一個堪比POW礦業(yè)的全新市場？ZK硬件加速大討論
原文作者：Faust，Vincent，Leo，Siyuan, Kiwi， Marco， Lynndell
原文來源： 極客web3
主持人：Faust，極客web3
嘉賓：Vincent，DevRel of Scroll;
Leo，Co-founder of Cysic;
Siyuan,TechLead of ABCDE Capital;
Kiwi，Researcher of OKXVentures;
Marco，DevRel of Aleo;
Lynndell,Cryptography Expert of Bitlayer
本次Space涉及的詳細問題包括：
1.Cysic和Lumoz兩個項目都把ZK加速作為核心愿景，Cysic也提出了實時生成ZK證明的口號，那么這些技術會對以太坊的Danksharding路線有什么影響？
2. 聽說Aleo有更改挖礦算法的傳言，Aleo最早是一條隱私公鏈，挖礦算法和ZK直接相關，有人傳言說Aleo好像又換回了類似于主流PoW公鏈的哈希算法（嘉賓們對此事進行了澄清）
3. ZK挖礦未來的愿景如何，ZK-DePIN賽道將以怎樣的方式走下去？
4. 如何看待ZK-DePIN的商業(yè)化和市場化，還沒有解決的痛點有哪些？
5. ZK挖礦的礦工收益模型
6. 各位老師認為如何解決不同礦工的證明生成效率差異太大的問題？
正文：1. Faust:請問ZK硬件加速對于以太坊Danksharding路線圖有什么影響？
背景補充：Danksharding路線圖提出了Verkle Tree和無狀態(tài)客戶端的概念，屆時普通的以太坊節(jié)點/客戶端不必在本地存儲完整的狀態(tài)樹，區(qū)塊中會直接提供每筆交易關聯(lián)的狀態(tài)數(shù)據(jù)，并用ZK證明這些數(shù)據(jù)出自以太坊的狀態(tài)樹（Verkle Tree）。而Verkle Tree對以太坊現(xiàn)行的Merkle Tree式存儲結構進行了大幅改進，以便于生成ZK證明某段數(shù)據(jù)出自Verkle Tree中。
Leo:簡單來說，就是實時生成的ZK證明可以極大地提高輕客戶端和Verkle Tree的效率。Verkle Tree相對于Merkle Tree，它產(chǎn)生的分支/路徑更多一些，如果你通過Merkle Proof證明某個數(shù)據(jù)片段出自Verkle Tree上的某個分支，你要連帶打開很多個其他分支。
如果你用ZK替代Merkle Proof，可以極大程度地提高效率，可以把很多數(shù)據(jù)壓縮得很小。但你如果只是單純用一般的CPU或者GPU去生成ZKP的話，其實是非常復雜的。
我以前在Algorand做過一個項目，就叫Algorand state proof，它就要通過Merkle Proof來打開Merkle Tree上的很多分支，但這樣做的效率非常低。所以你要通過ZK的Real Time Generation，或者說用這種Specialize Prover去讓zk證明的生成效率大幅提升。
Vincent：4月的Web3香港大會上面，Vitalik發(fā)言提及ZK證明對協(xié)議效能最大化的重要性，他以往的發(fā)言和技術探索也體現(xiàn)出了其對ZK的重視。過去Scroll生成一個full compatible zkevm的Proof需要兩三個小時左右，采用現(xiàn)有的硬件加速方案后提高到了10分鐘。但這還是達不到我們想要的生成速度。
在理想化的環(huán)境下，對ZK的采用度會非常高，會滲透到方方面面，而過去ZK生成速度還不夠支撐起巨大的采用率。如果ZK證明實時生成成為現(xiàn)實，我們就不必在安全性和免信任、可驗證性等方面做任何妥協(xié)，直接用ZK來解決過去無法解決的諸多問題。在此之后的項目創(chuàng)新，包括應用的創(chuàng)新肯定會輕量化。在ZK硬件加速相關的社區(qū)內(nèi)，大家都充滿信心，希望能一起在這個方向上進行突破。
Siyuan：我認為Layer2，尤其是用到ZK的二層，最核心的是要做快速的Finality（交易最終確認）。只有更快地將Layer2的交易痕跡（Trace）變成ZK Proof，發(fā)送到L1上做verification，L2的最終狀態(tài)才能敲定下來。有些公司為了成本考慮，不會把每個L2的區(qū)塊或者很少個區(qū)塊打包生成proof。此外，按照Vitalik的愿景，一層換成Verkle tree后希望每個塊都生成一個即時的ZKP，離開了ZK硬件加速這樣的愿景就很難實現(xiàn)，因此我們非?？春肅ysic。
2. Faust:聽說Aleo有更改挖礦算法的傳言，因為Aleo最早是一條隱私公鏈，挖礦算法和ZK相關，現(xiàn)在好像又換回了像大多數(shù)PoW公鏈的哈希算法。想問一下嘉賓們對這個傳言的看法。
