零知识 101:从证明到协处理器
什么是零知识证明?
零知识证明 (ZKP) 是一种密码学方法,允许一方(称为证明者)使另一方(验证者)相信某个陈述是真实的,而无需透露除陈述真实性之外的任何信息。从技术角度来说,ZKP 满足三个核心特性:完整性、可靠性和零知识。完整性确保如果陈述为真,诚实的证明者总能说服验证者。可靠性保证不诚实的证明者无法欺骗验证者接受错误的陈述。零知识意味着验证者除了验证声明的有效性外不会学到任何信息。
这个概念并非仅仅是理论性的。零知识证明已经在现代密码系统中被用于验证身份、验证交易和执行政策,而无需透露私人数据。它们特别适合区块链应用,因为隐私和去中心化是关键。
为什么区块链需要 ZK(隐私 + 可扩展性)
以太坊和比特币等公共区块链基于完全透明的原则运行。网络中的每个节点都必须重新执行每个交易才能验证它。虽然这种模式确保了安全性和共识,但却牺牲了可扩展性和隐私性。零知识证明解决了这两个限制。
对于隐私,ZKP 允许用户证明某事 — 例如,交易是有效的 — 而无需暴露交易的内容。这使得保密交易和私人智能合约逻辑成为可能,同时保持公共可验证性。对于可扩展性,ZKP 将计算压缩为简洁的证明。即使原始计算昂贵且耗时,这种证明也可以在链上快速验证。不必在每个节点上执行完整逻辑,只需检查证明即可。这大大降低了 gas 成本并提高了吞吐量。
零知识技术使得在不牺牲信任的情况下扩展区块链成为可能,并在不引入中心化中间人的情况下构建私有应用程序。随着区块链变得更加复杂并被主流采用,这些能力变得至关重要。
从智能合约到链下计算
智能合约已将区块链转变为可编程平台。它们允许开发者构建去中心化应用程序,这些应用程序可以根据预定义的规则自动执行逻辑。然而,智能合约受到区块链本身计算限制的约束。它们必须在链上运行,而在那里每个操作都是昂贵且公开的。
随着去中心化应用程序复杂性的增长,这些限制变得更加问题化。在链上执行大型计算或访问庞大数据集是不切实际的。同时,用户日益要求隐私,而标准智能合约无法提供这一点。
为了解决这个问题,开发者已经开始将计算转移到链下,同时通过密码学证明保持信任。这就是零知识证明发挥作用的地方。不必在链上执行整个逻辑,而是在链下执行重型计算,只将结果的简洁证明提交到区块链。这使区块链保持安全和可验证,同时显著提高性能和机密性。
这种从链上逻辑到链下验证的转变标志着区块链架构的重大转变。它允许应用程序扩展超出以太坊虚拟机的限制,并支持其他方式无法实现的新用例。
介绍 ZK 协处理器:新的模块化层
零知识协处理器是一个专门的链下系统,执行计算并生成其正确性的密码学证明。与直接在区块链上运行的智能合约不同,ZK 协处理器在外部运行。它处理输入,使用 zkVM 或自定义电路运行计算,并生成零知识证明。然后可以将此证明提交到链上,以证明计算被正确执行。
协处理器的概念借鉴自计算机硬件。在传统系统中,协处理器是用于处理特定任务(如图形或浮点运算)的单独处理器。类似地,ZK 协处理器将复杂逻辑从区块链卸载,允许主链专注于验证而非执行。
ZK 协处理器引入了模块化执行环境。开发者可以在专门的链下运行时中构建逻辑,在那里运行大型或私有计算,然后将经验证的结果提交回任何区块链。这种模块化支持跨链组合性,提高性能,并支持更灵活的应用程序设计。
