一文讀懂Opside的ZK-PoW算法_ZKP

Opside提出的ZK-PoW算法，具有以下優勢：

一個市場化的ZK算力定價機制，不但可以用于擴容（ZK-Rollup），在未來也可以應用于AI（ZKML）

為即將到來的ZK-Rollup（尤其是zkEVM）的大規模爆發提供了海量算力平臺；同時也為大量閑置的礦工提供了新的挖礦場景

ZKP的兩步提交算法，為ZK-Rollup提供了標準的去中心化Prover機制

優化的ZKP計算與提交機制，將生成ZKP的效率提高了80% 

當前，以太坊主網上已經有多個ZK-Rollups在運行了，包括Polygon zkEVM以及zkSync era。然而實際上目前絕大部分的ZK-Rollup項目都沒有實現去中心化的prover。例如Polygon zkEVM的beta mainnet中依靠trusted aggregator來提交ZKP，zkSync era也是類似。

zkSync Era推出新證明系統升級Boojum，將協助網絡過渡到STARK支持的證明系統:7月17日消息，zkSync Era宣布推出新證明系統升級Boojum，將協助網絡過渡到STARK支持的證明系統。由于Boojum證明者僅需要16GBRAM，團隊表示Boojum是證明者實現去中心化的重要步驟。此外，Boojum還將對zkSyncEra定序器提供性能補充。[2023/7/17 10:59:19]

當ZK-Rollup數量不多的時候，中心化的prover是可行的。但是隨著ZK擴容技術的成熟，特別是未來一到兩年時間內zkEVM技術的逐漸落地，ZK-Rollup數量將迎來非常可觀的增長。在海量ZK-Rollup的情況下，中心化的prover也會引發很多問題：

首先，prover成本高昂，且需要專業的設備與機房，不是每一個ZK-Rollup的運營者都具有維護一個中心化的prover集群的能力。因此我們需要專業的礦工來承擔未來海量的ZK-Rollup的算力需求

數據：過去一周USDC流通量減少3億美元，當前總流通量為282億美元:6月18日消息，據官方數據，過去7天Circle共發行8億美元USDC，贖回11億美元USDC，流通量減少約3億美元。截至6月15日，USDC總流通量為282億美元，儲備量為283億美元，其中現金35億美元，隔夜回購協議248億美元。[2023/6/18 21:45:02]

其次，如果只有一個prover，那么單節點宕機就會造成整個ZK-Rollup的交易無法被確認。我們需要一個去中心化Prover機制來鼓勵多個礦工同時參與一個ZKP的計算，并獲得對應的獎勵。

最后，我們需要一個標準化的ZKP優化算法，來提升整體的硬件效率。

作為一條高度去中心化的公鏈，Ethereum已經擁擠不堪，gas fee極其昂貴。很多Web3應用，尤其是金融衍生品、Game、社交網絡等，需要往layer 2 或者其他公鏈遷移。其實，單純提供高性能和低gas的執行環境并不難，一些中心化的方案可以很容易做到這一點。難的是如何在保證高性能和低gas同時，保持高度的去中心化程度。

Mirror：應用中斷問題已經解決:金色財經報道，Web3內容發布平臺Mirror表示，應用中斷問題已經解決。

此前報道，Mirror應用由于負載而遭到中斷，團隊正在調查根本原因。[2023/5/17 15:07:07]

在Opside 的設計中，每一個 Web3 應用都可以擁有一個專屬的 ZK-Rollup，并且可以自由選擇base chain。目前，Opside支持4 條base chain，分別是Ethereum、Opside、BNB chain、Polygon。也就是說，開發者可以選擇在這4 條公鏈上面部署自己的ZK-Rollup。為了支撐數量眾多的ZK-Rollups 帶來的海量硬件資源的需求，Opside 還提供了一個統一的 ZKP 算力市場，鼓勵Miner來為這些ZK-Rollups 生成 ZKP。

Opside采用了PoS和PoW混合共識。其中PoS部分是基于ETH 2.0 的共識改進的。因此，Opside將擁有超過10 w多個validator來提供海量的數據可用性，同時具有高度的去中心化程度。

RSS3將發布AI開放平臺，為開發者提供訓練鏈上數據的GPT模型環境:3月19日消息，Open Web 信息分發協議 RSS3 將發布面向開發者的 Web3 AI 開放平臺，為開發者提供訓練鏈上數據的 GPT 模型的環境。基于此環境訓練的模型將擁有對去中心化網絡中數據和信息的獲取、處理、與思考能力。范圍涵蓋且不局限于 DeFi、NFT、去中心化社交等領域。

