zkEVM 업그레이드 이야기 zkVM, 왜 이 5가지 핵심 프로젝트에 주목해야 할까요?

블록체인의 확장성과 계산 효율성에 대한 솔루션을 찾는 데 있어 영지식 증명(ZKP) 기술은 특히 중요합니다. z kVM(영지식 가상 머신)은 이 기술의 특정 애플리케이션 중 하나입니다. z kVM은 ZKP를 기반으로 한 일반 컴퓨팅 플랫폼으로 실행 세부 사항을 공개하지 않고도 계산의 정확성을 확인할 수 있습니다. 또한 체인 외부에서 계산량이 많은 작업 처리를 지원하고 검증 결과만 블록체인에 제출하므로 블록체인의 확장성이 크게 향상됩니다. 현재 a16z, Taiko, ZKM 등과 같은 시장의 여러 프로젝트에서 zkVM 솔루션을 개발하고 있습니다.

zkVM 소개

zkVM은 영지식 증명 기반의 일반 컴퓨팅 플랫폼으로, 스마트 계약 실행, 데이터 처리, 복잡한 알고리즘 연산 등 다양한 컴퓨팅 작업을 수행할 수 있습니다. 핵심 기능은 실행 세부 사항을 공개하지 않고 계산의 정확성을 확인하는 영지식 증명을 생성하는 것입니다. SNARK의 기술을 통해 이러한 증명은 오프체인에서 검증이 가능하며, 검증자는 전체 계산 과정을 블록체인에서 다시 실행할 필요가 없고 값비싼 계산 비용이 발생하지 않습니다.

또한 zkVM의 설계는 암호화폐 거래에만 국한되지 않습니다. 그 다양성으로 인해 의료 데이터 처리, 공급망 관리, 비밀 투표 시스템 등과 같은 다양한 애플리케이션 시나리오에 배포할 수 있습니다. 데이터 보안을 보장하는 동시에 처리 논리의 정확성을 확인해야 합니다.

zkVM과 다른 가상 머신

전통적인 가상 머신(VM)은 일반적으로 물리적 하드웨어에서 전체 컴퓨팅 환경을 가상화하는 것을 의미하며, 핵심 기능은 하드웨어 환경을 시뮬레이션하고 동일한 물리적 하드웨어에서 여러 실행을 허용하는 것입니다. 애플리케이션. 이러한 가상 머신은 주로 하드웨어 가상화 기술과 운영 체제 수준 격리를 통해 기능을 구현합니다. 일반적으로 애플리케이션이나 애플리케이션 내에서 실행되는 데이터를 암호화 방식으로 인증하는 프로세스는 포함되지 않습니다.

영지식 가상 머신(zkVM)은 영지식 증명 기술을 사용하여 프로그램 실행의 정확성을 보장합니다. 이 기술은 가상 머신에서 컴파일하고 실행할 수 있는 모든 프로그램에 적용 가능합니다. zkVM의 설계는 다양한 애플리케이션 시나리오에 적합하고 Rust, C/C++ 및 Go와 같은 여러 프로그래밍 언어를 지원하는 일반 컴퓨팅 검증 플랫폼을 제공하는 데 중점을 둡니다. 계산 및 검증 프로세스는 기존 VM보다 시간이 더 많이 소요되는 경우가 많습니다. 영지식 증명 생성은 많은 양의 컴퓨팅 리소스가 필요한 계산 집약적 프로세스로, 이로 인해 트랜잭션 처리 속도(TPS)가 크게 제한되기 때문입니다. 현재 ZK 기술은 단일 증명 생성에서 상당한 진전을 이루었지만, 높은 부하 조건에서 대규모 트랜잭션을 처리하는 능력에는 여전히 제한적입니다. 각 증명의 생성은 몇 초에서 몇 분까지 걸릴 수 있으며, 이는 대규모 결제 처리 시스템과 같이 높은 처리량이 필요한 애플리케이션에 제한이 됩니다. zkEVM은 이더리움 생태계를 위해 특별히 설계된 zkVM의 특정 구현이며 영지식 증명을 통해 이더리움의 확장성을 향상시키는 것을 목표로 합니다. Solidity, Vyper 등 Ethereum의 스마트 계약 및 개발 도구와 완벽하게 호환되며 기존 Ethereum 애플리케이션을 수정 없이 zkEVM으로 원활하게 마이그레이션할 수 있습니다. 따라서 zkEVM은 특별히 최적화된 이더리움 버전에 더 가깝습니다.

zkVM 관련 프로젝트

zk 기술의 어려움에도 불구하고 zk VM 솔루션 개발에서 기술적 강점을 입증한 일부 프로젝트가 여전히 시장에 있습니다. Jolt: 우수한 성능

4월 9일, a16z는 zkVM 솔루션

Jolt

의 초기 구현을 출시했습니다. Jolt는 새로운 유형의 zkVM입니다. 주요 특징은

빠른 실행 속도입니다. 개발자에게 편리하며 코드 감사를 확장하고 수행하는 것이 더 쉽습니다.

