El futuro de Ethereum: La combinación de tecnología ZK y aceleración de hardware
Recientemente, algunos expertos en el campo de Web3 han planteado un punto de vista intrigante: Ethereum está experimentando un proceso de ZKización, lo que podría dar lugar a la aparición de un nuevo tipo de mecanismo de prueba de trabajo (PoW). Este cambio podría hacer que el modelo económico de Ethereum evolucione hacia un modo de consenso híbrido en el que coexistan PoS y PoW. Profundicemos en la lógica subyacente de esta hipótesis.
Proceso de ZK en Ethereum
La tecnología de prueba de cero conocimiento (ZK) permite que una parte demuestre a otra la veracidad de una afirmación sin proporcionar información adicional. Esta tecnología se utiliza principalmente para la escalabilidad en el ámbito de blockchain. Ya han surgido múltiples proyectos de ZK Rollup en el ecosistema de Ethereum, como zkSync, Starknet y Polygon zkEVM, que son intentos de integrar la tecnología ZK en la capa de ejecución de Ethereum.
Al mismo tiempo, Ethereum también está introduciendo gradualmente la tecnología ZK:
Capa de consenso ZK: simplificar y acelerar el proceso de consenso mediante la ZKización del proceso de verificación de las operaciones de consenso.
Capa de datos ZK: solo almacenar pruebas en lugar de todos los datos de transacciones, reduciendo significativamente la demanda de almacenamiento en la cadena.
Estas transformaciones tienen como objetivo mejorar el rendimiento de la red Ethereum, incluyendo la velocidad de procesamiento de transacciones, la eficiencia de costos y la protección de la privacidad, al mismo tiempo que se mantiene la descentralización y la seguridad.
La necesidad de la tecnología ZK y la aceleración de hardware
A pesar de que las ventajas de la tecnología ZK son evidentes, el mayor desafío que enfrenta actualmente es el cuello de botella en el rendimiento de la generación de pruebas de conocimiento cero (ZKP). El proceso de generación de ZKP implica cálculos matemáticos complejos, como potencias, operaciones de inverso y cálculos de emparejamiento bilineal, los cuales son extremadamente lentos.
Para superar este cuello de botella, la aceleración de hardware se convierte en una elección inevitable. El hardware especializado puede aumentar la velocidad de generación de pruebas de horas a segundos, lo que hace que este gran avance haga que la tecnología ZK sea más viable en aplicaciones prácticas. Por lo tanto, el desarrollo de la tecnología ZK está estrechamente relacionado con el diseño y la producción de chips especializados.
La fusión de PoS y minería ZK
La aparición de la aceleración de hardware ZK ha allanado el camino para un nuevo modelo económico: la minería ZK. Este modelo es similar a la minería PoW tradicional, donde los participantes compiten por la velocidad y eficiencia en la generación de ZKP, y el primer participante en generar una prueba válida recibe una recompensa.
En un sistema PoS, las pruebas ZK se pueden usar para verificar la validez de las transacciones y bloques, mejorando la seguridad y reduciendo los costos de verificación. Los validadores, al cumplir con sus responsabilidades en PoS, también pueden generar ZKP como una prueba de trabajo adicional. Los validadores que envían con éxito un ZKP válido pueden recibir recompensas adicionales, que pueden ser ETH u otras formas de incentivos dentro de la red.
En este modelo, la recompensa por bloque de la red principal puede dividirse en dos partes: una parte se utiliza para la validación tradicional de PoS, y la otra parte se distribuye según la contribución de los nodos en la generación de pruebas ZK. Los validadores, además de recibir recompensas de PoS por apostar ETH, también pueden obtener ingresos adicionales al ejecutar nodos generadores de pruebas ZK.
Sin embargo, para integrar este mecanismo en el sistema PoS existente de Ethereum, es necesario modificar o ampliar el protocolo actual y diseñar un modelo de incentivos justo para asegurar que no se debilite el efecto del PoS, al mismo tiempo que se fomente la aplicación de la tecnología ZK.
Externalidades de la minería ZK
En comparación con el PoS puro, la minería ZK podría introducir nuevas externalidades en el ecosistema de Ethereum. Los sistemas PoS se basan principalmente en la participación de tokens, lo que limita la actividad económica. La minería ZK, similar al PoW, requiere hardware especializado, lo que extenderá la actividad económica de la blockchain al mundo real, afectando la producción de hardware y la innovación tecnológica.
En comparación con la minería PoW, la minería ZK puede ser más eficiente en términos de energía. Porque no se trata de resolver problemas matemáticos sin sentido, sino de generar pruebas de transacción válidas, evitando así el trabajo redundante e inválido entre nodos.
