L2 與 ALEO 零知識證明 ZKP 挖礦的未來_ZKP

來源：吳說區塊鏈

在公鏈賽道，零知識證明的路線已經十分清晰。未來大概率會形成以以太坊L1為核心保證安全性，在L2上部署ZKP以實現隱私功能的局面。除L2之外使用ZKP的公鏈還包括Aleo、Mina和Filecoin。

隨著以太坊結束POW，而ZKP又需要大量算力維持，因此可預見的將來，ZKP將承擔大量GPU算力。Messari在6月份的文章《WhatWillEthereumMinersdoAfterTheMerge?》中分析過ZKP承接以太坊算力的可行性。

“隨著用戶尋求更具表現力、高性能和私密性的計算，使用ZKP的復雜性將會增加。這將導致生成證明的速度變慢，需要使用專門的硬件才能及時生成證明。當比特幣首次推出時，任何擁有標準CPU/GPU的人都可以挖掘比特幣。最終，專業礦工開發了更高效的硬件，這使得CPU/GPU挖礦不再盈利。ZK挖礦很可能遵循類似的路徑，從標準GPU礦工開始，然后開發更高效的礦機。ZKP仍處于起步階段，但Paradigm預測ZK礦工/證明者市場在將來可能會增長到相當于PoW采礦市場的規模。”

受幣價上漲影響，以太坊L2 TVL重回90億美元:5月29日消息，據 L2BEAT 數據顯示，以太坊 Layer2 網絡總鎖倉量為 90.1 億美元，過去 7 日增幅為 4.09%。其中，Arbitrum One 上 TVL 約 59.4 億美元，過去 7 日增幅為 4.64%；Optimism 上 TVL 約 17.6 億美元，過去 7 日增幅為 1.7%。

此外，有空投預期的 zk 系 Layer2 網絡 TVL 增速較快，其中 zkSync Era 上 TVL 約為 3.38 億美元，過去 7 日增幅為 19.65%；Starknet 上 TVL 約為 6037 萬美元，過去 7 日增幅為 9.51%。[2023/5/29 9:48:19]

對比FPGA和GPU，頂級FPGA的硬件成本僅為頂級GPU的1/3，且能耗比超出GPU10倍。對比FPGA和ASIC，ASIC在編程時是一次性的，而ZKP的代碼不像比特幣那樣穩定不變，且不同ZKP的邏輯也存在差異，顯然ASIC不適合這種多變的業務。而FPGA只需簡單地刷新就可以修改程序，這意味著可以兼容多套ZKP邏輯。

以太坊核心開發者會議：討論EIP-4844和L2 EIP，預計接下來會議確定坎昆升級范圍:5月12日消息，以太坊核心開發者 Tim Beiko 發推總結最新一次的執行層會議討論內容，本次會議討論大部分都集中在 EIP-4844 上，并對 L2 EIP 進行了一些簡要討論，以及 Cancun 整體計劃。

MarioVega.eth 提出了一個關于區塊有效性條件的問題，該條件由某些客戶端隱式實現，但不是全部。我們同意將此作為明確的有效性條件。此外，Geth 團隊正在增加對 c-kzg 和 go-kzg 的支持，以允許用戶在遇到錯誤時輕松切換。會議還討論了兩個 EIP，其中一個包括 EIP-6969（在以太坊 L2 上引入 / 標準化 CSR 的提議）。Tim Beiko表示，希望在接下來的一兩次會議中可以最終確定升級的范圍。[2023/5/12 14:58:42]

因此更長遠的未來，FPGA有可能統治ZKP礦業，然而FPGA編程難度較大，目前該技術尚不成熟。短期內，GPU將會是ZKP礦業的主要設備。對于那些曾經的以太坊礦工，相較于將算力投入到如ETC或ETHW等被拋棄的公鏈上，他們自然有更大的商業動機去支持ZKP公鏈。

鏈游專用L2 Paima現已上線Cardano網絡:4月4日，據官方消息，區塊鏈游戲專用二層網絡 Paima 現已上線 Cardano 網絡，支持將構建在其他網絡上的區塊鏈游戲遷移至 Cardano。Paima 表示，網絡上的所有游戲都是非托管的，資金保留在用戶錢包中，不必轉移到游戲錢包中。[2023/4/4 13:44:16]

L2ZKP

當前ZK-Rollup的Proof和Batch提交過程目前是中心化的，由單一的Sequencer來決定提交的順序。如果要擴大礦工規模，這個過程需要實現去中心化，即任何礦工可以向L1提交Proof。關于如何實現去中心化，Vitalik曾提出過一些建議，例如成立一個DAO來進行定期的Sequencer決定權拍賣，或是隨機分配給其中一個節點而節點被選中的概率則和它存入Rollup的ETH數量成正比。然而無論哪種方式本質上都屬于POS機制，即由質押量的大小決定收入的高低，這與傳統挖礦方式有所不同。

Immutable X與MoonPay合作推出將其L2 以太坊出售為法幣的功能:7月5日消息，以太坊NFT二層擴容方案Immutable X與加密貨幣支付服務商MoonPay合作推出直接將其L2上的以太坊出售為法幣的功能，基于Immutable X建立的平臺的開發者可以將該功能嵌入平臺中。目前該功能僅向美國、英國和歐洲的用戶開放，并將于第三季度在Immutable X Marketplace上上線該功能。[2022/7/5 1:51:54]

