在区块链技术的迅速发展中,专用 ZK(零知识证明)和通用 ZK 各自展现了独特的优势。我们是否有可能在这两者之间找到一个完美的平衡点?或者,这两者会在未来融合成一种新的形式?让我们通过回顾这些技术的发展,探索它们如何在未来交汇。
专用 ZK 与通用 ZK 的演变
两年前,专用 ZK 基础设施主要包括 circom、Halo2 和 arkworks 等低级电路框架。基于这些框架构建的 ZK 应用程序通常需要手动编写电路。这些专用 ZK 应用在特定任务上表现出色,但开发和维护的难度较高。它们类似于IC行业中的专用集成电路(IC),如 NAND 芯片和控制器芯片。
而在过去的两年中,专用 ZK 技术逐渐演变为更加通用的基础设施。我们现在拥有 ZKML、ZK 协处理器和 ZKSQL 框架,这些框架提供了易用且高度可编程的 SDK,能够构建不同类别的 ZK 应用程序,无需编写复杂的 ZK 电路代码。例如,ZK 协处理器可以无信任地访问区块链的历史数据,并对其进行任意计算;ZKML 则使得智能合约能够利用人工智能推理结果来实现各种机器学习模型。
这些框架的演进大幅提高了编程的灵活性,同时保持了高性能和低成本,类似于 IC 市场中的 GPU、TPU 和 FPGA:它们是可编程的领域专家。
ZKVM 的进步
ZKVM(零知识虚拟机)在过去两年也取得了显著进展。值得注意的是,所有通用 ZKVM 都是建立在低级专用 ZK 框架之上的。其思想是,通过使用高级语言编写 ZK 应用程序,这些程序可以编译为指令集(如 RISC-V 或 WASM 类)的专用电路组合。类似于 CPU 芯片,ZKVM 提供了一个在低级 ZK 框架之上的抽象层。
然而,正如计算机科学中的智慧所言,每个抽象层都解决了一些问题,但也带来了新的问题。ZKVM 在性能和通用性之间的权衡尤为显著。尽管两年前 ZKVM 的性能有限,但在短短两年内,性能已有显著提升。这一进步主要得益于“预编译”技术,这些预编译是专门设计的 ZK 电路,可以快速计算常用的高级程序,如 SHA2 和各种签名验证。
未来的融合与协同
现在的趋势已显而易见:专用 ZK 基础设施正变得越来越通用,而通用 ZKVM 也逐渐变得更加专业化。这两种解决方案的优化趋势指向一个更佳的权衡点,试图在特定领域内取得更好的表现,而不牺牲另一领域的优势。这种趋势暗示了两者可能不会相互取代,而是会在未来共存并协同工作。
在 IC 行业中,CPU 市场规模为 1,260 亿美元,而整个 IC 行业(包括所有“专用”IC)的市场规模为 5,150 亿美元。这表明,专用和通用技术在市场上可能会长期并存。
未来,我们可以预见领域专家 ZK 基础设施和通用 ZKVM 将共同发挥作用。例如,ZK 协处理器可能会用于生成区块链交易历史中的计算结果,而复杂的业务逻辑则可以通过通用 ZKVM 处理。
尽管这种技术辩论很有趣,但我们应关注链下可验证计算如何推动区块链异步计算的未来。当我们看到这些技术的广泛应用时,争论的答案将自然而然地浮现出来。