如何融入区块链技术栈
在现代区块链架构中,ZK 协处理器占据了链上智能合约与外部数据或计算源之间的中间层。在基础层,有记录状态、执行规则并验证证明的区块链本身。其上是智能合约,它们定义应用程序的公共逻辑,并接受来自用户或其他合约的输入。
ZK 协处理器与这些智能合约并行或在其下方运行。它们接收来自用户或合约的输入 — 通常以 calldata 或签名消息的形式 — 在链下执行逻辑,并生成零知识证明。证明被提交回智能合约,后者使用验证者密钥验证它。如果有效,合约会更新其状态或触发响应。
这种架构越来越模块化。一个协处理器可以服务于多个合约或应用程序。同样,一个合约可以与多个协处理器合作。该系统也可以跨链扩展。ZK 协处理器可以为一个链上的数据计算证明并将其提交到另一个链,实现具有强保证的跨链互操作性。
ZK 协处理器如何工作
深入探讨,本模块分解了 ZK 协处理器的架构,包括证明引擎、zkVM 和验证合约。它还比较了 Circom、Noir、Risc Zero 和 SP1 等关键开发工具,使用 Axiom 和 Bonsai 等真实案例来解释证明生成和无需信任的执行。
核心架构:证明引擎、验证合约、zkVM
ZK 协处理器的设计目的是从区块链中卸载计算,同时保持可验证性。其核心架构由三个主要组件组成:证明引擎、验证合约和虚拟机(zkVM 或电路运行时)。
证明引擎负责在链下执行计算并生成密码学证明,证明计算被正确完成。该引擎接收输入数据,通过已定义的逻辑或程序运行它,并输出简洁的零知识证明。证明者通常是一个重量级过程,需要计算资源如 CPU 或 GPU,具体取决于所使用的证明系统类型。
验证合约部署在链上,设计上是轻量级的。它唯一的目的是验证提交的证明的正确性。它持有验证密钥,该密钥在数学上源自证明者使用的相同逻辑。当智能合约收到证明时,它会根据密钥检查,并确认结果是否有效。与在链上运行完整计算相比,这个过程快速且成本低。
zkVM 或算术电路定义了程序的逻辑。它作为证明者的运行时环境。在某些系统中,这是用低级 DSL 编写的自定义电路,而其他系统则使用可以解释高级语言代码的完整虚拟机。这些组件共同实现了无需信任的链下执行和简洁的链上验证。
Circom、Noir、Risc Zero、SP1:语言和虚拟机
几种工具和框架已经出现,支持 ZK 协处理器的开发。Circom 是最早也是最广泛使用的电路语言之一。它允许开发者使用声明式语法定义算术电路。这些电路随后被编译成 Groth16 或 PLONK 等证明系统。Circom 以其灵活性而闻名,但学习曲线陡峭,需要手动电路设计。
Noir 是一种更新的语言,旨在使 ZK 开发更加易于使用。由 Aztec 开发的 Noir 是一种类似 Rust 的语言,抽象了约束系统的大部分复杂性。它自动编译成零知识电路,使编写具有可读语法的私有程序变得更容易。
除了语言之外,zkVM 因其能够在 ZK 友好环境中运行通用代码而受到关注。Risc Zero 提供了最先进的 zkVM 实现之一。它模拟 RISC-V 指令集,允许开发者将用 Rust 或 C 编写的任何程序作为零知识证明运行。由 Succinct 开发的 SP1 采用类似的方法,但旨在优化性能和在证明系统之间的可移植性。
