作者:SuningYao,ForesightVentures
TL;DR
零知识证明技术,可以保证计算的完整性、正确性和隐私,在区块链扩容和隐私中有应用。
zk-SNARK和zk-STARK各有优点,而它们的合理结合更加有潜力。
zkVM能赋予应用零知识证明能力,zkVM分为使用主流、EVM或全新指令集。
EVM的适配包括EVM兼容性、等同性和Specification上的适配。
zkEVM是兼容EVM而又零知识证明友好的环境,主要分为原生和编译流派。
基于原生的zkEVM是以太坊和区块链的未来。
支持Solidity生态的通用zkVM是Web3的未来。
零知识证明
不严谨但简单易懂地来介绍一下零知识证明:
你在上小学。老师是验证者,你作为学生是证明者。你如何证明你掌握了一元二次方程的求解公式呢?那就需要数学考试。
老师会随机出10道相关的题目,而你如果掌握了,则可以把他们都做出来。在这个过程中,你没有背诵或者默写求解公式的具体内容,但是老师却可以很简单地验证你的知识掌握程度。
其实这就是Tartaglia与Cardano(对的,就是这个名字)争夺谁是一元三次方程发现者时所采用的方法。他们都不想告诉对方自己公式的内容,但是通过做题,就可以很容易地验证且过程中不透露知识地,判断他们是否掌握了这一知识。
Web3射击游戏Lowlife Forms完成300万美元Pre-种子轮融资:金色财经报道,游戏制作公司 VitalXP 宣布其 Web3 射击游戏 Lowlife Forms 完成 300 万美元 Pre-种子轮 轮融资,Streamlined Ventures 和 Marbruck Investments 领投。
该游戏的资产将作为 NFT 被铸造并存储在 Solana 区块链上,Lowlife Forms 计划于 3 月 9 日在 Magic Eden 推出首批可玩角色,每个角色售价 4.4 SOL,随后将每季度推出更多收藏品,之后还计划上线以太坊和其他区块链。[2023/3/2 12:39:06]
零知识证明有什么用呢?用处就是,整个过程可以节省计算算力和压缩链上空间,同时也可以对隐私有保护,符合区块链去信任的特点以及密码学的基因。
SNARK和STARK
区块链领域中所用到或者提到的「zk」通常不是真正的零知识证明,而经常是ValidityProof。由于相关词汇的混乱,所以本文中的某些地方会延续这些「误用」。
在目前的区块链版图中,zk可以说是区块链扩容(不zk的ValidityProof)与隐私技术(真正的zk)的最前沿与最优解决方案,在Tornado.cash、ZCash、zkSync、zk.money、Filecoin和Mina等项目中都有使用。
NFT巨鲸n0b0dy.eth以185 ETH购入Otherdeed for Otherside #81764:金色财经报道,据 NFTGo数据显示,NFT 巨鲸 n0b0dy.eth 以 185 ETH 价格购入 Otherdeed for Otherside #81764,约合 29.394 万美元。
该巨鲸当前已持有 229 个 Yuga Labs 元宇宙项目 Otherside 虚拟地块,45 个无聊猿BAYC NFT、以及 43 个下水道通行证Sewer Pass NFT。[2023/1/21 11:24:55]
目前的技术方案主要分为SNARK以及STARK两类。STARK中的S代表可扩展的,意味着被证明的语句有重复的结构,而SNARK支持任意的电路,这些电路被预处理以实现简洁的证明。其中对SNARK的技术实践占据了主导地位,STARK主要有StarkWare在已上线的产品中大规模采用。以下是它们之间的对比。
从Meme的角度而言,STARK比SNARK优秀(?,StarWars,StarTrek)。
如果SNARK是以太坊2.0的未来,那么STARK就会是以太坊3.0的未来。正经的来说,STARK的优势在于:
更低的gas(更能scale)
更大的batchsize(更能scale*2)
更快的证明(更能scale*3)
CryptoSlam和Forkast.News合并成为专注于Web3的媒体公司Forkast Labs:1月17日消息,加密数据提供商Crypto Slam和加密新闻网站Forkast.News宣布合并成为Forkast Labs,新公司将成为专注于Web3的媒体公司。合并后,ForkastLabs将与CoinDesk等公司竞争,作为加密新闻和分析的来源。前彭博社主播兼Forkast.News创始人Angie Lau和Crypto Slam创始人Randy Wasinger将担任ForkastLabs的联合首席执行官。Forkast.News的联合创始人SarahChang将担任合并后实体的首席运营官。
