El futuro de la aceleración de hardware ZK: Las ambiciones y desafíos de Cysic
En los últimos años, con la amplia aplicación de la tecnología ZK en el campo de la blockchain, los cuellos de botella en la eficiencia de los sistemas de prueba ZK han comenzado a destacar. Vitalik enfatizó nuevamente en la cumbre de blockchain de Hong Kong la importancia de los ZK-SNARKs en la escalabilidad de Ethereum, y señaló el enorme potencial de los chips ASIC para acelerar ZK.
De hecho, ya en 2022, las principales firmas de capital de riesgo habían anticipado el amplio potencial de la aceleración de hardware ZK. Con la popularidad de proyectos como Scroll y Starknet, la aceleración de hardware se ha convertido en un tema candente del mercado. En este nuevo campo emergente, los fabricantes de hardware ZK con fuerza y ventaja de ser los primeros podrían convertirse en el próximo Bitmain.
Cysic, como una de las empresas líderes en el campo de la aceleración ZK, tiene una línea de productos que incluye un pool de minería ZK para el sector B2B y hardware ZK-Depin para el sector B2C, atrayendo la atención de numerosas instituciones de inversión de primer nivel. Este artículo explorará en profundidad los principios de los productos de Cysic y su modelo de negocio, y proporcionará una breve introducción a los principios de aceleración de hardware ZK.
Flujo de trabajo del sistema de prueba ZK
A pesar de que el sistema de pruebas ZK es complejo, se puede entender de manera simplificada desde la perspectiva de funciones y flujos de trabajo. Para los sistemas que zkifican cálculos ordinarios, el proceso central incluye:
Configuración del problema: determinar el contenido a probar.
Arithmetización y CSP: convertir el contenido a probar en circuitos de compuertas lógicas y formas polinómicas.
Elegir un sistema de prueba adecuado como Halo, Plonk, etc., y compilar para generar el programa ZKP.
Actualmente, la tecnología zk-SNARK es ampliamente utilizada en blockchain, caracterizada por un alto costo de generación de pruebas, pero un bajo costo de verificación. Esta asimetría otorga a la tecnología ZK una gran ventaja en escenarios de verificación descentralizada, pero también presenta desafíos para su aplicación a gran escala.
Principales costos generados por ZKP
En el proceso de generación de pruebas ZK, la MSM( multiplicación de múltiples escalares) y la NTT( transformación de teoría de números) son las dos tareas que consumen más recursos computacionales, ocupando entre el 80 y el 95% del tiempo de generación de pruebas.
MSM se ocupa principalmente de operaciones sobre curvas elípticas, puede ser altamente paralelizado pero consume grandes recursos de memoria. NTT, por otro lado, implica acceso aleatorio a la memoria, no es amigable con el hardware y es difícil de manejar de manera eficiente en entornos distribuidos.
Los métodos para optimizar estas operaciones incluyen mejoras algorítmicas y aceleración de hardware. Algunos algoritmos nuevos como Hyperplonk eliminan las operaciones NTT al modificar Plonk, mientras que el algoritmo STARK no requiere MSM pero introduce una gran cantidad de cálculos de hash.
Comparación de soluciones de aceleración de hardware ZK
Las principales soluciones de aceleración de hardware ZK en la actualidad incluyen GPU, FPGA y ASIC, cada una con sus ventajas y desventajas:
GPU: Alta difusión, barrera de entrada relativamente baja, pero la eficiencia energética no es tan buena como la de FPGA y ASIC.
FPGA: alta flexibilidad, buena relación de eficiencia energética, pero alta barrera de entrada en el desarrollo.
ASIC: Rendimiento óptimo, menor consumo de energía, pero con un ciclo de desarrollo largo y costos altos.
La estrategia de Cysic es implementar gradualmente un despliegue integral desde GPU hasta ASIC:
SDK desarrollado basado en GPU, integrando los recursos de GPU de toda la red.
Utilizar FPGA para implementar aceleración de hardware ZK personalizada rápida.
Desarrollar hardware ZK Depin basado en ASIC.
Construir Cysic Network como plataforma SAAS/minería, integrando todos los recursos de potencia de cálculo.
Cysic Network: ZK Pool y Plataforma SaaS
Cysic Network tiene como objetivo convertirse en un pool de minería ZK integral y una plataforma SaaS, integrando su propia capacidad de cómputo y absorbiendo recursos de terceros. Su flujo de trabajo incluye:
El equipo del proyecto envía la tarea de prueba al agente (Agent).
El Prover acepta la tarea y genera la prueba ZK.
El comité de validadores verifica la validez de la prueba y vota.
Cysic Network utiliza un algoritmo de consenso llamado Proof of Compute (PoC), que selecciona a los validadores de bloques basado en la función VRF y el historial de rendimiento del Prover.
Diseño de aceleración de hardware de Cysic
En el campo de las GPU, Cysic ha desarrollado un SDK de aceleración CUDA propio, cuyo rendimiento supera entre un 50% y un 80% al de los marcos de código abierto.
En el ámbito de FPGA, Cysic ha logrado los módulos MSM y NTT más rápidos del mundo, y sus SolarMSM y SolarNTT destacan en cálculos a gran escala.