Compartición de poder computacional de IA y ZK
Con el desarrollo de la tecnología, podría surgir una plataforma de servicios de computación integral que comparta capacidades de computación AI y ZK. Estas plataformas pueden soportar tareas de AI de alto rendimiento y la generación de pruebas ZK. A través de contratos inteligentes o protocolos, los proveedores de capacidades de computación AI también pueden participar en la generación de pruebas ZK, o utilizar la tecnología ZK para validar los resultados de los cálculos de AI.
En este modo, los recursos de computación pueden asignarse dinámicamente según la demanda. Cuando la demanda de tareas de IA es baja, la capacidad de computación sobrante se puede utilizar para generar pruebas ZK, y viceversa, logrando una utilización eficiente de los recursos.
Proyectos líderes en aceleración de hardware ZK
En el campo de la aceleración de hardware ZK, Cysic es un proyecto que merece atención. La empresa se especializa en el diseño y la producción de circuitos integrados de aplicación específica (ASIC), matrices de puertas programables en campo (FPGA) y soluciones de aceleración GPU para acelerar la generación de ZKP.
Cysic lanzó dos productos de hardware principales:
ZK Air: un dispositivo ligero adecuado para usuarios individuales, con una capacidad de cálculo equivalente a 10 tarjetas RTX 4090 GPU.
ZK Pro: dispositivo de alto rendimiento diseñado para grandes proyectos de ZK, con un rendimiento equivalente a 50 GPU RTX 4090.
Además del hardware, Cysic también ofrece bibliotecas CUDA que soportan múltiples sistemas ZKP, mejorando significativamente el rendimiento. Al mismo tiempo, Cysic Network, como un pool de minería ZK y plataforma SaaS, integra y gestiona recursos computacionales de la comunidad.
Otro proyecto que merece mención es Scroll. Como solución Layer2, Scroll ha formado una ventaja competitiva única al desarrollar hardware especializado de aceleración ZK llamado GUP. A pesar de que Scroll ha sido objeto de controversia en ciertos aspectos, sus esfuerzos en el campo de la aceleración de hardware ZK son sin duda dignos de reconocimiento.
Conclusión
A medida que Ethereum continúa su proceso de ZKificación, la importancia de la aceleración de hardware ZK se hará cada vez más evidente. Esta tecnología no solo podría cambiar el modelo económico de Ethereum, sino que también podría tener un profundo impacto en toda la industria de blockchain. La pista de aceleración de hardware ZK ya ha mostrado un gran potencial, lo que merece la atención y el estudio continuo de los profesionales del sector.
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Ether ZK y aceleración de hardware: el nacimiento de un nuevo mecanismo de consenso y modelo económico
El futuro de Ethereum: La combinación de tecnología ZK y aceleración de hardware
Recientemente, algunos expertos en el campo de Web3 han planteado un punto de vista intrigante: Ethereum está experimentando un proceso de ZKización, lo que podría dar lugar a la aparición de un nuevo tipo de mecanismo de prueba de trabajo (PoW). Este cambio podría hacer que el modelo económico de Ethereum evolucione hacia un modo de consenso híbrido en el que coexistan PoS y PoW. Profundicemos en la lógica subyacente de esta hipótesis.
Proceso de ZK en Ethereum
La tecnología de prueba de cero conocimiento (ZK) permite que una parte demuestre a otra la veracidad de una afirmación sin proporcionar información adicional. Esta tecnología se utiliza principalmente para la escalabilidad en el ámbito de blockchain. Ya han surgido múltiples proyectos de ZK Rollup en el ecosistema de Ethereum, como zkSync, Starknet y Polygon zkEVM, que son intentos de integrar la tecnología ZK en la capa de ejecución de Ethereum.
Al mismo tiempo, Ethereum también está introduciendo gradualmente la tecnología ZK:
Estas transformaciones tienen como objetivo mejorar el rendimiento de la red Ethereum, incluyendo la velocidad de procesamiento de transacciones, la eficiencia de costos y la protección de la privacidad, al mismo tiempo que se mantiene la descentralización y la seguridad.
La necesidad de la tecnología ZK y la aceleración de hardware
A pesar de que las ventajas de la tecnología ZK son evidentes, el mayor desafío que enfrenta actualmente es el cuello de botella en el rendimiento de la generación de pruebas de conocimiento cero (ZKP). El proceso de generación de ZKP implica cálculos matemáticos complejos, como potencias, operaciones de inverso y cálculos de emparejamiento bilineal, los cuales son extremadamente lentos.
