Tương lai của Ethereum: Sự kết hợp giữa công nghệ ZK và tăng tốc phần cứng
Gần đây, một số chuyên gia trong lĩnh vực Web3 đã đưa ra một quan điểm đáng suy nghĩ: Ethereum đang trải qua quá trình ZK hóa, và điều này có thể dẫn đến sự xuất hiện của một cơ chế bằng chứng công việc (PoW) mới. Sự thay đổi này có thể khiến mô hình kinh tế của Ethereum phát triển thành một mô hình đồng thuận hỗn hợp với sự tồn tại của cả bằng chứng cổ phần (PoS) và PoW. Hãy cùng tìm hiểu sâu hơn về logic cơ bản của giả thuyết này.
Quá trình ZK hóa của Ethereum
Công nghệ bằng chứng không kiến thức (ZK) cho phép một bên chứng minh tính xác thực của một tuyên bố cho bên kia mà không cần cung cấp bất kỳ thông tin bổ sung nào. Công nghệ này chủ yếu được sử dụng trong lĩnh vực blockchain để mở rộng quy mô. Nhiều dự án ZK Rollup đã xuất hiện trong hệ sinh thái Ethereum, như zkSync, Starknet, Polygon zkEVM, tất cả đều là những nỗ lực kết hợp công nghệ ZK vào lớp thực thi của Ethereum.
Trong khi đó, Ethereum cũng đang dần dần đưa vào công nghệ ZK:
Tầng đồng thuận ZK hóa: Bằng cách ZK hóa quá trình xác minh hoạt động đồng thuận, đơn giản hóa và tăng tốc quá trình đồng thuận.
Lớp dữ liệu ZK hóa: chỉ lưu trữ chứng minh mà không phải tất cả dữ liệu giao dịch, giảm đáng kể nhu cầu lưu trữ trên chuỗi.
Những cải cách này nhằm nâng cao hiệu suất của mạng Ethereum, bao gồm tốc độ xử lý giao dịch, hiệu quả chi phí và bảo vệ quyền riêng tư, đồng thời duy trì tính phi tập trung và an ninh.
Sự cần thiết của công nghệ ZK và tăng tốc phần cứng
Mặc dù công nghệ ZK có những ưu điểm rõ rệt, nhưng thách thức lớn nhất hiện nay là nút thắt về hiệu suất trong việc tạo ra chứng minh không kiến thức (ZKP). Quá trình tạo ZKP liên quan đến các phép toán toán học phức tạp như phép lũy thừa, phép nghịch đảo và tính toán cặp song tuyến tính, những thao tác này rất tốn thời gian.
Để vượt qua rào cản này, tăng tốc phần cứng đã trở thành lựa chọn bắt buộc. Phần cứng chuyên dụng có thể nâng cao tốc độ tạo chứng minh từ cấp độ giờ lên cấp độ giây, sự tiến bộ to lớn này làm cho công nghệ ZK trở nên khả thi hơn trong ứng dụng thực tế. Do đó, sự phát triển của công nghệ ZK có liên quan chặt chẽ đến thiết kế và sản xuất chip chuyên dụng.
Sự kết hợp giữa PoS và khai thác ZK
Sự xuất hiện của tăng tốc phần cứng ZK đã mở đường cho một mô hình kinh tế mới - khai thác ZK. Mô hình này tương tự như khai thác PoW truyền thống, trong đó các người tham gia cạnh tranh về tốc độ và hiệu quả trong việc tạo ra ZKP, người đầu tiên tạo ra chứng minh hợp lệ sẽ nhận được phần thưởng.
Trong hệ thống PoS, chứng minh ZK có thể được sử dụng để xác minh tính chính xác của giao dịch và khối, tăng cường bảo mật và giảm chi phí xác minh. Người xác minh khi thực hiện nghĩa vụ PoS của mình, cũng có thể tạo ra ZKP như một hình thức chứng minh công việc bổ sung. Người xác minh thành công nộp ZKP hợp lệ có thể nhận được phần thưởng bổ sung, có thể là ETH hoặc các hình thức khuyến khích khác trong mạng.
Trong mô hình này, phần thưởng khối mạng chính có thể được chia thành hai phần: một phần dành cho xác thực PoS truyền thống, phần còn lại được phân phối dựa trên đóng góp của nút trong việc tạo ra chứng minh ZK. Người đặt cọc không chỉ nhận phần thưởng PoS từ việc đặt cọc ETH mà còn có thể nhận được thu nhập bổ sung từ việc vận hành nút tạo chứng minh ZK.