这些环境至关重要,因为它们决定了 ZK 协处理器的表达能力、效率和可组合性。虽然低级电路对于性能关键的应用仍然有用,但 zkVM 正在实现更广泛的开发者采用和更快的迭代。
示例流程:Axiom 或 Bonsai 如何执行 ZK 逻辑
为了理解 ZK 协处理器在实践中如何工作,考虑一个像 Axiom 或 Risc Zero 的 Bonsai 这样的系统的执行流程。
在 Axiom 的模型中,开发者定义了一个关于以太坊历史数据的查询 — 例如,检查用户在过去的区块中是否持有特定余额。这个查询被发送到 Axiom 的链下协处理器。协处理器获取相关的链上数据,处理查询,并使用 zkVM 执行逻辑。一旦计算完成,协处理器生成一个证明结果正确性的零知识证明。这个证明被提交到链上的验证合约,该合约验证它并允许智能合约完全信任地使用结果。
Risc Zero 的 Bonsai 遵循类似的结构,但泛化了这个过程。开发者用 Rust 等高级语言编写他们的应用程序逻辑。这段代码被编译成 zkVM 镜像,并使用 Bonsai 的基础设施在链下执行。执行后,生成一个证明,可以通过链上验证器发布回任何区块链。
这种架构允许开发者构建强大、信任最小化的逻辑,而不会使区块链超载。它还实现了可重用、可组合的证明,可以服务于多个合约或应用程序。
什么使证明无需信任且可验证
ZK 协处理器的强大之处在于它支持的信任模型。与中心化的预言机或链下计算提供者不同,ZK 协处理器不要求用户信任执行计算的实体。相反,信任被转移到数学上。
这种信任的核心来自于零知识证明的结构。这些证明的设计确保任何无效的计算,哪怕是单个不正确的位,都会导致验证失败。假设密码学假设成立,验证合约不可能被欺骗接受错误的结果。
此外,由于验证者只需要公共输入、证明和验证密钥,因此不依赖于证明者的身份或行为。任何第三方都可以生成证明,只要它通过验证,就会被接受。这意味着证明者可以是去中心化的、无需许可的,甚至可以被激励,这是进一步在证明网络中探索的特性。
通过将密码学保证与区块链终局性相结合,ZK 协处理器实现了一个新的无需信任的执行层,不依赖于中心化服务、声誉或多签共识。
在 DeFi、跨链和 L2 生态系统中的角色
ZK 协处理器在需要信任最小化、成本效率或私密性的领域找到了实际的牵引力。在 DeFi 中,它们可以计算时间加权平均价格、一段时间内的资产持有量或自定义风险模型,而无需在链上存储所有数据。这使得更智能的金融合约成为可能,而不会增加 gas 成本或使区块链膨胀。
在跨链应用中,ZK 协处理器可以作为轻客户端。应用程序不必为每个链运行完整节点,而是可以验证另一个链状态的简洁证明。这大大简化了桥接和消息协议,提高了安全性和互操作性。
Layer 2 生态系统也在采用 ZK 协处理器作为优化 rollup 逻辑的方式。rollup 可以将特定任务委托给外部 ZK 协处理器,如欺诈检测、预言机验证或用户定义的逻辑,而不是在 rollup 电路内运行每个交互。这降低了证明成本,使 rollup 更加模块化。
因此,ZK 协处理器正在成为基础设施的重要组成部分。它们扩展了区块链的功能,而不会牺牲去中心化或性能。随着工具和运行时的成熟,它们可能成为任何先进去中心化应用程序开发堆栈的默认选项。
证明网络:连接协处理器与区块链
什么是证明网络?