Para superar este cuello de botella, la aceleración de hardware se convierte en una elección inevitable. El hardware especializado puede aumentar la velocidad de generación de pruebas de horas a segundos, lo que hace que este gran avance haga que la tecnología ZK sea más viable en aplicaciones prácticas. Por lo tanto, el desarrollo de la tecnología ZK está estrechamente relacionado con el diseño y la producción de chips especializados.
La fusión de PoS y minería ZK
La aparición de la aceleración de hardware ZK ha allanado el camino para un nuevo modelo económico: la minería ZK. Este modelo es similar a la minería PoW tradicional, donde los participantes compiten por la velocidad y eficiencia en la generación de ZKP, y el primer participante en generar una prueba válida recibe una recompensa.
En un sistema PoS, las pruebas ZK se pueden usar para verificar la validez de las transacciones y bloques, mejorando la seguridad y reduciendo los costos de verificación. Los validadores, al cumplir con sus responsabilidades en PoS, también pueden generar ZKP como una prueba de trabajo adicional. Los validadores que envían con éxito un ZKP válido pueden recibir recompensas adicionales, que pueden ser ETH u otras formas de incentivos dentro de la red.
En este modelo, la recompensa por bloque de la red principal puede dividirse en dos partes: una parte se utiliza para la validación tradicional de PoS, y la otra parte se distribuye según la contribución de los nodos en la generación de pruebas ZK. Los validadores, además de recibir recompensas de PoS por apostar ETH, también pueden obtener ingresos adicionales al ejecutar nodos generadores de pruebas ZK.
Sin embargo, para integrar este mecanismo en el sistema PoS existente de Ethereum, es necesario modificar o ampliar el protocolo actual y diseñar un modelo de incentivos justo para asegurar que no se debilite el efecto del PoS, al mismo tiempo que se fomente la aplicación de la tecnología ZK.
Externalidades de la minería ZK
En comparación con el PoS puro, la minería ZK podría introducir nuevas externalidades en el ecosistema de Ethereum. Los sistemas PoS se basan principalmente en la participación de tokens, lo que limita la actividad económica. La minería ZK, similar al PoW, requiere hardware especializado, lo que extenderá la actividad económica de la blockchain al mundo real, afectando la producción de hardware y la innovación tecnológica.
En comparación con la minería PoW, la minería ZK puede ser más eficiente en términos de energía. Porque no se trata de resolver problemas matemáticos sin sentido, sino de generar pruebas de transacción válidas, evitando así el trabajo redundante e inválido entre nodos.
Compartición de poder computacional de IA y ZK
Con el desarrollo de la tecnología, podría surgir una plataforma de servicios de computación integral que comparta capacidades de computación AI y ZK. Estas plataformas pueden soportar tareas de AI de alto rendimiento y la generación de pruebas ZK. A través de contratos inteligentes o protocolos, los proveedores de capacidades de computación AI también pueden participar en la generación de pruebas ZK, o utilizar la tecnología ZK para validar los resultados de los cálculos de AI.
En este modo, los recursos de computación pueden asignarse dinámicamente según la demanda. Cuando la demanda de tareas de IA es baja, la capacidad de computación sobrante se puede utilizar para generar pruebas ZK, y viceversa, logrando una utilización eficiente de los recursos.
Proyectos líderes en aceleración de hardware ZK
En el campo de la aceleración de hardware ZK, Cysic es un proyecto que merece atención. La empresa se especializa en el diseño y la producción de circuitos integrados de aplicación específica (ASIC), matrices de puertas programables en campo (FPGA) y soluciones de aceleración GPU para acelerar la generación de ZKP.
Cysic lanzó dos productos de hardware principales:
Además del hardware, Cysic también ofrece bibliotecas CUDA que soportan múltiples sistemas ZKP, mejorando significativamente el rendimiento. Al mismo tiempo, Cysic Network, como un pool de minería ZK y plataforma SaaS, integra y gestiona recursos computacionales de la comunidad.
Otro proyecto que merece mención es Scroll. Como solución Layer2, Scroll ha formado una ventaja competitiva única al desarrollar hardware especializado de aceleración ZK llamado GUP. A pesar de que Scroll ha sido objeto de controversia en ciertos aspectos, sus esfuerzos en el campo de la aceleración de hardware ZK son sin duda dignos de reconocimiento.
Conclusión
A medida que Ethereum continúa su proceso de ZKificación, la importancia de la aceleración de hardware ZK se hará cada vez más evidente. Esta tecnología no solo podría cambiar el modelo económico de Ethereum, sino que también podría tener un profundo impacto en toda la industria de blockchain. La pista de aceleración de hardware ZK ya ha mostrado un gran potencial, lo que merece la atención y el estudio continuo de los profesionales del sector.