Tuy nhiên, để tích hợp cơ chế này vào hệ thống PoS hiện tại của Ethereum, cần phải sửa đổi hoặc mở rộng giao thức hiện tại, và thiết kế một mô hình khuyến khích công bằng, nhằm đảm bảo không làm suy yếu hiệu quả của PoS, đồng thời thúc đẩy việc ứng dụng công nghệ ZK.
Tác động bên ngoài của khai thác ZK
So với PoS thuần túy, khai thác ZK có thể mang đến những ngoại tác mới cho hệ sinh thái Ethereum. Hệ thống PoS chủ yếu dựa vào việc đặt cược token, hoạt động kinh tế khá khép kín. Trong khi đó, khai thác ZK, tương tự như PoW, cần phần cứng chuyên dụng, điều này sẽ mở rộng hoạt động kinh tế của blockchain ra thế giới thực, ảnh hưởng đến sản xuất phần cứng và đổi mới công nghệ.
So với khai thác PoW, khai thác ZK có thể tiết kiệm năng lượng hơn. Bởi vì nó không giải quyết các vấn đề toán học vô nghĩa, mà là tạo ra các chứng minh giao dịch hợp lệ, tránh được công việc lặp đi lặp lại không hiệu quả giữa các nút.
Chia sẻ sức mạnh tính toán của AI và ZK
Với sự phát triển của công nghệ, có thể sẽ xuất hiện các nền tảng dịch vụ tính toán tổng hợp chia sẻ sức mạnh tính toán AI và sức mạnh tính toán ZK. Những nền tảng này có thể hỗ trợ các nhiệm vụ AI hiệu năng cao và việc tạo chứng minh ZK. Thông qua hợp đồng thông minh hoặc giao thức, các nhà cung cấp sức mạnh tính toán AI cũng có thể tham gia vào việc tạo chứng minh ZK, hoặc sử dụng công nghệ ZK để xác minh kết quả tính toán AI.
Trong mô hình này, tài nguyên tính toán có thể được phân bổ động theo nhu cầu. Khi nhu cầu về nhiệm vụ AI thấp, sức mạnh tính toán dư thừa có thể được sử dụng để tạo ra chứng minh ZK, ngược lại cũng vậy, nhằm đạt được hiệu quả sử dụng tài nguyên.
Dự án hàng đầu về tăng tốc phần cứng ZK
Trong lĩnh vực tăng tốc phần cứng ZK, Cysic là một dự án đáng chú ý. Công ty chuyên thiết kế và sản xuất các mạch tích hợp chuyên dụng (ASIC), mạch lập trình trường (FPGA) và các giải pháp tăng tốc GPU để tăng tốc việc tạo ZKP.
Cysic đã ra mắt hai sản phẩm phần cứng chính:
ZK Air: Thiết bị nhẹ phù hợp với người dùng cá nhân, có khả năng tính toán tương đương với 10 card đồ họa RTX 4090.
ZK Pro: Thiết bị hiệu suất cao dành cho các dự án ZK lớn, hiệu suất tương đương với 50 GPU RTX 4090.
Ngoài phần cứng, Cysic còn cung cấp thư viện CUDA, hỗ trợ nhiều hệ thống ZKP, nâng cao hiệu suất một cách đáng kể. Đồng thời, Cysic Network như một hồ đào ZK và nền tảng SaaS, tích hợp và quản lý tài nguyên tính toán của cộng đồng.
Một dự án đáng chú ý khác là Scroll. Là một giải pháp Layer2, Scroll đã tạo ra lợi thế cạnh tranh độc đáo bằng cách phát triển phần cứng GUP tăng tốc ZK chuyên dụng. Mặc dù Scroll gây tranh cãi trong một số khía cạnh, nhưng những nỗ lực của nó trong lĩnh vực tăng tốc phần cứng ZK chắc chắn là đáng ghi nhận.
Kết luận
Khi Ethereum tiếp tục quá trình ZK hóa của mình, tầm quan trọng của việc tăng tốc phần cứng ZK sẽ ngày càng nổi bật. Công nghệ này không chỉ có thể thay đổi mô hình kinh tế của Ethereum, mà còn có thể mang lại ảnh hưởng sâu rộng cho toàn ngành công nghiệp blockchain. Lĩnh vực tăng tốc phần cứng ZK đã cho thấy tiềm năng to lớn, xứng đáng để các chuyên gia trong ngành tiếp tục theo dõi và nghiên cứu sâu.