证明网络是一个链下基础设施层,协调零知识证明的生成、验证和交付,服务于区块链应用程序。它作为 ZK 协处理器和区块链层之间的连接组织,确保在链下生成的证明能够以可扩展和去中心化的方式在链上高效验证。
ZK 协处理器能够为任意计算生成密码学证明。然而,这些系统需要一种方法将证明路由到正确的链上环境、管理数据依赖性,并确保证明按时生成且具有完整性。证明网络通过充当去中心化或半去中心化层来解决这些需求,管理证明者、验证者和相关的协调组件。
每个智能合约、rollup 或应用程序不必设置自己的隔离证明基础设施,证明网络允许多个实体接入共享的证明者生态系统。这减少了重复,降低了成本,并为零知识应用程序创建了更加模块化和可组合的生态系统。
它们如何连接协处理器和智能合约
证明网络的角色是接收由 ZK 协处理器生成的证明,并将其以智能合约可以使用的格式交付给链上验证者。这个过程涉及几个步骤,通常对最终用户是抽象的。
首先,用户或合约通过前端或 API 向 ZK 协处理器提交请求。协处理器执行所需的逻辑并生成证明。该证明不直接发布到链上,而是发送到证明网络协调者,协调者确保证明是有效的、与正确的计算相关联,且不重复。
一旦验证,证明网络要么自己将证明发布到链上,要么将其返回给用户或中继者,后者将其包含在交易中。智能合约接收证明并使用预加载的验证密钥对其进行验证。如果验证通过,合约基于受信任的结果继续其逻辑。
这种架构使 ZK 基础设施可扩展且可组合。开发者不需要将特定电路或证明系统硬编码到每个智能合约中,而是可以依靠证明网络作为中间件层,将链下计算连接到链上状态转换。
关键部分:证明者、验证者、中继者、协调者
典型的证明网络包括几个功能角色。证明者负责生成密码学证明。它们运行由应用程序定义的计算,并使用密码学库创建证明,证明计算被正确执行。根据网络设计的不同,证明者可能是专门的节点、GPU 工作者或可信执行环境。
验证者是链上智能合约,检查提交的证明的有效性。它们是轻量级、确定性和安全的。一旦证明通过验证,相关的计算被区块链接受为有效。
中继者是处理证明基础设施和区块链之间通信的链下参与者。它们将证明提交给适当的合约,包含必要的元数据,并确保及时交付。在某些网络中,中继者是可选的;在其他网络中,它们是受激励的参与者。
协调者管理请求与证明者的匹配。它们接收用户查询或计算请求,并将其分配给可用的证明者。协调者还可以聚合结果、去除重复的相同计算,并提供可用性保证。在去中心化网络中,这个协调层可以通过质押和罚没机制来确保完整性。
这些角色的分离允许灵活的架构。在较小的网络中,单个参与者可以执行多个角色,或者在更大的系统中,角色可以分散在许多参与者之间。这种模块化是在不同区块链和用例中扩展证明系统的关键。
现实世界的例子:Succinct、ZeroGravity、Lagrange
几个项目正在生产环境中构建证明网络。Succinct 的 Prover Network 允许开发者按需生成 ZK 证明并将其推送到任何兼容 EVM 的链。它支持去中心化证明,旨在使任何链上应用程序都可以通过简洁的证明进行验证。Succinct 还在 Tools for Humanity 的 World Chain rollup 实验上试用了其基础设施。
ZeroGravity 正在构建一个完全去中心化的证明层,支持多个证明后端。它专注于互操作性,旨在将 ZK 协处理器与以太坊、rollup 和模块化区块链(如 Celestia)连接起来。通过抽象证明生成和验证堆栈,它允许应用程序接入统一的 ZK 层。
Lagrange Network 专注于可验证的数据可用性和状态查询。它使应用程序能够请求对跨链查询的证明支持的回答,例如验证其他链上的代币余额或 NFT 所有权。Lagrange 使用模块化方法,允许开发者根据应用需求选择证明系统和数据源。
