ZKsync, który został pochwalony przez Vitalika, już dawno stworzył najszybszy zkVM

Oryginalny autor: Eric, Foresight News

 

1 listopada Vitalik zacytował tweeta założyciela ZKsync dotyczącego aktualizacji ZKsync Atlas i pochwalił ZKsync za wykonanie wielu „niedocenianych, ale bardzo wartościowych dla ekosystemu Ethereum prac”.

Rynek szybko zareagował na słowa Vitalika – cena ZK w ciągu dwóch dni weekendu wzrosła maksymalnie ponad 2,5-krotnie, a tokeny z ekosystemu ZK, w tym ALT (AltLayer), STRK (Starknet), SCR (Scroll), MINA (Mina) i inne, również odnotowały znaczne wzrosty.

Po zapoznaniu się z aktualizacją ZKsync Altas, odkryliśmy, że to, co robi ZKsync, rzeczywiście może być niedoceniane.

Szybkie, małe, ale drogie ZKP

Ethereum Foundation od dawna promuje ZKP (zero-knowledge proof, dowód zerowej wiedzy), którego istotą jest rozwiązanie problemu wolnej weryfikacji i dużej ilości danych do weryfikacji.

ZKP to w istocie problem probabilistyczny w matematyce. Przykład, choć nie do końca precyzyjny, może przybliżyć zasadę działania: załóżmy, że ktoś twierdzi, iż rozwiązał „problem czterech kolorów”. Jak można potwierdzić, że rzeczywiście to zrobił, nie ujawniając całego rozwiązania? Rozwiązanie ZKP polega na wybraniu pewnych fragmentów grafu i udowodnieniu, że w tych fragmentach nie ma dwóch sąsiadujących obszarów o tym samym kolorze. Gdy liczba wybranych fragmentów osiągnie określoną wartość, można z prawdopodobieństwem 99,99...% stwierdzić, że dana osoba rozwiązała problem czterech kolorów. W ten sposób, nie znając całości, możemy udowodnić, że „rzeczywiście rozwiązano problem czterech kolorów”.

Powyższe to właśnie często słyszane „dowód zerowej wiedzy, czyli udowodnienie wykonania czegoś bez ujawniania sposobu, w jaki to zrobiono”. Dlaczego więc ZKP jest tak promowane w ekosystemie Ethereum? Ponieważ teoretyczny limit prędkości ZKP jest znacznie wyższy niż w przypadku dowodu każdej transakcji z osobna, a sam dowód zajmuje bardzo mało danych.

Szybkość wynika z tego, że ZKP nie wymaga znajomości całości, wystarczy przeprowadzić wyzwanie. Na przykład, aby zweryfikować blok Ethereum, obecnie każdy węzeł sprawdza każdą transakcję pod kątem podstawowych kwestii, takich jak wystarczające saldo adresu wykonującego. Jednak jeśli tylko jeden węzeł zweryfikuje każdą transakcję za pomocą ZKP i wygeneruje „dowód”, pozostałe węzły muszą jedynie zweryfikować sam „dowód”. Co ważniejsze, rozmiar tego „dowodu” jest bardzo mały, więc jego przesyłanie i weryfikacja są bardzo szybkie, a koszty przechowywania danych niższe.

Dlaczego więc nie wdrożyć tej technologii na szeroką skalę, skoro ma same zalety? Bo jest zbyt droga.

ZKP, choć nie wymaga odtwarzania całego procesu, samo wyzwanie pochłania ogromne zasoby obliczeniowe. Jeśli, jak w wyścigu zbrojeń AI, masowo inwestować w GPU, można osiągnąć większą prędkość, ale nie każdego na to stać. Jeśli jednak dzięki innowacjom algorytmicznym i inżynieryjnym uda się obniżyć wymagania dotyczące mocy obliczeniowej i skrócić czas generowania dowodu przy niskiej mocy, osiągając równowagę między „wzrostem cen Ethereum napędzanym innowacjami technologicznymi i nowymi aplikacjami” a „kosztem zakupu GPU do uruchamiania węzłów”, to jest to warte zachodu.