當前，采用ZK-Rollup的主要L2包括zkSync和StarkNet。

zkSync的日常運行取決于為區塊生成零知識證明的計算服務提供商，即“StichtingZKSync”，這是一家在阿姆斯特丹注冊的非營利性荷蘭基金會。根據開發團隊MatterLabs的發展路線圖，zkSync未來計劃通過引入一個獨立的共識機制來實現去中心化，該機制具有兩個不同的角色：驗證者和Guardians。驗證者負責將交易打包成塊并為其生成零知識證明，他們的節點必須在具有良好互聯網帶寬的安全環境中運行，也就是我們通常理解的大礦池。

Shapeshift創始人：在某種類型的L2 ETH上錨定BTC會更合適:8月25日，推特網友分享數據稱：現在以太坊上錨定比特幣的數量比閃電網絡（Lightning）多40倍。經過2年多，閃電網絡仍未能整合、創新和被采用。數字資產交易平臺Shapeshift創始人兼首席執行官Erik Voorhees對此表示，這是一個有趣的統計數據，但是以太坊上的比特幣仍然需要支付昂貴的tx費用，而在Lightning中則沒有。以太坊基礎層上的比特幣并不能與閃電網絡相提并論。在某種類型的L2 ETH上錨定BTC會更合適。[2020/8/25]

Guardians是zkSync的Token持有者，根據Token份額來提名驗證者。Guardians的節點可以在普通電腦或云服務器上運行，不需要專門的服務商，因此不容易被審查。反之，Guardians可以通過監控交易數據選出不受審查的驗證者節點。

StarkNet在去中心化道路上同樣需要發行Token。目前，StarkNet手續費使用ETH支付，之后或許會使用StarkNet原生Token，也可能同時支持原生Token和ETH支付。Token除了用來支付手續費以外，還可以通過質押來對包括交易排序、STARK證明等做主投票決定，提高網絡完全性和抗審查性。

參考由Ohad提出的一則提案：添加基于BFT的定序器，排序者根據他們的股份進行選擇，為每個插槽選擇特定序列器。這個過程當中，網絡會添加一個slashing規則，盡可能以最佳方式在定序器和證明者之間耦合激勵。

ALEOZKP

ZKP挖礦中今年比較火的項目還有一個ALEO。ALEO是一條隱私公鏈，目前隱私公鏈賽道還沒有一條公鏈能夠脫穎而出，無論是oasis、secretnetwork還是platon，都沒有真正實現隱私功能的dapp。ALEO也是如此，暫時還沒有什么實用價值，不過與其他隱私公鏈不同的是，它的共識機制與傳統的PoW類似，都需要算力進行維持。區別在于ALEO挖礦底層計算不是任意的哈希函數，而是知識證明，因此它不僅可以充當PoW以確保網絡共識，還可以提供給定區塊中包含交易的驗證。

ALEO相較于L2的ZKP有一大優勢，即挖礦算法更簡單。在驗證區塊時，算法會產生一個隨機數，通過ZK計算后最終結果若小于目標值則計算正確，最先計算完成的節點擁有出塊權力。礦機每次在驗證一個區塊時都只需生成一個隨機數即可開始計算，這種挖礦邏輯在形式上與比特幣沒有太大差別。

而L2的ZKP計算則不然。L2面對的是一批次的交易，因此在驗證時需要對每筆交易都進行ZKP，最后打包上傳L1。這個過程就涉及并行計算的問題，因為即使單個CPU性能極強也不可能對成千上萬筆交易進行逐個驗證，必須通過像GPU這樣擁有多個運算單元的設備進行并行運算。不過，雖然GPU是目前最適合ZKP挖礦的設備，但為了適應L2挖礦還需要進一步的算法優化以實現并行運算。ALEO在這一方面就具有很大的優勢，它不需要并行運算，因此GPU礦機可以幾乎無縫對接。在隱私公鏈與ZKL2均不成熟的今天，那些閑置的ETH礦機或許更有動力將算力接入ALEO礦池。

然而，這一切是建立在ZKL2尚未成熟的前提下，由于ETH生態繁榮，只要L2上線，L1上的dapps就可直接遷移過來。而ALEO則不然，即使隱私公鏈技術成熟，團隊仍然需要投入大量的金錢來搭建整個生態，這顯然是ALEO的一大劣勢。我們可以將之稱作ETH系的生態護城河：無論是什么類型的L2，只要能在原先的底層公鏈技術上加上ZK，那么天然就存在價值捕獲能力了。這是ALEO等L1所不具備的。

總結

隨著抗審查需求的逐漸擴大，未來隱私賽道一定能成為革命性應用。目前，隱私證明中最具有可行性的就是ZKP，它需要大量的算力來維持，因此ZKP挖礦很可能成為和當初ETH挖礦規模相當的產業。

ZKP挖礦最需要解決的是去中心化問題，目前zkSync和StarkNet已經發布了相關的路線圖。從邏輯上看，要想實現去中心化，發行Token是必不可少的。Token不只是用來維持共識，還可以用來監管挖礦節點，一定程度上提高抗審查性。

挖礦設備中，性價比最高的當屬FPGA，然而考慮到FPGA編程難度極大，且由于GPU閑置礦機較多，短期內GPU更有可能統治該產業。

公鏈中，ZKP挖礦可以被任何ZK系列的L2采用，但L1目前只有ALEO允許。相比之下，ALEO不需要并行計算，因此閑置的GPU礦機可以無縫對接。而L2在生態方面更具優勢，用戶基礎更大，風險更小。

參考：

https://www.paradigm.xyz/2022/04/zk-hardware

https://messari.io/report/what-will-ethereum-miners-do-after-the-merge

https://docs.zksync.io/userdocs/decentralization/

https://community.starknet.io/t/starknet-decentralization-tendermint-based-suggestion/998

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