这些网络中的每一个都解决了问题的不同层面。有些专注于计算,有些专注于数据访问,还有一些专注于协议级基础设施。它们共同塑造了一个生态系统,在这个生态系统中,零知识计算可以成为区块链设计中的标准化、可重用层。
原生验证 vs. 模块化验证
证明网络与区块链交互的方式有两种主要模型:原生验证和模块化验证。
原生验证意味着区块链本身,通常在协议层面,支持零知识证明的验证。以太坊就是这种情况,它包含用于验证 Groth16 和 PLONK 证明的预编译合约。原生支持确保更快的验证和更低的 gas 成本,但它需要标准化并限制可以使用的证明类型。
模块化验证采用不同的方法。它将证明网络视为可以使用合约或桥接连接到任何链的外部服务。链上验证者合约可能由应用程序本身部署,证明格式在链下定义。这种模型更加灵活,允许开发者使用新的证明系统和自定义逻辑。然而,它带来了更高的成本和复杂性。
在原生验证和模块化验证之间的选择取决于应用程序的需求。原生验证适合具有可预测证明格式的高交易量应用程序。模块化验证更适合研究、自定义逻辑或快速发展的系统。证明网络越来越多地设计为支持这两种模型,提供后备路径和兼容性层。
随着 ZK 技术的不断发展,证明网络正在成为可扩展、无需信任计算的关键基础设施。它们使开发者能够构建强大的链下系统并将它们安全地连接到区块链环境。这样,它们将零知识证明从密码学概念转变为生产就绪的技术栈。
现实世界用例
链上分析:查询历史数据
ZK 协处理器最有影响力的应用之一是链上数据分析领域。区块链包含大量历史数据,如用户余额、合约状态和事件日志。然而,直接在链上实时访问和分析这些数据可能昂贵或不可行。ZK 协处理器提供了一个解决方案,使开发者能够在链下查询历史区块链状态并返回证明计算正确执行的证明。
Axiom 是最早将这个概念产品化的平台之一。它允许智能合约查询历史以太坊数据,例如钱包在过去某个区块是否持有最低余额,而无需手动解析存储或运行完整的存档节点。请求被发送到 Axiom 的协处理器,它从经验证的链下源检索数据,在 zkVM 内运行计算,并生成证明。然后这个证明被提交到以太坊,由合约验证。合约随后可以像在链上计算一样完全信任地处理结果。
通过使合约能够访问经过验证的历史上下文,像 Axiom 这样的 ZK 协处理器为更智能的 DeFi 协议、条件治理和基于时间的奖励开辟了道路,同时保持区块链的轻量级。
跨链状态查询和 rollup 桥
ZK 协处理器和证明网络的另一个重要用例是实现安全的跨链通信。传统上,在链之间桥接数据或资产涉及信任中间人或使用带有时间延迟的乐观假设。零知识证明提供了一种无需信任的替代方案。它们允许一个链验证特定状态或交易发生在另一个链上的证明,而无需运行源链的完整节点。
Lagrange Network 使开发者能够以可验证的方式执行这些类型的跨链查询。例如,以太坊上的智能合约可以请求在 Fraxtal 等 rollup 上的代币所有权或投票参与的证明。Lagrange 的协处理器获取并处理所需的状态,生成证明,并通过其证明网络将其中继到目标链。接收合约验证证明并立即使用信息,无需等待终局性延迟或使用可信桥。
同样,zkLink 正在开发连接多个链之间流动性和逻辑的基础设施。它允许 dApp 使用 ZK 证明从各种网络聚合状态并同步更新,而不会牺牲安全性。这些系统在保持强密码学保证的同时提高了互操作性,使它们非常适合跨链借贷、交易和治理。
AI x ZK:不揭示输入的情况下验证 ML 输出
零知识协处理器也正在人工智能领域被探索。机器学习模型越来越多地用于去中心化应用,但验证其输出是一个挑战。如果用户提交了一个 ML 结果 — 如分数、预测或分类 — 应用程序如何知道它是正确计算的而非被操纵的?
