可驗證計算將在更多領域體現出新的價值。

作者： Cabin Crew

封面： Photo by Pawel Czerwinski on Unsplash

原用標題： Weekly Brief | ZK Coprocessors（ZK 協處理器）：進一步打開可驗證計算市場

可驗證計算（Verifiable Computing）市場的未來將是怎樣的？

廣義上的可驗證計算，指可以將計算任務外包給第三方算力提供者;（不受信任的）第三方算力提供者需要在完成計算任務的同時，提交一份關於計算結果的正確性證明。

目前的計算基於資源限制，硬體門檻及成本較高，都在催生外包可驗證計算的增長需求。 很多情況下，一些智慧合約必須依賴於正確計算並執行的假設，否則會導致生成結論不準確等嚴重後果。 因此，ZK 在可驗證計算中充當了非常重要的位置，也進一步打開對外包可驗證計算的市場期望。

在理想的零知識證明演算法下，區塊鏈可以不用保存原始的交易數據，而是保存協定生成的零知識證明，礦工節點只需驗證零知識證明，而無需驗證原始交易數據。 這些均得益於以 zk-SNARKs 為代表的零知識證明技術的進展。

同時，基於 zkVM，通過放棄採用「EVM」，在選擇放棄少部分乙太坊相容性的方式下，增加了相較 EVM 而言更廣泛的通用性，以促進可驗證計算的廣泛發展。

乙太坊的 ZK 協處理器（ZK Coprocessors，也譯作 ZK 輔助處理器）正在帶來新的思路，通過 ZKPs 將乙太坊歷史數據引入智能合約，這種架構可以帶來一些新的用例。

對 ZK 協處理器 Axiom 進行觀察，其思路在於：證明 ZK 中計算的有效性，使得計算結果可在鏈上使用。 zkCoprocessor 的結構或許可以視為：

zkVM x Storage Proof

Axiom 將透過以下模組運行：

讀取（Read）：

Axiom 使用 ZK 證明對乙太坊歷史區塊中的區塊頭、狀態、交易和收據進行 trustlessly 的讀取。 所有乙太坊鏈上數據都是以這些形式進行編碼的，因此，Axiom 可訪問任何歸檔節點（Archive Node）中可訪問的資訊。

計算（Compute）：

数据被摄取后，Axiom 就会在上面应用经过验证的计算原语 (primitives，一段用机器指令编写的完成特定功能的程序, 在执行过程中不允许中断)。

这包括从基本分析（总和、计数、最大、最小）到密码学（签名验证、密钥聚合）和机器学习（决策树、线性回归、神经网络推理）中的各种操作。每一块计算的有效性均通过 ZK 证明得到验证。

验证（Verify）：

Axiom 在每个查询结果中都有一个 ZK 有效性证明，即 (1) 输入数据是正确地从链中获取的 (2) 计算是正确地应用的。这个 ZK 证明在 Axiom 智能合约中进行链上验证，最终结果可 trustlessly 地供任何下游智能合约使用。

这可视为一个供其他平台使用的”Storage Proof “：Axiom 提供 API 端来生成 ZKp，以访问某一地址的账户存储中的插槽（storage slot），当 Axiom 对某区块地址的存储插槽的值进行链上验证后，其他合约可以 trustlessly 地访问并使用以太坊历史数据。

该概念下的其他项目还有： 

Bonsai ： 

Bonsai 是一个基于 StarkWare 开发的证明网络，通过 zkVM 将可验证计算带至其他链上。允许任何链、任何协议和任何应用程序利用 ZK 证明来实现扩展、隐私等，旨在成为通⽤的 ZK 计算加速器。 

RiscZero：

RiscZero 是 Bonsai 网络上的第一个产品，基于 STARK 的 ZKVM，旨在成为一个通用的 ZK 计算层，RiscZero 建立了一个 RISC-VISA zkVM（RISC-V 模拟器允许程序员用 Rust、C/C++和 Go 等语言为 zkVM 编写程序，目前仅支持 Rust），能够证明出处和正确执行，并被验证。

HyperOracle：

HyperOracle 是一個可程式設計的 ZK 預言機及協處理器，是一個 ZK 節點網路，可以運行任何具有執行痕跡證明的計算。 HyperOracle 在種子輪融資中獲 dao5 和紅杉中國種子基金共同領投的 300 萬美元融資。

Herodotus：

Herodotus 通過存儲證明技術，實現乙太坊與區塊鏈之間的同步跨層數據訪問。 Herodotus 與 Pragma 合作推出利用存儲證明的、高更新頻率的預言機，帶來了新的用例。

Poseidon：

Poseidon 提出了 ZK-ZK Aggregator，通過聚合器，將一批客使用者生成的證明合併成一個證明，以大大降低 ZKP 驗證成本，為 ZKML 等場景的鏈上驗證帶來可擴充性。

基於以上專案進展，我們很樂觀地對於 ZK 技術及環境的發展進行推測：

1）可驗證計算市場前景廣闊，會在更多領域體現出新的價值

2）zk 協處理器將逐漸成熟，以進一步減少驗證成本

3）zk 執行層正在逐漸成為開發者構建可擴展、高性能 Dapp 的更佳選擇

參考資料：

Axiom developer documentation：https://docs.axiom.xyz/axiom-architecture/verifying-storage-proofs；

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