Récit de mise à niveau de zkEVM zkVM, pourquoi ces cinq projets principaux méritent-ils l'attention ?

Dans la recherche de solutions pour l’évolutivité et l’efficacité informatique de la blockchain, la technologie Zero-Knowledge Proof (ZKP) est particulièrement importante. z kVM (Zero-Knowledge Virtual Machine) est une des applications spécifiques de cette technologie. z kVM, en tant que plate-forme informatique générale basée sur ZKP, peut vérifier l'exactitude des calculs sans révéler les détails d'exécution. Il prend également en charge le traitement de tâches informatiques lourdes en dehors de la chaîne et soumet uniquement les résultats de vérification à la blockchain, ce qui améliore considérablement l'évolutivité de la blockchain. Actuellement, plusieurs projets sur le marché tels que a16z, Taiko, ZKM, etc. développent des solutions zkVM.

Introduction à zkVM

zkVM est une plate-forme informatique générale basée sur une preuve de connaissance nulle, qui peut effectuer diverses tâches informatiques, notamment l'exécution de contrats intelligents, le traitement de données et des opérations algorithmiques complexes. Sa fonction principale est de générer des preuves sans connaissance qui vérifient l'exactitude des calculs sans révéler les détails d'exécution. Grâce à la technologie SNARK, ces preuves peuvent être vérifiées hors chaîne, et le vérificateur n'a pas besoin de réexécuter l'intégralité du processus de calcul sur la blockchain et d'engager des coûts de calcul coûteux.

De plus, la conception de zkVM ne se limite pas aux transactions de crypto-monnaie. Sa polyvalence lui permet d'être déployé dans une variété de scénarios d'application, tels que le traitement des données médicales, la gestion de la chaîne d'approvisionnement, les systèmes de vote secret, etc. exiger d'assurer Tout en garantissant la sécurité des données, vérifier l'exactitude de la logique de traitement.

zkVM par rapport à d'autres machines virtuelles

Les machines virtuelles (VM) traditionnelles font généralement référence à la virtualisation d'un environnement informatique complet sur du matériel physique. La fonction principale est de simuler l'environnement matériel, permettant plusieurs exécutions sur le même matériel physique ou. application. Ces machines virtuelles implémentent principalement leurs fonctions grâce à la technologie de virtualisation matérielle et à l'isolation au niveau du système d'exploitation. Ils n’impliquent généralement pas de processus d’authentification cryptographique des applications ou des données qui y sont exécutées.

La machine virtuelle à connaissance nulle (zkVM) utilise une technologie de preuve à connaissance nulle pour garantir l'exactitude de l'exécution du programme. Cette technologie est applicable à tout programme pouvant être compilé et exécuté sur une machine virtuelle. La conception de zkVM vise à fournir une plate-forme de vérification informatique générale adaptée à divers scénarios d'application et prenant en charge plusieurs langages de programmation, tels que Rust, C/C++ et Go. Les développeurs peuvent utiliser les langages qu'ils connaissent pour créer des applications. Le processus de calcul et de vérification prend souvent plus de temps que celui des machines virtuelles traditionnelles, car la génération de preuves sans connaissance est un processus intensif en calcul qui nécessite une grande quantité de ressources informatiques, ce qui limite dans une large mesure la vitesse de traitement des transactions (TPS). Bien que la technologie ZK actuelle ait fait des progrès significatifs dans la génération de preuves uniques, sa capacité à gérer des transactions à grande échelle dans des conditions de charge élevée est encore limitée. La génération de chaque preuve peut prendre de quelques secondes à quelques minutes, ce qui constitue une limitation pour les applications nécessitant un débit élevé, telles que les systèmes de traitement des paiements à grande échelle. zkEVM est une implémentation spécifique de zkVM, spécialement conçue pour l'écosystème Ethereum et vise à améliorer l'évolutivité d'Ethereum grâce à des preuves sans connaissance. Il est entièrement compatible avec les contrats intelligents et les outils de développement d’Ethereum, tels que Solidity et Vyper, et les applications Ethereum existantes peuvent être migrées de manière transparente vers zkEVM sans aucune modification. Par conséquent, zkEVM ressemble davantage à une version spécifiquement optimisée d’Ethereum.

Projets liés à zkVM

Malgré les défis de la technologie zk, il existe encore certains projets sur le marché qui ont démontré leur force technique dans le développement de solutions zk VM. Jolt : Excellentes performances

Le 9 avril, a16z a publié la première implémentation de la solution zkVM

Jolt

est un nouveau type de zkVM. La fonctionnalité principale est

vitesse de fonctionnement rapide, et elle est très. pratique pour les développeurs. Dit être plus facile à étendre et à effectuer des audits de code.

