Chuỗi chùm: “Ethereum 3.0”
Hội nghị Devcon 2024 vừa kết thúc đã diễn ra vô cùng sôi động. Hệ sinh thái Ethereum tập trung tại Bangkok. Trong giai đoạn này, Ethereum và các dự án sinh thái liên quan đã đưa ra những tiến bộ và động lực mới nhất, một loạt ý tưởng mới, xu hướng mới và kế hoạch mới đã khơi dậy Web3 toàn cầu. .
Điều đặc biệt ấn tượng là đề xuất “Ethereum 3.0” được đưa ra bởi Justin Drake, một nhà nghiên cứu tại Ethereum Foundation.
Anh ấy đã đề xuất một đề xuất nâng cấp lớp đồng thuận được cộng đồng gọi là “Ethereum 3.0” - Beam Chain [1]. Ý tưởng cốt lõi là sử dụng bằng chứng không có kiến thức để giảm gánh nặng tính toán và giao tiếp của Người xác thực, hạ thấp ngưỡng cần thiết để trở thành Người xác thực và cho phép nhiều Người xác thực hơn tham gia mạng để tăng tính bảo mật, giảm sự dư thừa tính toán và cải thiện hiệu quả tổng thể của mạng. Ngoài ra, Justin cũng muốn nhân cơ hội khai thác lớp đồng thuận để giải quyết khoản nợ kỹ thuật còn sót lại trong chuỗi Beacon do hạn chế của thời đại và chuẩn bị cho các yêu cầu bảo mật chống lượng tử trong tương lai.
Trong lộ trình The Verge của Vitalik, SNARKification của Ethereum là một trong những nhiệm vụ quan trọng, bao gồm việc chuyển đổi bằng chứng không có kiến thức của lớp đồng thuận và lớp thực thi. Trong diễn giải mới nhất của Vitalik [2], Vitalik thừa nhận rằng việc chuyển đổi lớp đồng thuận là một thách thức và cần phải liên tục được xem xét và tối ưu hóa trong công việc tiếp theo. Đề xuất của Beam Chain có thể được coi là phản hồi của Vitalik về cách đánh bại lớp đồng thuận.
Beam Chain chỉ tập trung vào lớp đồng thuận. Nhưng làm hỏng lớp đồng thuận không có nghĩa là chuyển đổi tất cả các phần. Cốt lõi của blockchain là Chức năng chuyển đổi trạng thái, do đó, quá trình chuyển đổi của nó chỉ yêu cầu thực hiện chức năng chuyển đổi trạng thái, đây chính xác là chức năng mà ZK giỏi. Đối với lớp đồng thuận, chức năng chuyển đổi trạng thái chủ yếu bao gồm ba phần, đó là chức năng chuyển đổi theo từng vị trí, chức năng chuyển đổi theo từng khối và chức năng chuyển đổi theo từng kỷ nguyên. Ba chức năng chuyển đổi trạng thái này bao gồm việc thực thi thuật toán đồng thuận và logic đặt cược, đề xuất khối, xác minh tính chính xác của kết quả của lớp thực thi, xác minh Root Tree Merkle, xác minh/tổng hợp chữ ký đồng thuận, tính toán hàm băm, Cam kết và đổi quà thao tác truy cập trạng thái lưu trữ tài khoản, v.v. Để đánh dấu lớp đồng thuận, nó thực sự là để đánh dấu các hoạt động trên. Điều đáng chú ý là trong lộ trình đánh lừa lớp đồng thuận, Ethereum vẫn đặt mục tiêu phân quyền và đa dạng lên hàng đầu nên thuật toán và giao thức ZK sẽ không bắt buộc mà sẽ do Người đề xuất lựa chọn.
Nguồn hình ảnh: https://www.youtube.com/watch?v=rGE_RDumZGgt=8257s
Khó khăn cốt lõi: Chứng minh thời gian thực
Để hiện thực hóa khái niệm Beam Chain, khó khăn cốt lõi là nâng cao hiệu quả chứng minh, tức là làm thế nào để nén thời gian chứng minh hiện tại hàng chục, thậm chí hàng trăm giây xuống mức thứ hai. Tại ZK Workshop II [3] do AntChain OpenLabs, ZAN và Pharos đồng tổ chức vào ngày 24 tháng 9 năm nay, khách mời Justin đã chia sẻ một báo cáo có tiêu đề “Chứng minh thời gian thực”. Ý tưởng là như nhau và một giải pháp được đề xuất để giải quyết nút thắt về hiệu suất. Nó khuyến khích cộng đồng sử dụng các phương pháp tăng tốc ASIC để hoàn thành toàn bộ quá trình của máy ảo chứng minh không có kiến thức từ việc tạo bằng chứng đến bằng chứng trên chip Trong vài năm tới, thời gian tạo bằng chứng sẽ tăng hơn mười lần và. Chứng minh thời gian thực thực sự có thể được thực hiện.
Tăng cường hiệu suất và ứng dụng công nghệ chứng minh không có kiến thức: Chúng tôi luôn đi đầu
AntChain OpenLabs đã cam kết sử dụng các nền tảng phần cứng như GPU, FPGA và ASIC để tăng tốc quá trình chứng minh ZK. Nó đã tăng tốc nhiều hệ thống ZK bao gồm Polygon ZKEVM Prover, Stone Prover, Halo 2 và Plonky 2, tạo thành nhiều IP và GPU. giải pháp tăng tốc, một số toán tử cốt lõi đạt tỷ lệ tăng tốc hơn 100 lần.
Tỷ lệ tăng tốc CPU tương đối của một số toán tử được AntChain OpenLabs tăng tốc dựa trên CUDA được hiển thị trong Bảng (1).