Trang này có thể chứa nội dung của bên thứ ba, được cung cấp chỉ nhằm mục đích thông tin (không phải là tuyên bố/bảo đảm) và không được coi là sự chứng thực cho quan điểm của Gate hoặc là lời khuyên về tài chính hoặc chuyên môn. Xem Tuyên bố từ chối trách nhiệm để biết chi tiết.
Etherum ZK hóa và tăng tốc phần cứng: Sự ra đời của cơ chế đồng thuận mới và mô hình kinh tế
Tương lai của Ethereum: Sự kết hợp giữa công nghệ ZK và tăng tốc phần cứng
Gần đây, một số chuyên gia trong lĩnh vực Web3 đã đưa ra một quan điểm đáng suy nghĩ: Ethereum đang trải qua quá trình ZK hóa, và điều này có thể dẫn đến sự xuất hiện của một cơ chế bằng chứng công việc (PoW) mới. Sự thay đổi này có thể khiến mô hình kinh tế của Ethereum phát triển thành một mô hình đồng thuận hỗn hợp với sự tồn tại của cả bằng chứng cổ phần (PoS) và PoW. Hãy cùng tìm hiểu sâu hơn về logic cơ bản của giả thuyết này.
Quá trình ZK hóa của Ethereum
Công nghệ bằng chứng không kiến thức (ZK) cho phép một bên chứng minh tính xác thực của một tuyên bố cho bên kia mà không cần cung cấp bất kỳ thông tin bổ sung nào. Công nghệ này chủ yếu được sử dụng trong lĩnh vực blockchain để mở rộng quy mô. Nhiều dự án ZK Rollup đã xuất hiện trong hệ sinh thái Ethereum, như zkSync, Starknet, Polygon zkEVM, tất cả đều là những nỗ lực kết hợp công nghệ ZK vào lớp thực thi của Ethereum.
Trong khi đó, Ethereum cũng đang dần dần đưa vào công nghệ ZK:
Những cải cách này nhằm nâng cao hiệu suất của mạng Ethereum, bao gồm tốc độ xử lý giao dịch, hiệu quả chi phí và bảo vệ quyền riêng tư, đồng thời duy trì tính phi tập trung và an ninh.
Sự cần thiết của công nghệ ZK và tăng tốc phần cứng
Mặc dù công nghệ ZK có những ưu điểm rõ rệt, nhưng thách thức lớn nhất hiện nay là nút thắt về hiệu suất trong việc tạo ra chứng minh không kiến thức (ZKP). Quá trình tạo ZKP liên quan đến các phép toán toán học phức tạp như phép lũy thừa, phép nghịch đảo và tính toán cặp song tuyến tính, những thao tác này rất tốn thời gian.
Để vượt qua rào cản này, tăng tốc phần cứng đã trở thành lựa chọn bắt buộc. Phần cứng chuyên dụng có thể nâng cao tốc độ tạo chứng minh từ cấp độ giờ lên cấp độ giây, sự tiến bộ to lớn này làm cho công nghệ ZK trở nên khả thi hơn trong ứng dụng thực tế. Do đó, sự phát triển của công nghệ ZK có liên quan chặt chẽ đến thiết kế và sản xuất chip chuyên dụng.
Sự kết hợp giữa PoS và khai thác ZK
Sự xuất hiện của tăng tốc phần cứng ZK đã mở đường cho một mô hình kinh tế mới - khai thác ZK. Mô hình này tương tự như khai thác PoW truyền thống, trong đó các người tham gia cạnh tranh về tốc độ và hiệu quả trong việc tạo ra ZKP, người đầu tiên tạo ra chứng minh hợp lệ sẽ nhận được phần thưởng.
Trong hệ thống PoS, chứng minh ZK có thể được sử dụng để xác minh tính chính xác của giao dịch và khối, tăng cường bảo mật và giảm chi phí xác minh. Người xác minh khi thực hiện nghĩa vụ PoS của mình, cũng có thể tạo ra ZKP như một hình thức chứng minh công việc bổ sung. Người xác minh thành công nộp ZKP hợp lệ có thể nhận được phần thưởng bổ sung, có thể là ETH hoặc các hình thức khuyến khích khác trong mạng.