STARK 프레임워크를 기반으로 하는 다른 zkVM과 달리 Jolt는 Lasso 조회 매개변수와 sumcheck 기반 기술을 활용합니다. 이 혁신적인 접근 방식은 새로운 가상 머신 명령의 구현을 단순화할 뿐만 아니라 시스템의 전체 속도도 향상시킵니다. Jolt의 디자인은 사용 편의성과 효율성을 강조합니다. Jolt의 각 CPU 명령은 구현하는 데 50줄의 Rust 코드만 있으면 됩니다. 또한 Jolt의 성능도 매우 우수하여 예비 벤치마크에서 RISC Zero보다 5배 이상, SP1보다 2배 빠른 영지식 증명을 수행했습니다.

RISC Zero: 복잡한 계산을 효율적으로 처리합니다.

RISC Zero

는 재귀 SNARK 구조를 갖춘 zkVM으로, 증명 중첩을 지원하는 재귀적 방법이 특징입니다. SNARK 기술에서 재귀는 복잡한 증명을 더 작고 관리하기 쉬운 증명으로 나눌 수 있습니다. 이러한 작은 증명은 독립적으로 검증될 수 있으며 결국에는 증명의 타당성에 영향을 주지 않는 프로세스인 완전한 대규모 증명으로 결합될 수 있습니다. RISC Zero의 독창성은 재귀를 구현하는 방법에 있습니다. 여러 계층의 증명을 단일 증명 체인으로 원활하게 통합. 이는 계산 부하와 처리해야 하는 데이터의 양을 줄일 뿐만 아니라 검증 프로세스의 보안과 무결성을 유지하기 위한 단계입니다.

RISC Zero의 또 다른 독특한 점은 확장성을 위해 설계된 개방형 표준 ISA (명령어 세트 아키텍처)인 RISC-V 명령어 세트를 사용한다는 것입니다. 이러한 선택을 통해 RISC Zero는 광범위한 도구 및 지원 에코시스템을 활용할 수 있으므로 독점적이거나 덜 범용적인 아키텍처를 사용할 수 있는 다른 zkVM보다 기존 시스템에 더 쉽게 액세스하고 통합할 수 있습니다.

작년에 그들은 4천만 달러 규모의 시리즈 A 자금 조달을 성공적으로 완료했습니다. 이번 자금조달 라운드는 Bain Capital Crypto, Galaxy Digital, IOSG Ventures, RockawayX, Maven 11, Fenbushi Capital, Delphi Digital 등을 포함한 다른 유명 투자자들이 참여한 가운데 Blockchain Capital이 주도했습니다.

Succinct: 개발자 친화적

Succinct 개발된 zkVM SP1, SP1은 Rust 또는 LLVM으로 컴파일할 수 있는 다른 언어로 작성된 코드를 실행하기 위해 맞춤화되었으며 유연성과 사용 편의성이 향상되었습니다. SP1은 모듈식 아키텍처를 지원하므로 개발자는 "사전 컴파일"을 통해 기능을 사용자 정의하고 확장할 수 있습니다. 사전 컴파일은 개발자가 추가하거나 수정할 수 있는 특정 모듈을 의미합니다. 이러한 모듈은 특정 작업이나 작업을 보다 효율적으로 처리할 수 있도록 핵심 가상 머신의 기능을 향상시킵니다. 또한 SP1은 분산형 증명자 네트워크를 구축하여 증명 배포 및 실행을 단순화함으로써 고급 암호화 방법 사용에 대한 임계값을 낮춥니다. 네트워크는 개발자가 단 한 번의 클릭으로 효율적으로 증명을 생성할 수 있도록 함으로써 간소화된 접근 방식을 제공합니다.

3월 Succinct는 5,500만 달러의 자금 조달을 마감했습니다. 자금 조달은 Robot Ventures, Bankless Ventures, Geometry를 포함한 투자자와 Eigenlayer의 Sreeram Kannan 및 Polygon 공동 창립자 Sandeep Nailwal을 포함한 투자자가 참여한 Paradigm이 주도했습니다. 5월 13일, Succinct

는 SP1 테스트넷 출시를 발표했습니다.

Taiko: 다중 증명 시스템

Taiko은 zkEVM 사용에서 zkVM 사용으로 전환하기 시작했습니다. zkVM의 독창성은 다중 증명 시스템을 사용한다는 것입니다. 다중 증명 개념은 Vitalik에서 제안했습니다. Taiko는 이 개념을 구현하는 첫 번째 프로젝트이며 5월 말 메인넷이 온라인 상태가 되면 이 다중 증명 시스템을 직접 지원할 것이라고 밝혔습니다. 이 시스템을 사용하면 Taiko의 zkVM이 여러 유형의 증명을 생성하여 시스템의 보안과 견고성을 높일 수 있습니다. 증명 유형 중 하나에 문제가 있더라도 다른 유형의 증명은 시스템의 정상적인 작동을 계속 보장하고 적시에 잘못된 상태 전환을 감지할 수 있습니다. 또한 Halo2-KZG 증명 시스템을 채택해 복잡한 계산과 대규모 거래 처리 시 효율성과 저비용을 유지한다.