Dlatego wiele projektów ZK w ekosystemie Ethereum oraz deweloperzy open source skupiają się na połączeniu ZKP z Ethereum, dążąc do generowania dowodów ZK szybciej i taniej. Niedawno zespół Brevis, korzystając z rozwiązania SP1 Hypercube, osiągnął średni czas dowodu dla bloku Ethereum wynoszący 6,9 sekundy (99,6% dowodów trwało krócej niż średni czas generowania bloku Ethereum: poniżej 12 sekund), zużywając tylko połowę zasobów (64 karty RTX 5090 GPU), co spotkało się z uznaniem społeczności Ethereum.

Choć koszt GPU nadal przekracza 100 tysięcy dolarów, to przynajmniej prędkość dowodu spadła do poziomu obecnego bez ZKP, a kolejnym zadaniem jest dalsze obniżanie kosztów.

Aktualizacja Altas umożliwiła 1-sekundową finalność ZK

Być może niewiele osób wie, że otwartoźródłowy zkVM ZKsync Airbender to najszybszy zkVM pod względem weryfikacji na pojedynczym GPU. Według danych Ethproofs, średni czas weryfikacji na pojedynczej karcie 4090 dla ZKsync Airbender wynosi 51 sekund, a koszt to mniej niż jeden cent – oba wyniki są najlepsze wśród zkVM.

Zgodnie z danymi ZKsync, bez uwzględnienia rekursji, Airbender z pojedynczą kartą H100 i modelem przechowywania ZKsync OS weryfikuje blok głównej sieci Ethereum średnio w 17 sekund. Nawet z rekursją, średni czas wynosi około 35 sekund. ZKsync uważa, że to znacznie lepszy wynik niż weryfikacja w mniej niż 12 sekund przy użyciu kilkudziesięciu kart GPU. Jednak, ponieważ obecnie dostępne są dane tylko dla dwóch kart GPU (średnio 22,2 sekundy), ostateczna ocena jeszcze nie zapadła.

Nie jest to jednak wyłącznie zasługa Airbendera – kluczowe znaczenie ma głęboka integracja z technologicznym stosem ZKsync, a optymalizacja algorytmiczna i inżynieryjna to tylko część sukcesu. Co ważniejsze, pokazuje to, że możliwe jest generowanie dowodów dla głównej sieci Ethereum w czasie rzeczywistym przy użyciu pojedynczego GPU.

Pod koniec czerwca ZKsync wprowadził Airbender, a przedostatniego dnia święta narodowego wdrożono aktualizację Altas. Ta aktualizacja, integrująca Airbender, znacząco poprawiła przepustowość, szybkość potwierdzania i koszty ZKsync.

Jeśli chodzi o przepustowość, ZKsync zoptymalizował sortownik inżynieryjnie: poprzez niezależne asynchroniczne komponenty maksymalnie ograniczono koszty synchronizacji; oddzielono stan wymagany przez maszynę wirtualną, stan wymagany przez API oraz stan potrzebny do generowania dowodów ZK lub ich weryfikacji na warstwie L1, co zmniejszyło zbędne koszty komponentów.

Według testów ZKsync, TPS (transakcji na sekundę) dla aktualizacji cen o wysokiej częstotliwości, przelewów stablecoinów w scenariuszach płatności oraz natywnych przelewów ETH wyniosły odpowiednio 23k, 15k i 43k.

Kolejna ogromna zmiana jakościowa pochodzi od Airbendera, który umożliwił ZKsync 1-sekundowe potwierdzenie bloku i koszt pojedynczego przelewu na poziomie 0,0001 USD. W przeciwieństwie do weryfikacji bloków głównej sieci, ZKsync weryfikuje jedynie poprawność transformacji stanu, co wymaga znacznie mniej obliczeń. Chociaż transakcje z finalnością ZK muszą zostać ostatecznie potwierdzone na głównej sieci (L1), to już sama weryfikacja ZK potwierdza ich ważność, a finalność L1 jest bardziej formalnością proceduralną.