Trong mô hình này, phần thưởng khối mạng chính có thể được chia thành hai phần: một phần dành cho xác thực PoS truyền thống, phần còn lại được phân phối dựa trên đóng góp của nút trong việc tạo ra chứng minh ZK. Người đặt cọc không chỉ nhận phần thưởng PoS từ việc đặt cọc ETH mà còn có thể nhận được thu nhập bổ sung từ việc vận hành nút tạo chứng minh ZK.
Tuy nhiên, để tích hợp cơ chế này vào hệ thống PoS hiện tại của Ethereum, cần phải sửa đổi hoặc mở rộng giao thức hiện tại, và thiết kế một mô hình khuyến khích công bằng, nhằm đảm bảo không làm suy yếu hiệu quả của PoS, đồng thời thúc đẩy việc ứng dụng công nghệ ZK.
Tác động bên ngoài của khai thác ZK
So với PoS thuần túy, khai thác ZK có thể mang đến những ngoại tác mới cho hệ sinh thái Ethereum. Hệ thống PoS chủ yếu dựa vào việc đặt cược token, hoạt động kinh tế khá khép kín. Trong khi đó, khai thác ZK, tương tự như PoW, cần phần cứng chuyên dụng, điều này sẽ mở rộng hoạt động kinh tế của blockchain ra thế giới thực, ảnh hưởng đến sản xuất phần cứng và đổi mới công nghệ.
So với khai thác PoW, khai thác ZK có thể tiết kiệm năng lượng hơn. Bởi vì nó không giải quyết các vấn đề toán học vô nghĩa, mà là tạo ra các chứng minh giao dịch hợp lệ, tránh được công việc lặp đi lặp lại không hiệu quả giữa các nút.
Chia sẻ sức mạnh tính toán của AI và ZK
Với sự phát triển của công nghệ, có thể sẽ xuất hiện các nền tảng dịch vụ tính toán tổng hợp chia sẻ sức mạnh tính toán AI và sức mạnh tính toán ZK. Những nền tảng này có thể hỗ trợ các nhiệm vụ AI hiệu năng cao và việc tạo chứng minh ZK. Thông qua hợp đồng thông minh hoặc giao thức, các nhà cung cấp sức mạnh tính toán AI cũng có thể tham gia vào việc tạo chứng minh ZK, hoặc sử dụng công nghệ ZK để xác minh kết quả tính toán AI.
Trong mô hình này, tài nguyên tính toán có thể được phân bổ động theo nhu cầu. Khi nhu cầu về nhiệm vụ AI thấp, sức mạnh tính toán dư thừa có thể được sử dụng để tạo ra chứng minh ZK, ngược lại cũng vậy, nhằm đạt được hiệu quả sử dụng tài nguyên.
Dự án hàng đầu về tăng tốc phần cứng ZK
Trong lĩnh vực tăng tốc phần cứng ZK, Cysic là một dự án đáng chú ý. Công ty chuyên thiết kế và sản xuất các mạch tích hợp chuyên dụng (ASIC), mạch lập trình trường (FPGA) và các giải pháp tăng tốc GPU để tăng tốc việc tạo ZKP.
Cysic đã ra mắt hai sản phẩm phần cứng chính:
Ngoài phần cứng, Cysic còn cung cấp thư viện CUDA, hỗ trợ nhiều hệ thống ZKP, nâng cao hiệu suất một cách đáng kể. Đồng thời, Cysic Network như một hồ đào ZK và nền tảng SaaS, tích hợp và quản lý tài nguyên tính toán của cộng đồng.
Một dự án đáng chú ý khác là Scroll. Là một giải pháp Layer2, Scroll đã tạo ra lợi thế cạnh tranh độc đáo bằng cách phát triển phần cứng GUP tăng tốc ZK chuyên dụng. Mặc dù Scroll gây tranh cãi trong một số khía cạnh, nhưng những nỗ lực của nó trong lĩnh vực tăng tốc phần cứng ZK chắc chắn là đáng ghi nhận.
Kết luận
Khi Ethereum tiếp tục quá trình ZK hóa của mình, tầm quan trọng của việc tăng tốc phần cứng ZK sẽ ngày càng nổi bật. Công nghệ này không chỉ có thể thay đổi mô hình kinh tế của Ethereum, mà còn có thể mang lại ảnh hưởng sâu rộng cho toàn ngành công nghiệp blockchain. Lĩnh vực tăng tốc phần cứng ZK đã cho thấy tiềm năng to lớn, xứng đáng để các chuyên gia trong ngành tiếp tục theo dõi và nghiên cứu sâu.