Marco：是這樣一個情況，近期Aleo的Testnet Beta 的話，它那個POW算法確實現(xiàn)是一個哈希算法，然后加進Merkle Tree去了，給了一個Root Data來算最后的大小。但是這個版本只是一個暫時版，并不是最終的版本。最終版本Aleo官方將在7月發(fā)布，希望能大家能耐心等待。
然后，其實Aleo Foundation 的 CEO Alex 曾經(jīng)在一次會議上說過，他理想中的PoW算法，主要有兩個要求，一是希望能夠推動ZK算法的實際應用發(fā)展，解決更實際的問題，另外一個希望能保證挖礦的公平性，所以他們會按這個思路進行調(diào)整，希望大家及時保持關注。
Leo：就這個話題我想補充一下，Aleo挖礦之前的Coinbase puzzle是用MSM來做的多項式承諾，然后只是說從MSM換成了用Merkel tree 來做多項式承諾。其實從ZK的角度來看沒有太大差別，只是說你里邊的一個部件從之前的MSM based 變成了一個Hash based，然后這個Hash based它有各種各樣的hash function，其實是一個 a mix of hash function。
Vincent：我個人也挺想問Marco老師，就是從Aleo的角度來看，對整個ZK硬件加速的生態(tài)有什么見解？現(xiàn)在包括像Cysic的ASIC芯片，或是Ingonyama的基于FPGA的ZK加速方案，他們的這些產(chǎn)品對于Aleo的發(fā)展或是未來的一些規(guī)劃，是否有產(chǎn)生一些影響？
Marco：我個人感覺是有的，畢竟現(xiàn)在困擾整個ZK領域的核心問題就是ZK Proof生成太慢了，不久前Vitalik說到，通過SNARK證明系統(tǒng)為一個以太坊區(qū)塊生成證明，需要20分鐘，但以太坊12秒就會生成一個區(qū)塊，這里面有很大很大的gap。我希望能有更多好的ZK加速方案來解決上述問題。
3. Faust :接下來想討論一下ZK挖礦或者ZKDePIN相關的話題。首先想問Leo老師有關于ZK挖礦的愿景，ZK-DePIN賽道將會以怎樣的方式跑下去？
Leo：我們其實是給一些ZK項目方提供了ZK proof generation的服務，而Cysic本身是個初創(chuàng)公司，我們不可能有那么多錢去自己購買服務器或租服務器，我們就想著團結社區(qū)的力量來整合資源。其實我們現(xiàn)在有幾百臺服務器，這幾百臺服務器都是在滿負荷運行的狀態(tài)，這個跟傳統(tǒng)的AI-Depin項目有很大區(qū)別。
AI-Depin里面很多機器只是在那里空轉，人們只是追求一個比較高的uptime，然后去擼個空投，但如果是Cysic Network的話，你的機器會真正賦能實際應用場景，不會出現(xiàn)空轉，資源利用率更高，而且你能拿到的獎勵不只是Cysic Token，還有各大ZK項目方的激勵。
而且這對于ZK Prover的去中心化也有好處，讓多個Prover去生成一個Proof也能減少對單個Prover的依賴。我們不但會rely on大礦工的設備，還會動員社區(qū)成員把自己閑置的硬件接進來，給整個ZK生態(tài)提供服務。
Siyuan:Cysic其實有兩種客戶，一種是專業(yè)的ToB大客戶，另外一種比較有趣，Cysic推出了一款小型的ZK加速卡，你可以在家里的電腦上快速生成ZKP，方便開發(fā)人員甚至是普通用戶。
Leo：思遠剛才提到的是，應該是我們自己的設備，Cysic在明年是會大規(guī)模出貨自己的ZK硬件的，這個硬件有兩個樣子，第一個就是ZK air，就像剛才思遠提到的，差不多就是一個蘋果筆記本充電器那么大，可以通過Type-C接到你的電腦上面，在本地去幫你跑ZK的generation。它的速度應該也很快，比4090卡的性能高8~10倍，利于開發(fā)者去做很多事情。
Vincent：關于ZK-Depin，其實傳統(tǒng)Depin的想象空間往往局限在手機挖礦、手表挖礦這類東西上，但ZK硬件加速截然不同。我們Scroll很快就會有一個去中心化的Prover Market，這個在我們的路線圖中有公布。我們未來的Prover部分會是Permissionless的市場模式，當然這里面會涉及到一些復雜的收益模型，目前這塊的細節(jié)還在完善。但我們的方向是確定的，要向著ZK快速生成的這個方向演進，并極力避免馬太效應。
Marco：關于剛才那個Cysic的ToC小設備，可以補充兩點，就是Aleo轉賬對這種客戶端本地的ZK生成有需求，如果你在自己的瀏覽器本地生成ZKP的話特別慢， 可能需要十幾分鐘甚至更久。但因為Aleo主打隱私交易，對ZKP生成有剛需，所以Cysic的那種ToC小設備還是很有意義的。
4. Faust:目前的ZK硬件加速賽道上，商業(yè)化或者市場化上還沒有解決的痛點有哪些？
Leo :其實我們可以把ZK加速想象成是在做一種Proof of Work，你希望以最快的速度生成ZKP來換取獎勵，這個其實跟傳統(tǒng)PoW公鏈哈希算法的ASIC沒有本質(zhì)區(qū)別。但ZK的相關算法很多變，它不像哈希函數(shù)那樣比較固定，在ZK生態(tài)里，