Contrairement aux autres zkVM basés sur le framework STARK, Jolt utilise les paramètres de recherche Lasso et la technologie basée sur sumcheck. Cette approche innovante simplifie non seulement la mise en œuvre de nouvelles instructions de machine virtuelle, mais augmente également la vitesse globale du système. La conception de Jolt met l'accent sur la facilité d'utilisation et l'efficacité. Sa base de code est très simplifiée. Chaque instruction CPU dans Jolt ne nécessite que 50 lignes de code Rust pour être implémentée. De plus, les performances de Jolt sont également très bonnes, réalisant des preuves sans connaissance plus de 5 fois plus rapides que RISC Zero et 2 fois plus rapides que SP1 dans les benchmarks préliminaires.

RISC Zero : gérez efficacement des calculs complexes

RISC Zero

est un zkVM avec une structure SNARK récursive, caractérisée par une méthode récursive qui prend en charge l'imbrication des preuves. Dans la technologie SNARK, la récursivité peut décomposer des preuves complexes en preuves plus petites et plus gérables. Ces petites preuves peuvent être vérifiées de manière indépendante et éventuellement combinées en une grande preuve complète, un processus qui n'affecte pas la validité de la preuve. Le caractère unique de RISC Zero réside dans sa méthode de mise en œuvre de la récursivité, intégrant de manière transparente plusieurs couches de preuves dans une seule chaîne de preuves , ce qui non seulement réduit la charge de calcul et la quantité de données à traiter, mais peut également mesures pour maintenir la sécurité et l’intégrité du processus de vérification.

Une autre particularité de RISC Zero est qu'il utilise le jeu d'instructions RISC-V, un standard ouvert ISA (Instruction Set Architecture) conçu pour l'évolutivité et l'extensibilité. Ce choix garantit que RISC Zero peut exploiter un large écosystème d'outils et de support, ce qui facilite l'accès et l'intégration dans les systèmes existants par rapport aux autres zkVM pouvant utiliser des architectures propriétaires ou moins générales.

L'année dernière, ils ont complété avec succès une ronde de financement de série A de 40 millions de dollars. Ce cycle de financement a été mené par Blockchain Capital, avec la participation d'autres investisseurs bien connus, notamment Bain Capital Crypto, Galaxy Digital, IOSG Ventures, RockawayX, Maven 11, Fenbushi Capital, Delphi Digital, etc.

Succinct : convivial pour les développeurs

Succinct développé zkVM SP1, SP1 est personnalisé pour exécuter du code écrit en Rust ou tout autre langage pouvant être compilé avec LLVM, avec une plus grande flexibilité et facilité d'utilisation. SP1 prend en charge une architecture modulaire, permettant aux développeurs de personnaliser et d'étendre ses fonctionnalités grâce à "pré-compilation". La précompilation fait référence à des modules spécifiques qui peuvent être ajoutés ou modifiés par les développeurs. Ces modules améliorent les fonctionnalités de la machine virtuelle principale afin qu'elle puisse gérer des tâches ou des opérations spécifiques plus efficacement.

De plus, SP1 construit un réseau de preuves décentralisé, simplifiant le déploiement et l'exécution des preuves, abaissant ainsi le seuil d'utilisation de méthodes de cryptage avancées. Le réseau offre une approche rationalisée en permettant aux développeurs de générer efficacement des preuves en un seul clic.

En mars, Succinct a clôturé un financement de 55 millions de dollars. Le financement a été dirigé par Paradigm, avec la participation d'investisseurs tels que Robot Ventures, Bankless Ventures, Geometry et les investisseurs providentiels Sreeram Kannan d'Eigenlayer et le co-fondateur de Polygon, Sandeep Nailwal. Le 13 mai, Succinct a annoncé le lancement du SP1 testnet.

Taiko : système multi-preuves

Taiko a commencé à se transformer de l'utilisation de zkEVM à l'utilisation de zkVM. Le caractère unique de zkVM réside dans son utilisation d'un système multi-preuves. Le concept multi-preuve a été proposé par Vitalik a déclaré qu'il s'agit du premier projet à mettre en œuvre ce concept et qu'il prendra directement en charge ce système multi-preuve lorsque le réseau principal sera mis en ligne fin mai. Ce système permet au zkVM de Taiko de générer plusieurs types de preuves, augmentant ainsi la sécurité et la robustesse du système. Même s'il y a un problème avec l'un des types de preuves, les autres types de preuves peuvent continuer à assurer le fonctionnement normal du système et détecter en temps opportun toute transition d'état erronée. De plus, le système de preuve Halo2-KZG est adopté pour maintenir l'efficacité et le faible coût lors du traitement de calculs complexes et de transactions à grande échelle.