据报道,Animoca Brands为两家公司的投资人,此次合并由Animoca Brands创始人Yat Siu推动策划,目前合并交易细节暂未披露。(彭博社)[2023/1/17 11:16:36]
没有trustedsetup(生成的参数仅对当前的应用有效,若出现了修改需要重新setup)
后量子安全
但是STARK生成的证明的体积更大,并且还大不少,由于比如WASM的一些限制,可能会在构建时需要额外的操作(这里是SNARK)。Mir前段时间在Starky给出了一个AIR-basedSTARK的实践,是Plonky2的一部分(Plonky2和Starky的关系比较复杂。。。)。我个人认为,体积大可以通过各种手法来优化,但是算法本身的时间复杂度是很难再进一步压缩的。
Andre Cronje在推特发布新产品Fixed Forex界面截图:Yearn.finance(YFI)创始人Andre Cronje在推特发布Fixed Forex界面截图。截图显示支持的资产包括Iron Bank EUR(ibEUR)和Iron Bank KRW(ibKRW)。
据此前报道,7月2日,Andre Cronje发文介绍其新产品Fixed Forex(固定外汇)。文中提到,Fixed Forex旨在成为一个不可变、0费用、0治理、去中心化的稳定币框架。LTV(贷款价值比)源自Compound、Aave v1、Aave v2和Iron Bank。随着这些系统添加或更新其接受的抵押品,Fixed Forex也会动态更新。铸币上限(用户可以根据给定的抵押品铸币多少流动性)来自可用的链上流动性,链上流动性越高,铸币上限就越高。该产品无代币,审计尚未完成,智能合约是实验性的。外汇种类包括美元、欧元、日元、人民币等。[2021/7/31 1:26:32]
这些零知识证明技术可以通过合理的结合来构建更强大的应用。比如PolygonHermez就通过SNARK来证实STARK的正确性,从而减少最终发布证明时的gasfee。
总结来说,SNARK和STARK都是优秀的零知识证明技术,各有千秋,而它们的合理结合更加有潜力。
zkVM
前面所说到的Tornado.cash和zk.money类似都是仅支持转账操作的零知识证明应用,不支持通用的计算。类比来说,这些应用都只有比特币的功能,远远不及以太坊的图灵完备,更不要说建生态了(比特币上的智能合约一直没做出生态来)。
动态 | 以太坊上Dapp热门排行榜:ForkDelta位列第一:据DappRadar数据,目前以太坊区块链上热度最高的Dapp为“交易所类”的ForkDelta,另一同类别的IDEX紧随其后,“竞猜类”的Fomo3D跃居第三;此前大热的加密猫CryptoKitties排名第五,新上线主网的Augur排名第六。[2018/7/11]
zkVM就是一个由零知识证明来保证安全可验证可信特性的虚拟机,简单来说就是,输入旧状态和程序,返回新状态。它能让所有的应用都被赋予零知识证明的超能力。
Miden在ETHAmsterdam的演讲用一张图很好概括了zkVM到底是什么。
zkVM的优点:
易用:开发者不用学密码学或者零知识开发就可以使用zkVM来运行程序保证计算安全(不代表完全无门槛)
通用:zkVM可以给任何程序和计算生成证明。
简洁:相对比较少量constraints就可以描述整个VM(不用重复生成整个VM的电路)。
递归:免费的递归特性。和通用性一样,对VM的验证可以通过VM来进行。这个就挺好玩,比如你可以在zkVM里放一个zkVM,就类似StarkWare说的L3的概念。
zkVM的缺点:
计算架构特殊:并非所有零知识证明系统可以被用来做zkVM。
性能问题:电路需要优化,可以为特定计算进行针对性优化。
现在主流的zkVM有三大类,括号中是它们的指令集:主流(WASM,RISC-V)、EVM(EVMbytecode)、ZK-Optimized(全新指令集,针对零知识证明所优化,比如Cairo和zkSync)。以下是根据Miden在ETHAmsterdam的演讲所整理的类型对比图:
很多零知识证明开发生态所做的事情大多是让开发者能用Circom库(以及snarkyjs这种)或者其他新创造的语言(Leo或者Cairo这种语言都有奇奇怪怪的限制)来做通用zkDApp的开发,但是没有像以太坊上用Solidity那么直接和易学。
除此之外,还有很多项目,比如zkSync,Scroll,或者Polygon旗下的好多家都在尝试做zkEVM或者其他的zkVM。
EVM
EVM就是以太坊的虚拟机,也可以理解为运行智能合约的一套执行环境。
数年来,各个公链都在不停尝试着去兼容EVM,从而接入到以太坊的开发生态当中。对于这个概念,衍生出了EVM兼容,等同和其他一些定义。
EVM兼容性:Solidity等语言层面的适配。