3월 Taiko는 Lightspeed Faction, Hashed, Generative Ventures 및 Token Bay Capital이 공동 주도하고 Wintermute Ventures, Flow Traders, Amber Group, OKX Ventures 및 GSR이 참여하는 1,500만 달러 규모의 시리즈 A 자금 조달을 완료했습니다.

ZKM: MIPS 아키텍처 간단하고 안정적 ​​

ZKM은 MIPS 아키텍처를 채택하고 이를 영지식 증명 기술과 결합하여 zk 가상 머신을 생성하는 zkVM 프로젝트입니다. 이 디자인은 ZKP를 시스템 내 컴퓨팅 처리 방법과 더욱 일관되게 만들고, 작업 속도를 높이며, ZKP 프로토콜 단독 구현과 관련된 컴퓨팅 오버헤드를 줄입니다. 현재 대부분의 zkVM은 Rust 언어를 사용하는 반면 ZKM은 Golang에 대한 기본 지원을 제공합니다.

MIPS(연동 파이프라인 단계가 없는 마이크로프로세서)는 축소된 명령어 세트 컴퓨터 아키텍처의 1세대입니다. MIPS 명령어 세트는 상대적으로 간단하고 안정적이며 다양한 컴퓨팅 장치 및 임베디드 시스템에 널리 사용될 수 있습니다. 이는 MIPS 아키텍처를 기반으로 하는 ZKM 시스템을 보다 쉽게 ​​개발하고 배포할 수 있습니다.

zk MIPS는 전체 MIPS 프로그램을 세그먼트로 나눕니다. 각 세그먼트의 명령어는 4가지 유형으로 구분되며 해당하는 4가지 모듈 테이블로 분류됩니다. zk MIPS는 STARK 증명 방법을 사용하여 각 모듈 테이블의 명령을 독립적으로 확인하여 테이블의 모든 작업이 정확하고 프로그램 세그먼트의 모든 명령이 해당 모듈 테이블에 포함되어 있는지 확인합니다. 그런 다음 각 프로그램 세그먼트의 실행 순서가 전체 프로그램의 실행과 일치하는지 확인하십시오. 이런 방식으로 오프체인에서 실행된 프로그램도 온체인에서 검증될 수 있어 프로그램 실행의 투명성과 신뢰도가 높아집니다.

ZKM은 최근 zkMIPS를 사용하여 무신뢰 분산 다중 체인 상호 운용성 프레임워크를 구축하는 새로운 신뢰 최소화 다중 체인 상호 운용성 인프라인 Entangled Rollups를 출시했습니다. 스냅샷을 통해서만 자산 전송을 검증하는 타사 zk 브릿지와 달리 모든 계산을 검증할 수 있어 매우 안전합니다. 이 상호 운용성의 핵심은 하나의 블록체인에서 증거를 생성한 다음 다른 블록체인에서 이를 확인할 수 있는 공통 증명 메커니즘의 존재입니다. ZKM과 다른 zkVM의 차이점 중 하나는 모든 작업에 적용할 수 있는 영지식 증명을 생성할 수 있다는 것입니다. ZKM은 CPU/MIPS 아키텍처의 최하위 계층에 보안을 내장하므로 아키텍처 상단의 모든 소프트웨어는 각 소프트웨어가 별도의 영지식 증명 프로세스를 거칠 필요 없이 동일한 보안을 누릴 수 있습니다. 또한 ZKM 기능:

모든 가상 머신과 호환 가능: ZK M은 각 가상 머신 아래에 위치하여 Move VM(zk M VM), WAS M( zk WAS M) 및 Rust VM(zk R VM) 등

플러그 앤 플레이: 개발자는 기존 코드 베이스를 변경하지 않고도 ZKM을 채택할 수 있습니다. 저렴한 비용으로 채택할 수 있으며 다양한 스마트 계약 언어는 물론 기존 프로그래밍 언어까지 사용할 수 있습니다.

• 장기 안정성: MIPS 명령어 세트는 안정적이며 지속적으로 변화하는 EVM으로 변경할 필요가 없어 보다 안정적인 개발 환경을 제공합니다.

• zkVM의 미래 전망

  블록체인 기술이 계속 성숙해지고 최첨단 기업이 계속해서 탐구함에 따라 zkVM의 성능은 계속해서 향상될 것입니다. 우리는 zkVM이 암호화 세계에서 점점 더 중요한 역할을 하고 핵심 부분이 될 것이라고 예측할 수 있습니다. 기술의. 특히 데이터 민감도와 크로스체인 보안에 대한 수요가 증가하는 시기에 zkVM이 제공하는 기능은 시장 요구에 맞춰 조정됩니다. 회로 최적화, 증명 시스템 자체의 최적화 등 다양한 기술적 어려움을 극복하고, 다양한 프로그래밍 언어에 완벽하게 적용되는 zkVM을 출시하며, 더 많은 개발자를 Web3의 새로운 시대로 이끌 수 있기를 기대합니다.

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