Oznacza to, że transakcje wykonywane na ZKsync mogą być w pełni potwierdzone jako ważne już po weryfikacji ZKP, a przy znacznie niższych kosztach ZKsync umożliwia, jak sami twierdzą, scenariusze aplikacyjne możliwe tylko dzięki Airbender:

Po pierwsze, są to naturalnie aplikacje takie jak księgi zamówień on-chain, systemy płatności, giełdy i automatyczni animatorzy rynku. Airbender pozwala na bardzo szybkie weryfikacje i rozliczenia, zmniejszając ryzyko cofnięcia transakcji w tych aplikacjach.

Po drugie, coś, czego wiele obecnych L2 nie jest w stanie osiągnąć – wsparcie dla systemów publicznych i prywatnych (np. Prividiums ZKsync) interoperujących bez udziału stron trzecich. Prividiums to infrastruktura ZKsync umożliwiająca firmom budowanie prywatnych łańcuchów. Dla przedsiębiorstw kluczowe są szybkie rozliczenia i prywatność. Szybkie rozliczenia są oczywiste, a wrodzona prywatność ZKP pozwala firmom na interoperacyjność z publicznymi łańcuchami bez ujawniania księgi, przy jednoczesnej weryfikacji ważności transakcji. Połączenie tych cech spełnia nawet wymogi dotyczące czasu rozliczeń dla papierów wartościowych i transakcji walutowych on-chain.

To być może właśnie dlatego ZKsync stał się drugim co do wielkości po Ethereum sieciowym emitentem tokenizowanych aktywów RWA.

ZKsync z dumą podkreśla, że wszystko to jest możliwe tylko dzięki aktualizacji Altas: sortownik zapewnia niskie opóźnienia w pakowaniu transakcji, Airbender generuje dowód w ciągu sekundy, a Gateway weryfikuje i koordynuje komunikaty cross-chain.

Połączenie L1 i L2

Jak napisał Vitalik w cytowanym tweecie, założyciel ZKsync Alex uważa, że po aktualizacji Altas ZKsync rzeczywiście połączył się z główną siecią Ethereum.

Obecnie czas ostatecznego potwierdzenia transakcji na ZKsync (około 1 sekundy) jest krótszy niż czas generowania bloku na głównej sieci Ethereum (średnio 12 sekund), co oznacza, że transakcje instytucjonalne i RWA na ZKsync są zasadniczo równoważne tym na głównej sieci Ethereum – wystarczy poczekać na potwierdzenie głównej sieci. Oznacza to, że ZKsync nie musi budować centrum płynności na L2, może korzystać bezpośrednio z płynności głównej sieci, ponieważ cross-chain w ZK Rollup nie wymaga 7-dniowego okresu wyzwania jak w OP Rollup, a aktualizacja Altas jeszcze bardziej przyspieszyła ten proces.

To poprawiło problem fragmentacji L2, o którym ostatnio dyskutuje społeczność Ethereum – L2 i L1 nie są już dwiema oddzielnymi sieciami, lecz dzięki szybkiemu potwierdzaniu i weryfikacji tworzą jedną całość, a L2 po raz pierwszy naprawdę można nazwać „siecią skalującą”.

Pamiętam, że gdy ZKsync i Scroll po raz pierwszy uruchomiły główną sieć, szybkość potwierdzania transakcji i opłaty za gas były takie same lub nawet wyższe niż na głównej sieci, głównie dlatego, że na początku brakowało systematycznej optymalizacji algorytmicznej i inżynieryjnej ZKP, co skutkowało wolną weryfikacją i wysokimi kosztami, a wtedy pojawił się nawet kryzys zaufania do ZK Rollup. Dziś Optimism i Arbitrum powoli przechodzą z OP Rollup na ZK Rollup (lub ich kombinację), a dalsza poprawa kosztów i szybkości ZK Rollup, takich jak ZKsync, oraz zdecentralizowane ZKP Scroll przeszły od „niedorzeczności” do oczekiwanych rezultatów.

Od powszechnej krytyki do bycia „gorącym towarem” – ZK doczekało się świtu. Po pełnej decentralizacji sortownika i mostu cross-chain z multisigiem być może naprawdę uda się osiągnąć to, co powiedział partner zarządzający Dragonfly, Hasseb Qureshi: „can't be evil”.