ZKsync, wychwalany przez Vitalika, może być naprawdę niedoceniany

Jeśli chodzi o pojedynczy GPU, Airbender nie tylko oferuje najszybszą weryfikację, ale także najniższy koszt.

Autor: Eric, Foresight News

1 listopada Vitalik zacytował wpis założyciela ZKsync dotyczący 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 mogło być niedocenione.

Szybkie, małe, ale drogie ZKP

Fundacja Ethereum już 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 zasadniczo 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? Rozwiązaniem ZKP jest wybranie kilku fragmentów grafu i udowodnienie, że w tych fragmentach nie ma dwóch sąsiadujących obszarów o tym samym kolorze. Gdy liczba wybranych fragmentów osiągnie określony poziom, można z prawdopodobieństwem 99,99...% stwierdzić, że dana osoba rozwiązała problem czterech kolorów. W ten sposób, nie znając całości, udowadniamy, że „rzeczywiście rozwiązał problem czterech kolorów”.

Powyższe to właśnie często słyszane „udowodnienie wykonania czegoś bez ujawniania jak to zrobiono” – czyli zero-knowledge proof. Dlaczego więc ZKP jest tak mocno promowane w ekosystemie Ethereum? Ponieważ teoretyczna granica szybkości ZKP jest znacznie wyższa niż przy dowodzeniu każdej transakcji osobno, a ilość danych generowanych przez dowód jest bardzo mała.

Szybkość wynika z tego, że ZKP nie wymaga znajomości całości – wystarczy wyzwanie. Na przykład, aby zweryfikować blok Ethereum, obecnie każdy węzeł sprawdza każdą transakcję pod kątem podstawowych kwestii, takich jak wystarczające saldo. Jeśli jednak tylko jeden węzeł zweryfikuje każdą transakcję za pomocą ZKP i wygeneruje „dowód”, pozostałe węzły muszą jedynie sprawdzić wiarygodność samego „dowodu”. Co ważniejsze, ilość danych tego „dowodu” jest bardzo mała, więc jego przesyłanie i weryfikacja są bardzo szybkie, a koszt przechowywania danych niższy.

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

ZKP, choć nie wymaga odtwarzania całego procesu, to samo wyzwanie pochłania ogromne zasoby obliczeniowe. Jeśli, jak w wyścigu zbrojeń AI, masowo gromadzić GPU, można osiągnąć większą szybkość, ale nie każdy może ponieść takie koszty. Jeśli jednak dzięki innowacjom algorytmicznym i inżynieryjnym uda się obniżyć wymagania dotyczące mocy obliczeniowej i czas generowania dowodu przy niskiej mocy do pewnego poziomu, osiągając równowagę między „wzrostem ceny Ethereum napędzanym przez innowacje technologiczne i nowe aplikacje” a „kosztem zakupu GPU do uruchomienia węzła”, to jest to warte zachodu.

Dlatego wiele projektów koncepcyjnych ZK w ekosystemie Ethereum lub deweloperów open source skupia się na połączeniu ZKP z Ethereum, by generować dowody ZK szybciej i taniej. Niedawno zespół Brevis, wykorzystując rozwiązanie SP1 Hypercube, osiągnął średni czas dowodu bloku Ethereum 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) w porównaniu do innych rozwiązań – dlatego społeczność Ethereum była pod wrażeniem.

Chociaż koszt GPU nadal przekracza 100 tysięcy dolarów, to przynajmniej czas dowodu spadł do poziomu porównywalnego z obecnym brakiem ZKP, a kolejnym zadaniem jest dalsze obniżenie kosztów.

Aktualizacja Altas umożliwiła 1-sekundową finalność ZK

Być może niewiele osób wie, że open-source’owy zkVM ZKsync Airbender to najszybszy zkVM pod względem weryfikacji na pojedynczym GPU. Według danych Ethproofs, średni czas weryfikacji pojedynczą kartą 4090 w 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 przy użyciu pojedynczej karty H100 i modelu przechowywania ZKsync OS weryfikuje blok głównej sieci Ethereum w średnim czasie 17 sekund. Nawet z rekursją, średni czas wynosi około 35 sekund, co według ZKsync jest znacznie lepsze niż konieczność użycia kilkudziesięciu GPU do weryfikacji w mniej niż 12 sekund. Jednak, ponieważ obecnie dostępne są dane tylko z dwóch GPU (średnio 22,2 sekundy), ostateczna ocena nie jest jeszcze przesądzona.