Para ASIC, Cysic planea lanzar dos productos de hardware ZK:
ZK Air: dispositivo portátil, adecuado para que los usuarios comunes participen en tareas de prueba ZK a pequeña escala.
ZK Pro: Similar a las máquinas mineras tradicionales, adecuado para grandes proyectos ZK como ZK-Rollup y ZKML.
Estos dispositivos se espera que salgan al mercado en 2025, lo que se prevé impulsará la construcción de la red ZK-DePIN y el crecimiento explosivo del mercado de computación ZK.
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ShamedApeSeller
· hace9h
No es de extrañar que sea el rey bárbaro de la tecnología zk.
Cysic diseño de aceleración de hardware ZK para crear un Pool de minería ZK y plataforma SAAS
El futuro de la aceleración de hardware ZK: Las ambiciones y desafíos de Cysic
En los últimos años, con la amplia aplicación de la tecnología ZK en el campo de la blockchain, los cuellos de botella en la eficiencia de los sistemas de prueba ZK han comenzado a destacar. Vitalik enfatizó nuevamente en la cumbre de blockchain de Hong Kong la importancia de los ZK-SNARKs en la escalabilidad de Ethereum, y señaló el enorme potencial de los chips ASIC para acelerar ZK.
De hecho, ya en 2022, las principales firmas de capital de riesgo habían anticipado el amplio potencial de la aceleración de hardware ZK. Con la popularidad de proyectos como Scroll y Starknet, la aceleración de hardware se ha convertido en un tema candente del mercado. En este nuevo campo emergente, los fabricantes de hardware ZK con fuerza y ventaja de ser los primeros podrían convertirse en el próximo Bitmain.
Cysic, como una de las empresas líderes en el campo de la aceleración ZK, tiene una línea de productos que incluye un pool de minería ZK para el sector B2B y hardware ZK-Depin para el sector B2C, atrayendo la atención de numerosas instituciones de inversión de primer nivel. Este artículo explorará en profundidad los principios de los productos de Cysic y su modelo de negocio, y proporcionará una breve introducción a los principios de aceleración de hardware ZK.
Flujo de trabajo del sistema de prueba ZK
A pesar de que el sistema de pruebas ZK es complejo, se puede entender de manera simplificada desde la perspectiva de funciones y flujos de trabajo. Para los sistemas que zkifican cálculos ordinarios, el proceso central incluye:
Actualmente, la tecnología zk-SNARK es ampliamente utilizada en blockchain, caracterizada por un alto costo de generación de pruebas, pero un bajo costo de verificación. Esta asimetría otorga a la tecnología ZK una gran ventaja en escenarios de verificación descentralizada, pero también presenta desafíos para su aplicación a gran escala.
Principales costos generados por ZKP
En el proceso de generación de pruebas ZK, la MSM( multiplicación de múltiples escalares) y la NTT( transformación de teoría de números) son las dos tareas que consumen más recursos computacionales, ocupando entre el 80 y el 95% del tiempo de generación de pruebas.
MSM se ocupa principalmente de operaciones sobre curvas elípticas, puede ser altamente paralelizado pero consume grandes recursos de memoria. NTT, por otro lado, implica acceso aleatorio a la memoria, no es amigable con el hardware y es difícil de manejar de manera eficiente en entornos distribuidos.
Los métodos para optimizar estas operaciones incluyen mejoras algorítmicas y aceleración de hardware. Algunos algoritmos nuevos como Hyperplonk eliminan las operaciones NTT al modificar Plonk, mientras que el algoritmo STARK no requiere MSM pero introduce una gran cantidad de cálculos de hash.
Comparación de soluciones de aceleración de hardware ZK
Las principales soluciones de aceleración de hardware ZK en la actualidad incluyen GPU, FPGA y ASIC, cada una con sus ventajas y desventajas:
La estrategia de Cysic es implementar gradualmente un despliegue integral desde GPU hasta ASIC:
Cysic Network: ZK Pool y Plataforma SaaS
Cysic Network tiene como objetivo convertirse en un pool de minería ZK integral y una plataforma SaaS, integrando su propia capacidad de cómputo y absorbiendo recursos de terceros. Su flujo de trabajo incluye:
Cysic Network utiliza un algoritmo de consenso llamado Proof of Compute (PoC), que selecciona a los validadores de bloques basado en la función VRF y el historial de rendimiento del Prover.
Diseño de aceleración de hardware de Cysic
En el campo de las GPU, Cysic ha desarrollado un SDK de aceleración CUDA propio, cuyo rendimiento supera entre un 50% y un 80% al de los marcos de código abierto.
En el ámbito de FPGA, Cysic ha logrado los módulos MSM y NTT más rápidos del mundo, y sus SolarMSM y SolarNTT destacan en cálculos a gran escala.
Para ASIC, Cysic planea lanzar dos productos de hardware ZK:
Estos dispositivos se espera que salgan al mercado en 2025, lo que se prevé impulsará la construcción de la red ZK-DePIN y el crecimiento explosivo del mercado de computación ZK.