O futuro do Ethereum: A fusão da tecnologia ZK com novos mecanismos de consenso

Ethereum está gradualmente a introduzir a tecnologia de prova de conhecimento zero (ZK), que pode ter um impacto profundo no seu desenvolvimento futuro. Com a aplicação da tecnologia ZK, o modelo económico do Ethereum pode evoluir para um novo modo de consenso híbrido, que combina as características da prova de participação (PoS) e da prova de trabalho (PoW).

O processo de ZK do Ethereum

Ethereum está introduzindo a tecnologia ZK em múltiplos níveis:

1. Camada de execução: vários projetos de ZK Rollup como zkSync, Starknet, etc. estão em desenvolvimento.
2. Camada de consenso: Propostas como Beam Chain visam simplificar e acelerar o processo de consenso através da tecnologia ZK.
3. Camada de dados: reduzir a necessidade de armazenamento on-chain, armazenando apenas provas em vez de todos os dados de transação.

Essas medidas têm como objetivo melhorar o desempenho do Ethereum, a velocidade de processamento de transações e a capacidade de proteção da privacidade, ao mesmo tempo em que mantém a descentralização e a segurança.

Dependência de Hardware da Tecnologia ZK

Embora a tecnologia ZK tenha um futuro promissor, atualmente enfrenta um gargalo de desempenho na geração de provas de conhecimento zero (ZKP). A geração de ZKP requer cálculos matemáticos complexos, e a otimização apenas com software dificilmente conseguirá superar essa limitação. Portanto, a aceleração por hardware especializado torna-se necessária, com a expectativa de reduzir o tempo de geração de provas de horas para segundos.

A combinação de PoS e mineração ZK

Com o desenvolvimento da aceleração de hardware ZK, pode surgir um novo modelo econômico, denominado "mineração ZK". Nesse modelo, os participantes competem pela capacidade de gerar ZKP rapidamente, semelhante à mineração PoW tradicional.

A combinação de PoS e mineração ZK pode apresentar a seguinte forma:

• Os validadores geram ZKP enquanto executam suas funções PoS, recebendo recompensas adicionais.
• A recompensa de bloco pode ser dividida em duas partes: uma parte é utilizada para a validação tradicional de PoS, e a outra parte é distribuída com base na contribuição gerada pela prova ZK.
• Os validadores podem obter recompensas adicionais ao executar nós que geram provas ZK.

Este modo utiliza ZK como uma melhoria ao PoS, enquanto a mineração ZK se torna uma extensão do staking PoS. No entanto, a implementação deste modo requer modificações no protocolo PoS atual e a concepção de um mecanismo de incentivos justo.

Externalidades da mineração ZK

Em comparação com o PoS puro, a mineração ZK pode introduzir novas externalidades positivas. Ela requer hardware especializado, semelhante à mineração PoW, mas pode reduzir o problema de "desperdício de energia inútil", uma vez que o objetivo da mineração ZK é gerar provas de transação válidas, em vez de resolver problemas matemáticos irrelevantes.

Compartilhamento de poder computacional entre IA e ZK

No futuro, pode surgir uma plataforma de serviços de computação abrangente que compartilhe a capacidade de IA e ZK. Essas plataformas podem suportar:

• Processar tarefas de IA e ZK na mesma plataforma.
• Integração de provedores de poder computacional de IA e geração de provas ZK através de contratos inteligentes.
• Alocar dinamicamente recursos de poder computacional de acordo com a demanda.

Empresas líderes em aceleração de hardware ZK

Atualmente, as principais empresas na área de aceleração de hardware ZK incluem:

1. Cysic: Focado no design e produção de soluções de aceleração ASIC, FPGA e GPU. Os seus produtos incluem o ZK Air, direcionado a utilizadores individuais, e o ZK Pro, voltado para projetos de grande escala. A Cysic também oferece suporte a bibliotecas CUDA para vários sistemas ZKP e estabeleceu o ecossistema Cysic Network.

2. Scroll: Como um projeto ZK Rollup, Scroll formou uma vantagem competitiva única através do desenvolvimento de hardware de aceleração ZK dedicado, o GUP.

As duas empresas têm posicionamentos diferentes: a Cysic dedica-se a fornecer serviços de aceleração de hardware para todo o ecossistema ZKP, enquanto a Scroll considera a aceleração de hardware como parte da sua solução Layer2.

Com a crescente ZKização do Ethereum, a tecnologia de aceleração de hardware ZK tornará-se cada vez mais importante, podendo até influenciar negativamente o modelo econômico do Ethereum. Este campo em rápida evolução merece nossa atenção contínua.