To wszystko nie jest wyłącznie zasługą Airbender – optymalizacja algorytmiczna i inżynieryjna to tylko część sukcesu, a kluczowe znaczenie ma głęboka integracja z technologicznym stosem ZKsync. Co ważniejsze, pokazuje to, że możliwe jest generowanie dowodów na żywo dla głównej sieci Ethereum przy użyciu pojedynczego GPU.

Pod koniec czerwca ZKsync wprowadził Airbender, a przedostatniego dnia Święta Narodowego uruchomiono aktualizację Altas. Ta aktualizacja, integrująca Airbender, znacząco poprawiła przepustowość, szybkość potwierdzania i koszty w ZKsync.

W zakresie przepustowości ZKsync zoptymalizował sortownik: dzięki niezależnym komponentom asynchronicznym zminimalizowano koszty synchronizacji; oddzielono stan wymagany przez maszynę wirtualną, stan wymagany przez API oraz stan potrzebny do generowania dowodów zero-knowledge lub ich weryfikacji na warstwie L1, co zmniejszyło zbędne koszty komponentów.

W testach ZKsync, TPS (transakcje na sekundę) dla wysokoczęstotliwościowych aktualizacji cen, transferów stablecoinów w scenariuszach płatności i natywnych transferów ETH wyniosły odpowiednio 23k, 15k i 43k.

Kolejna ogromna zmiana jakościowa pochodzi od Airbender – umożliwił on ZKsync potwierdzanie bloków w 1 sekundę i koszt pojedynczego transferu na poziomie 0,0001 dolara. W przeciwieństwie do weryfikacji bloków głównej sieci, ZKsync weryfikuje tylko poprawność transformacji stanu, więc obliczenia są znacznie mniejsze. Chociaż finalność transakcji ZK wymaga jeszcze potwierdzenia na głównej sieci, to już samo ZK potwierdzenie oznacza ważność transakcji, a finalność L1 jest bardziej formalnością proceduralną.

Oznacza to, że transakcje wykonywane na ZKsync mogą być w pełni potwierdzone już po weryfikacji ZKP, a dzięki znacznemu obniżeniu kosztów ZKsync umożliwił – 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 na łańcuchu.

Po drugie, coś, czego obecnie wiele L2 nie potrafi – wsparcie dla interoperacyjności systemów publicznych i prywatnych (np. Prividiums ZKsync) bez udziału stron trzecich. Prividiums to infrastruktura ZKsync umożliwiająca firmom budowę prywatnych łańcuchów. Dla przedsiębiorstw kluczowe są szybkie rozliczenia i prywatność. Szybkie rozliczenia są oczywiste, a wrodzona prywatność ZKP pozwala na weryfikację ważności transakcji podczas interoperacji z publicznym łańcuchem bez ujawniania księgi prywatnego łańcucha. Połączenie tych cech spełnia nawet wymogi dotyczące czasu rozliczeń dla papierów wartościowych i transakcji walutowych na łańcuchu.

To być może również powód, dla którego ZKsync stał się drugim co do wielkości po Ethereum sieciowym emitentem tokenizowanych aktywów RWA.

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

Połączenie L1 i L2

Jak zauważył Vitalik, cytując wpis, założyciel ZKsync Alex uważa, że po aktualizacji Altas ZKsync rzeczywiście połączył się z główną siecią Ethereum.

Obecnie czas ostatecznego potwierdzenia transakcji w ZKsync (około 1 sekundy) jest krótszy niż czas generowania bloku w głównej sieci Ethereum (średnio 12 sekund), co oznacza, że transakcje instytucjonalne i RWA na ZKsync są zasadniczo równoważne tym na głównej sieci – wystarczy poczekać na potwierdzenie z głównej sieci. Oznacza to, że ZKsync nie musi budować własnych centrów płynności na L2, ale może korzystać bezpośrednio z płynności głównej sieci, ponieważ ZK Rollup nie wymaga 7-dniowego okresu wyzwania jak 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 odrębnymi łańcuchami, lecz dzięki szybkiemu potwierdzaniu i weryfikacji stają się jednością, a L2 po raz pierwszy naprawdę można nazwać „siecią skalującą”.

Pamiętam, że gdy ZKsync i Scroll po raz pierwszy uruchomiły główną sieć, czas potwierdzenia transakcji i opłaty za gaz były takie same lub nawet wyższe niż na głównej sieci, głównie dlatego, że na początku brakowało systemowej optymalizacji algorytmicznej i inżynieryjnej dla 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 do ZK Rollup (lub ich połączenia), a dalsza poprawa kosztów i szybkości w ZKsync i innych ZK Rollup oraz decentralizacja ZKP w Scroll sprawiają, że to, co kiedyś wydawało się nierealne, staje się realną i oczekiwaną perspektywą.

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