(Bảng 1)
So sánh hiệu suất giữa MSM được tăng tốc GPU do AntChain OpenLabs triển khai và ICICLE nguồn mở (cả hai đều là 409 0G PU), như được hiển thị trong Bảng (2).
(Bảng 2)
So sánh hiệu suất giữa Circle FFT được tăng tốc GPU do AntChain OpenLabs triển khai và Stwo Prover nguồn mở trên CPU 16 lõi được trình bày trong Bảng (3).
(Bảng 3)
Ngoài ra, AntChain OpenLabs cũng cam kết khám phá ứng dụng bằng chứng không có kiến thức trong các phép tính có thể xác minh mô hình lớn theo hướng AI + ZK, nó sử dụng phép nhân ma trận được thiết kế độc lập, tối ưu hóa cộng tác GPU + CPU của giao thức Sumcheck và hiệu quả. triển khai các đường cong elip, mã thông báo đầu tiên của zkLLM [4] [5] (việc triển khai ban đầu không bao gồm cam kết và mở, hiệu suất được kiểm tra sau khi thêm cam kết và mở, đối với mẫu LLama-7 B) dưới 4 GPU. Thời gian thế hệ đã giảm từ 4 giờ xuống còn khoảng 18 phút.
AntChain OpenLabs liên tục tối ưu hóa hiệu suất và tính khả dụng của các phép tính có thể xác minh mô hình lớn dựa trên sự tích lũy của nó trong GPU và tiếp tục nỗ lực thay thế và tối ưu hóa giải pháp cam kết, gấp nhiều phiên bản và tạo bằng chứng đa mã thông báo, với mục tiêu xây dựng một Hệ sinh thái AI hiệu quả, dễ sử dụng, thân thiện. Các dịch vụ điện toán có thể kiểm chứng khám phá các hướng khả thi cho ứng dụng quy mô lớn của công nghệ chứng minh không có kiến thức và xây dựng cầu nối giữa các ứng dụng Web3 và AI.
Đồng thời, đối mặt với mối đe dọa của máy tính lượng tử, AntChain OpenLabs cũng đã tích cực khám phá và chuyển đổi phiên bản hậu lượng tử của thư viện mật mã dựa trên OpenSSL [6] để hỗ trợ nhiều thuật toán hậu lượng tử tiêu chuẩn NIST. Đồng thời, đối mặt với vấn đề chữ ký sau lượng tử có khả năng mở rộng lưu trữ gấp hơn 40 lần so với ECDSA, thông qua quy trình đồng thuận và tối ưu hóa đọc bộ nhớ có độ trễ thấp, TPS của chuỗi khối chống lượng tử có thể đạt khoảng 50% của chuỗi ban đầu.
Điều đáng chú ý là việc khám phá công nghệ trên đã được triển khai trong Power Zebra ( https://zan.top/home/power-zebra?chInfo=ch_WZ ), một giải pháp tăng tốc phần mềm và phần cứng tích hợp do ZAN đưa ra, nhằm mục tiêu không- kiến thức Nó chứng minh rằng các toán tử thường được sử dụng đều được tăng tốc và tối ưu hóa, bao gồm phép nhân điểm đa vô hướng MSM, phép biến đổi lý thuyết số NTT, giải pháp đa thức H, bằng chứng mở đa thức và nhiều thành phần quan trọng khác, tận dụng tối đa tài nguyên máy tính, băng thông lưu trữ và PCIe của GPU. băng thông, cải thiện đáng kể hiệu quả tính toán. Trước đó, sau khi cộng đồng mã nguồn mở zkWASM Delphinus Lab giới thiệu giải pháp tăng tốc phần cứng và phần mềm tích hợp Power Zebra của ZAN, hiệu suất tính toán GPU đã tăng hơn 20%, lập kỷ lục cao nhất cho các dịch vụ tương tự trong cộng đồng.
thấy trước
Trong một thời gian dài, cộng đồng Ethereum chủ yếu tập trung vào việc tối ưu hóa lớp thực thi, bao gồm cải thiện BlockGasLimit, L2 và các chiến lược khác. Trong số đó, Snarkization của lớp thực thi đã hoàn thành hầu hết công việc với sự trợ giúp của L2 trong lộ trình Rollup Centric và đã thu được rất nhiều lợi ích. Ý tưởng về Beam Chain mở ra cánh cửa cho Snarkization của lớp đồng thuận. Tôi tin rằng với sự ra đời của Beam Chain, nó sẽ hướng dẫn và truyền cảm hứng cho cộng đồng tập trung vào việc chuyển đổi lớp đồng thuận và mang lại nhiều ý tưởng thú vị hơn.
Có thể kỳ vọng rằng Snarkization của lớp đồng thuận và lớp thực thi sẽ hoàn thành câu đố cuối cùng về Ethereum Snarkization và đóng góp rất lớn vào khả năng mở rộng và phân cấp của Ethereum. Đồng thời, với sự tiến bộ của đề xuất Beam Chain, các máy ảo dựa trên công nghệ chứng minh không có kiến thức sẽ đóng vai trò cốt lõi trong hệ sinh thái Ethereum. Bằng cách giới thiệu bằng chứng SNARK và mật mã hậu lượng tử, kết hợp với ngưỡng cam kết thấp hơn và thời gian xác nhận khối nhanh hơn, Beam Chain sẽ mang lại khả năng phân cấp mạnh mẽ hơn và hiệu suất cao hơn cho Ethereum.
Tài liệu tham khảo
[ 1 ] https://www.youtube.com/watch?v=rGE_RDumZGg
[2] https://vitalik.eth.limo/general/2024/10/23/futures4.html
[3] https://x.com/zan_team/status/1844947080642539752
[4] https://github.com/jvhs0706/zkllm-ccs2024
[5] https://arxiv.org/abs/2404.16109
[6] https://www.openssl.org/