ZK 机器学习,或 ZKML,通过使用户能够在链下运行 ML 模型并生成其输出的零知识证明来解决这个问题。该证明证明特定输入被特定模型处理并产生了有效结果,而不会揭示输入本身或模型的内部权重。这保护了用户隐私和模型完整性。
Mina Protocol 在这一领域是领先的贡献者,开发了 zkML 工具,将神经网络编译成与 ZK 证明系统兼容的电路。开发者可以在链下运行推理并在链上发布证明,允许智能合约基于机器学习模型的经验证输出采取行动。
这种方法使在去中心化环境中实现保护隐私的身份检查、风险评估和内容过滤成为可能。随着 ML 模型变得更加强大,无需信任地验证它们的行为将变得越来越重要。
私人游戏、防女巫身份等
ZK 协处理器的模块化特性使其适用于一系列新兴用例。例如,在游戏中,玩家可能想要证明成就、分数或库存状态,而不揭示所有游戏数据。ZK 协处理器允许玩家生成他们游戏内行为的证明,这些证明可以用于奖励、排行榜位置或受限内容访问,同时保持敏感数据的私密性。
在身份系统中,ZK 证明可以证明用户满足某些标准 — 如唯一性、年龄范围或所有权历史 — 而不暴露个人信息。这对于需要防女巫或基于角色访问的去中心化社交平台和 DAO 至关重要,而无需依赖中心化身份提供者。
像 Worldcoin 这样的项目正在探索将生物识别数据与零知识证明结合以确认独特人性的方式,同时保持用户匿名性。虽然设计上有争议,但通过 World Chain 等公共链,底层证明架构正在被精炼和测试。这些系统中的证明网络作为全球身份认证的可扩展协调者。
现在什么已经上线,什么即将到来
上述描述的许多用例已经上线或正在积极开发中。Axiom 已经与领先的 DeFi 协议集成,支持带有经验证历史数据的链上分析。Lagrange 的跨链查询基础设施正在 rollup 上进行测试,使智能合约能够访问跨网络的数据。来自 Mina、Risc Zero 和 Modulus 的 zkML 工具正在被精炼,以支持零知识环境中高效的神经网络推理。
Succinct 和 ZeroGravity 等证明网络正在部署测试网,允许开发者提交任意计算请求并通过智能合约回调接收经验证的结果。这些网络正在抽象证明生成和交付的复杂性,使零知识基础设施可以被非密码学专家的开发者使用。
同时,限制仍然存在。证明生成的延迟、大型模型的高成本和有限的开发工具都是仍需要解决的挑战。然而,基础构建块 — 高效的 zkVM、可扩展的证明网络和模块化验证者合约 — 现在已经就位。
随着这些系统的成熟,ZK 协处理器和证明网络有望支持新一代应用程序,这些应用程序默认是无需信任、私密和可互操作的。
ZK 基础设施的未来
最后一个模块展望了塑造 ZK 生态系统的趋势。主题包括 zkWASM、PetraVM、去中心化证明市场、通用验证者和开发工具。它以互联网规模的无需信任计算的长期愿景作为结论 — 可扩展、私密且模块化设计。
zkWASM、PetraVM 和通用证明
ZK 基础设施开发的下一波浪潮专注于使零知识计算更加易于使用和灵活。一个重大进步是 zkWASM,它为 ZK 电路带来了 WebAssembly (WASM) 兼容性。WebAssembly 是许多现代网络和区块链应用程序使用的广泛采用的低级运行时。使 WASM 程序能够在 zkVM 内执行允许开发者重用现有工具并用熟悉的语言如 Rust、C 或 TypeScript 编写零知识逻辑。
像 zkWASM 和 PetraVM 这样的项目正在创建既高性能又对开发者友好的 zkVM。例如,PetraVM 被设计为优化递归证明,即一个证明验证另一个证明。这在证明聚合和递归 rollup 中有应用,许多较小的计算被捆绑成一个高效的证明。这些进步降低了在零知识环境中构建的复杂性,为更广泛的用例打开了大门,包括多层 dApp 和可验证计算市场。
向通用证明环境的转变意味着开发者将不再需要手动编写约束系统或电路。相反,他们将像编写普通代码一样编写应用程序逻辑,基础设施将在底层处理证明生成和验证。这将显著降低使用 ZK 技术的进入门槛。
