ZK 硬件加速能否引發新一輪"礦潮"?

近年來,零知識證明(ZKP)技術在區塊鏈領域備受關注。以太坊創始人Vitalik多次強調ZK-SNARKs在以太坊擴容中的重要性,頂級投資機構也紛紛看好ZK硬件加速的市場前景。隨着Scroll、Starknet等ZK Rollup項目的興起,ZK硬件加速成爲市場熱點。

然而,ZKP生成的高昂成本嚴重制約了其大規模應用。爲解決這一瓶頸,Cysic等ZK加速項目應運而生,致力於降低ZKP生成成本。本文將深入探討ZK硬件加速的原理及Cysic的發展戰略。

ZK證明系統工作流程

ZK證明系統的核心流程包括:

1. 問題設置:確定待證明內容
2. 算術化與CSP:將待證明內容轉化爲邏輯門電路和多項式形態
3. 選擇合適的證明系統(如Halo、Plonk)生成ZKP程序
4. 證明者使用ZKP程序生成證明,驗證者進行驗證

目前區塊鏈廣泛使用的是zk-SNARK技術,其特點是證明簡潔、驗證成本低,但生成證明的成本很高。

ZKP生成的主要開銷

ZKP生成中最耗資源的兩種計算任務是:

• MSM(Multi-Scalar Multiplication):處理橢圓曲線上的多標量乘法
• NTT(Number Theoretic Transform):在有限域上進行快速傅立葉變換,用於加速多項式乘法

這兩種計算佔ZKP生成時間的80-95%。MSM需要大量內存資源,而NTT涉及隨機內存訪問,對硬件不友好。

ZK硬件加速方案

爲優化ZKP生成效率,硬件加速成爲必然選擇。目前主要有三種硬件加速方案:

1. GPU:普及度高,開發門檻低,但能耗較高
2. FPGA:靈活性強,能效高,但開發難度大
3. ASIC:性能最優,能耗最低,但開發週期長、成本高

Cysic的發展戰略是:

1. 基於GPU開發SDK,整合全網GPU資源
2. 利用FPGA實現定制化ZK硬件加速
3. 自主研發ASIC ZK Depin硬件
4. 構建Cysic Network,整合所有算力資源

Cysic Network:ZK礦池與SaaS平台

Cysic Network將通過挖礦激勵吸收第三方算力資源,包括GPU和普通用戶的zk DePIN設備。其工作流程爲:

1. 項目方提交證明任務給代理人(Agent)
2. Prover接受任務並生成ZK證明
3. 驗證者委員會檢查證明有效性並投票

Cysic還搭建了專屬公鏈,採用Proof of Compute (PoC)共識算法。

Cysic的硬件加速布局

在GPU方面,Cysic自研CUDA SDK比開源框架提速50-80%。

在FPGA上,Cysic實現了全球最快的MSM、NTT等模塊。其SolarMSM可在0.195秒內完成2^30規模MSM計算,SolarNTT能在0.218秒內完成2^30規模NTT計算。

在ASIC領域,Cysic推出了兩款ZK硬件產品:

• ZK Air:小型便攜設備,可連接筆記本、手機等使用
• ZK Pro:類似傳統礦機,算力相當於多塊頂級GPU

這些設備預計2025年上市,將構建ZK-DePIN網路。

隨着Cysic Network的推出和ZK硬件的普及,ZK計算市場有望迎來爆發式增長,可能引發新一輪"礦潮"。