En mars, Taiko a finalisé une ronde de financement de série A de 15 millions de dollars, codirigée par Lightspeed Faction, Hashed, Generative Ventures et Token Bay Capital, avec la participation de Wintermute Ventures, Flow Traders, Amber Group, OKX Ventures et GSR.

ZKM : Architecture MIPS Simple et stable

ZKM est un projet zkVM incubé par la Fondation Metis. Il adopte l'architecture MIPS et la combine avec une technologie de preuve sans connaissance pour créer une machine virtuelle zk. Cette conception rend ZKP plus cohérent avec les méthodes de traitement informatique au sein du système, accélère les opérations et réduit la surcharge de calcul associée à la mise en œuvre du protocole ZKP seul. Et actuellement, la plupart des zkVM utilisent le langage Rust, tandis que ZKM fournit une prise en charge native de Golang.

MIPS (Microprocessor without Interlocked Pipeline Stages) est la première génération d'architecture informatique à jeu d'instructions réduit. Le jeu d'instructions MIPS est relativement simple et stable et peut être largement utilisé dans divers appareils informatiques et systèmes embarqués. Il a une bonne polyvalence et adaptabilité. Les systèmes ZKM basés sur l'architecture MIPS peuvent être plus facilement développés et déployés.

zk MIPS divise l'ensemble du programme MIPS en segments. Les instructions de chaque segment sont ensuite divisées en quatre types et classées dans les quatre tableaux de modules correspondants. zk MIPS utilise la méthode de preuve STARK pour vérifier indépendamment les instructions de chaque table de module, garantissant que chaque opération dans la table est correcte et que chaque instruction du segment de programme est contenue dans sa table de module correspondante. Vérifiez ensuite que la séquence d'exécution de chaque segment de programme correspond à l'exécution de l'ensemble du programme. De cette manière, même les programmes exécutés hors chaîne peuvent être vérifiés en chaîne, améliorant ainsi la transparence et la confiance dans l'exécution du programme.

ZKM a récemment lancé Entangled Rollups, une nouvelle infrastructure d'interopérabilité multi-chaînes minimisant la confiance, utilisant zkMIPS pour créer un cadre d'interopérabilité multi-chaînes décentralisé et sans confiance. Contrairement aux ponts zk tiers qui vérifient uniquement les transferts d'actifs via des instantanés, tous les calculs peuvent être vérifiés, ce qui est donc très sécurisé. La clé de cette interopérabilité réside dans l’existence d’un mécanisme de preuve commun capable de générer des preuves sur une blockchain puis de les vérifier sur une autre blockchain. L'une des différences entre ZKM et les autres zkVM est qu'il peut générer une preuve sans connaissance applicable à toutes les opérations. ZKM intègre la sécurité dans la couche inférieure de l'architecture CPU/MIPS, de sorte que tous les logiciels situés au-dessus de l'architecture puissent bénéficier de la même sécurité sans qu'il soit nécessaire que chaque logiciel soit soumis à un processus de preuve distinct sans connaissance. De plus, les fonctionnalités de ZKM :

Compatible avec toutes les machines virtuelles : ZKM est situé sous chaque machine virtuelle, ce qui le rend compatible avec divers moteurs de contrats intelligents blockchain VM, tels que Move V M (zk M V M ), WAS M (zk WAS M) et Rust V M (zk R V M), etc.

Plug and Play : les développeurs peuvent adopter ZKM sans modifier leur base de code existante. Fournit une adoption à faible coût et permet l’utilisation de différents langages de contrats intelligents et même de langages de programmation traditionnels.

• Stabilité à long terme : le jeu d'instructions MIPS est stable et n'a pas besoin d'être modifié avec l'EVM en constante évolution, offrant ainsi un environnement de développement plus stable.

• Perspectives futures de zkVM

  À mesure que la technologie blockchain continue de mûrir et que les entreprises de pointe continuent de l'explorer, les performances de zkVM continuent de s'améliorer. Nous pouvons prévoir que zkVM jouera un rôle de plus en plus important dans le monde du chiffrement et deviendra un élément clé. de la technologie. Surtout à une époque où la sensibilité des données et la demande de sécurité inter-chaînes augmentent, les capacités fournies par zkVM s'adaptent aux besoins du marché. Nous sommes impatients de surmonter diverses difficultés techniques, telles que l'optimisation des circuits et l'optimisation du système de preuve lui-même, de lancer zkVM parfaitement adapté aux différents langages de programmation et d'amener davantage de développeurs dans la nouvelle ère du Web3.

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