可组合的证明层和通用验证者
随着 ZK 应用程序的增多,可组合性的需求变得更加紧迫。目前,大多数零知识系统是孤立的:每个电路、应用程序或 rollup 都有自己的验证者和证明格式。这种分散增加了成本,并使构建依赖多种类型验证数据的复杂应用变得困难。
通用验证者旨在通过允许单个智能合约验证来自多个来源或系统的证明来解决这个问题。这些验证者依赖可以适应不同证明结构的递归或可编程验证密钥。有了通用验证者,开发者可以构建接受来自各种证明网络、ZK 协处理器和 zkVM 的输入的合约,而无需为每个合约重新部署自定义逻辑。
这种可组合性也扩展到证明层。模块化证明层允许多个应用程序共享通用的证明基础设施。例如,一个 rollup 网络可能使用相同的证明网络来验证交易有效性、预言机响应或跨链交互。这减少了重复,并允许安全更新、优化或新的证明系统同时使多个应用受益。
将来自不同来源的证明组合成统一的逻辑流对于构建高级系统如去中心化 AI、链上 DAO 和跨链声誉协议至关重要。
去中心化证明市场和拍卖
扩展 ZK 基础设施最有前途的方向之一是去中心化证明市场的出现。今天,大多数证明基础设施要么是中心化的,要么是半可信的。随着对 ZK 计算需求的增长,一个无需许可的证明生成市场将成为匹配计算资源与应用需求的必要条件。
去中心化证明市场作为开放平台运作,任何人都可以提供证明服务 — 通常是通过运行 zkVM 或硬件加速器 — 并因有效提交而获得补偿。这些市场可能使用质押和罚没机制来确保完整性,并可能纳入声誉系统来奖励一致的表现。
拍卖也可用于匹配证明者与证明请求。应用程序可以提交具有定义参数的任务,并接受成本最低的有效证明。这创建了 ZK 计算的开放经济,允许供需在不需要中心化协调的情况下找到平衡点。
像 ZeroGravity 和 Succinct 这样的证明网络已经在试验这些模型。随着更多应用程序采用零知识逻辑,将证明工作外包给去中心化参与者网络的能力对于成本效率和抵抗审查都将变得至关重要。
开发者工具、延迟和用户体验挑战
尽管零知识基础设施已取得进展,但仍存在一些挑战。开发者工具仍处于早期阶段。编写、调试和测试 ZK 电路需要尚未广泛普及的知识。zkVM 正在帮助缩小这个差距,但生态系统仍然缺乏标准库、包管理器和在软件开发其他领域常见的形式验证工具。
延迟是另一个限制。生成 ZK 证明,尤其是对于大型计算或复杂程序,可能需要几秒钟甚至几分钟。虽然这对于异步工作流程如状态查询或批量更新是可接受的,但对于实时应用程序如游戏或低延迟交易可能是一个障碍。正在探索硬件加速和证明聚合以减少这种延迟。
从用户体验角度来看,与 ZK 系统交互通常不直观。用户可能需要批准额外步骤,等待链下证明生成,或与不熟悉的钱包和界面交互。简化这些交互对于主流采用至关重要。钱包集成、通知系统和抽象证明交付机制将在改善可用性方面发挥关键作用。
愿景:互联网规模的无需信任计算
ZK 协处理器和证明网络的长期愿景是实现互联网规模的无需信任计算。就像云计算使得在不拥有硬件的情况下运行大型应用程序成为可能一样,ZK 基础设施将允许开发者在任何地方运行私有、可验证的计算,并将无需信任的结果交付给任何区块链、应用程序或用户。
在这个模型中,计算成为一个模块化层。应用程序定义逻辑,用户提交输入,去中心化的证明者网络处理执行。结果是一个证明,任何人都可以验证。这颠覆了信任模型:我们不是通过重复计算来验证,而是使用密码学验证计算是否正确执行。
这种架构不仅限于金融应用。它适用于机器学习、社交图谱、科学研究、数字身份,甚至像 DAO 这样的协调系统。在正确性、隐私或可审计性重要的任何地方,零知识基础设施都可以增加价值。
随着标准的成熟和性能的提高,ZK 协处理器和证明网络有望成为 web3 技术栈的基础层。它们将实现既强大又有原则的应用程序,实现无中心化的可扩展性,无隔离的隐私性,以及无妥协的互操作性。
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