EVM等同性:EVM字节码层面的适配。
EVMSpecification适配:也就是通常所说的真正的zkEVM,大多情况下甚至是向后兼容的优化后的超集,能提供账户抽象(就是每个账户都是一个智能合约)等EVM没有提供的特性。
zkEVM
我们再来解读一下zkEVM。定义上来说,zkEVM是一种兼容EVM同时又对零知识证明友好的虚拟机,能保证程序,操作,和输入输出等的完全正确性。
对于实现通用计算来说,要做zkEVM主要需要解决两个难点:
a)电路复杂
不同的合约需要生成不同的电路,而且这些电路很「复杂」。
这方面主要就要靠各种优化了,比如Aleo(不过它不是directZK这一类。。。只是为了举例说明优化)通过分布式Cluster来并发计算Proof,或者通过各种硬件上的优化来加速。
b)设计困难
zkEVM不止要对EVM进行重构,对以太坊的整体状态转换都要用零知识证明技术进行重构。
EVM设计的时候就没想到后面要做zkEVM,造成了非常大的困难。导致了有两个门派的路线,都在图里了。
或者说按VM的架构来分,就长这样(超级感谢ScrollTech的原图总结!)。Opcode指的是EVMOpcode。其中StarkWare部分是用Warp来将Solidity转成Cairo合约,或者直接用Cairo写合约,一样能获得不错的开发体验和全套工具。
在开发者和用户层面,这几个方案其实我认为是基本无差别的,但是在基础设施上,越靠右的方案EVM兼容性越好,可以无缝接入Geth等基础设施,但开发进度基本上也越慢。
zkEVM和zkVM
zkEVM的存在我认为是在以太坊生态上去翻新和打补丁,能为以太坊及其生态的繁荣添砖加瓦,而zkVM的存在却不一定是给以太坊做加强,同时也具有更大的想象力。
StarkNet的CairoVM尽管可能不是我想象中最完美的zkVM,但它能比EVM或者zkEVM干更多的事,同时这些不止是停留在EIP级别的功能拓展。CairoVM上可以跑机器学习模型,甚至现在还有机器学习模型平台正在StarkNet上建设。
相比zkEVM,一个zkVM会更加容易被构建(无需担心EVM的技术债),更加灵活(无需担心EVM的更新),更加容易优化(电路和证明器的软硬件优化比构建zkEVM简单和便宜非常多)。
当然zkVM的一个最微小但很致命的缺点就是,如果zkVM无法支持EVM兼容(Solidity语言层面),那么zkVM就很难像EVM一样有最完备和成熟的Web3开发生态。
zkVM或许是更大的趋势,能让对EVM的纵向优化,变成EVM生态的横向拓展,跳出了EVM的限制。
zkVM的未来
如果能有一种通用的zkVM能够让所有编程语言的智能合约,不止是Solidity,不止是Cairo,而是Rust、C++、Go,在零知识证明的加持下安全运行呢?(Stellar尝试过,但失败了。)
正如@kelvinfichter所说的:WhyzkEVMifzkMIPS?正如@KyleSamani所说的:EVMisabugnotafeature。WhyzkEVMifzkVM?
Winterfall或者Distaff或者MidenVM等zkVM都没有做到非常好的开发友好度。Nervos有RISC-V的VM,但是Nervos没有用零知识证明技术。
现状下最优解的方案就是构建一个WASM或者RISC-V的zkVM,最好能支持Rust、Go、C++,甚至Solidity(zkSync好像可以立大功)等语言。如果有这么一个通用zkVM,那么对于zkEVM会是降维打击。
Web3开发者的数量大概占所有开发者的0.07%,也就可以推断出,Solidity开发者的数量实际上会比0.07%更少,会用Cairo写合约或者用Leo写电路就更少了。这样完美的zkVM所针对的是几乎100%的开发者,任何开发者用几乎任何语言都可以得到一个完美的零知识运行环境。
如果Web3和Crypto有统治世界的一天,我认为绝对不会是EVM生态占据100%的所有开发者,而是所有的开发者会慢慢转化为Web3和Crypto开发者。这就是通用的zkVM的绝妙之处。
原生zkEVM是区块链的未来。
通用zkVM是Web3的未来。
整理:饼干,链捕手 在本文中,链捕手将对近期头部加密风投机构押注的早期项目进行介绍,包括基本信息、官网、相关报道等,帮助读者们进一步了解到未来的潜力项目.
1900/1/1 0:00:00作者:DelphiMedia,AndreConje 编译:DODO研究院 原播客地址:https://www.youtube.com/watch?v=o7TRvQNe94k&t=2359s铸造权利被转移时象征着AC对Yearn.
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1900/1/1 0:00:00