาดใหญ่

คำแถลง:

1. บทความนี้ถูกคัดลอกมาจาก [ panews] ลิขสิทธิ์เป็นของผู้เขียนต้นฉบับ [Frank], if you have any objection to the reprint, please contact ทีม Gate Learnทีมจะจัดการกับมันโดยเร็วที่สุดตามขั้นตอนที่เกี่ยวข้อง

2. คำประกาศ: มุมมองและความคิดเห็นที่แสดงในบทความนี้เพียงแค่แทนมุมมองส่วนบุคคลของผู้เขียนเท่านั้น และไม่เป็นการให้คำแนะนำในการลงทุนใด ๆ

3. ภาษาอื่น ๆ ของบทความถูกแปลโดยทีม Gate Learn และไม่ได้กล่าวถึงในเกต.io, บทความที่แปลอาจไม่สามารถทำสำเนา กระจาย หรือลอกเลียน