此前，RSS3 生態內首款面向 C 端用戶的搜索引擎產品 hoot.it 已上線基于 GPT 的 HootGPT，可以為用戶提供獨特、自然和互動的搜索體驗。[2023/3/19 13:13:37]

在Pre-Alpha測試網階段，根據PoW算法，一個Opside區塊內，每個Rollup會按照一定規則提交一個sequence。所有sequence根據當前Rollup slots注冊數量來以及包含的batch數量來劃分當前區塊的PoW獎勵。當然，可能某些rollup在某些區塊沒有提交sequence，因此PoW實際的通脹會低于預期。

消息人士：Ark Invest購買超17萬股GBTC，約145萬美元:11月22日消息，據unusual_whales發推稱，Cathie Wood旗下方舟基金（Ark Invest）購買了176945股GBTC份額，購買金額約145萬美元，當前灰度GBTC負溢價率42.62%，較昨日45.2%的歷史新低有所回升。[2022/11/22 7:55:27]

Miner可以自由選擇參與其中一個或者多個Rollup的ZKP計算。在未來，各個sequence將根據對應的ZK-Rollup類型、所包含的Rollup交易數量、gas使用量等進行工作量預估，從而對不同sequence進行不同的定價。

為了避免Miner相關的惡意行為，Miner需要在一個特殊的系統合約中注冊，并質押代幣。Miner需要在系統合約中為一個Rollup質押相應的token，才可以為該Rollup提交ZKP。Miner提交ZKP獲得的獎勵也將依據質押量比例來分配，從而避免Miner多次提交ZKP的惡意行為。

更多細節請參考Opside Tokenomics

為了鼓勵多個礦工同時參與一個ZKP的計算任務，Opside提出了一個兩步提交的ZKP驗證機制。一個ZKP對應的PoW獎勵份額，會按照一定規則分配給有效ZKP的提交者，也就是礦工。

1. 提交proofhash：在一個時間窗口內，對于某個sequence，允許多個礦工參與zero-knowledge proof的計算。各個礦工計算出proof之后，并不直接提交原始的proof，而是計算（proof / address）的proofhash，并向合約提交proofhash。

2. 提交ZKP：在時間窗口后，礦工提交原始的proof，并與之前提交的proofhash進行驗證。驗證通過的礦工都可以得到PoW獎勵，獎勵金額按照礦工質押量的比例來分配。

更多細節請參考ZKP's Two-Step Submission Algorithm

Rollup的智能合約驗證ZKP的時候，如果提交的是原始proof數據，就有可能引發鏈上攻擊行為。為了防止惡意攻擊行為，ZK-Rollup往往需要進行額外的工作量來隱藏原始的proof數據。有一種解決方案是，礦工提交的ZKP包含了對礦工地址的聚合結果。Opside提出的ZKP的兩步提交算法，則巧妙地采用了先提交+后驗證的模式，不再需要對proof和地址做類似的不必要的聚合計算。

此外，在一些開源的zkEVM中，ZKP的計算與提交都是串行的。當ZK-Rollup提交了大量的sequence時，礦工無法同時計算多個ZKP。在Opside中，ZKP的兩步提交算法實現了ZKP的并行計算與串行提交，允許礦機同時執行多個ZKP生成任務，從而大大加速了ZKP的生成效率。

Opside團隊還對ZKP遞歸聚合算法進行了一系列的優化，充分提升了集群內機器資源的利用率，進一步提高了ZKP的計算速度。

在實際的壓測環境中，礦工擁有20 臺128 core CPU + 1 TB RAM組成的機器集群，測試交易穩定在27.8 TPS約40 分鐘。在相同條件下，Opside將交易的平均確認時間從約5-6 分鐘降低到了約3 分鐘，ZKP生成效率提高了約80% 。在未來，隨著更多ZK-Rollup以及礦工的加入，ZK算力市場的需求端和供給端的規模將進一步擴大，Opside的PoW算法帶來的效率提升將體現得更加明顯。

Opside提出的ZK-PoW算法，創造性地定義了一個市場化的ZK算力定價機制。這個算力市場為即將到來的ZK-Rollup（尤其是zkEVM）的大規模爆發提供了海量算力平臺；同時也為大量閑置的礦工提供了新的挖礦場景。

ZKP的兩步提交算法，為ZK-Rollup提供了標準的去中心化Prover機制，鼓勵更多的礦工提供穩定、持續的ZKP算力。同時，優化的ZKP計算與提交機制，將生成ZKP的效率提高了80% 

在未來，Opside的PoW機制的應用場景可以輕易地拓展，不但可以用于擴容（ZK-Rollup），在未來也可以應用于AI（ZKML）。

Opside Team

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