El algoritmo ZK-PoW propuesto por Opside tiene las siguientes ventajas:
Un mecanismo de fijación de precios de potencia informática ZK orientado al mercado, no solo se puede usar para la expansión (ZK-Rollup), sino que también se puede aplicar a AI (ZKML) en el futuro
Proporcionar una plataforma de potencia informática masiva para la próxima explosión a gran escala de ZK-Rollup (especialmente zkEVM); al mismo tiempo, también proporciona un nuevo escenario de minería para una gran cantidad de mineros inactivos
El algoritmo de envío de dos pasos de ZKP proporciona un mecanismo Prover descentralizado estándar para ZK-Rollup
Mecanismo optimizado de cálculo y envío de ZKP, que aumenta la eficiencia de la generación de ZKP en un 80 %
¿Por qué necesitamos un algoritmo PoW con potencia informática ZK?
Actualmente, hay múltiples ZK-Rollups ejecutándose en la red principal de Ethereum, incluida la era Polygon zkEVM y zkSync. Sin embargo, de hecho, la mayoría de los proyectos ZK-Rollup actuales no han implementado un probador descentralizado. Por ejemplo, la red principal beta de Polygon zkEVM se basa en un agregador confiable para enviar ZKP, y la era zkSync es similar.
Cuando el número de ZK-Rollups es pequeño, es factible un probador centralizado. Sin embargo, con la madurez de la tecnología de expansión ZK, especialmente la implementación gradual de la tecnología zkEVM en los próximos uno o dos años, la cantidad de ZK-Rollups marcará el comienzo de un crecimiento muy considerable. En el caso de ZK-Rollup masivo, el probador centralizado también causará muchos problemas:
En primer lugar, los probadores son costosos y requieren equipos profesionales y salas de computación No todos los operadores de ZK-Rollup tienen la capacidad de mantener un grupo de probadores centralizado. Por lo tanto, necesitamos mineros profesionales para soportar la demanda de potencia informática de ZK-Rollup masivo en el futuro.
En segundo lugar, si solo hay un probador, el tiempo de inactividad de un solo nodo hará que no se confirme toda la transacción ZK-Rollup. Necesitamos un mecanismo Prover descentralizado para alentar a varios mineros a participar en el cálculo de un ZKP al mismo tiempo y obtener las recompensas correspondientes.
Finalmente, necesitamos un algoritmo de optimización ZKP estandarizado para mejorar la eficiencia general del hardware.
Algoritmo ZK-PoW de Opside
Como una cadena pública altamente descentralizada, Ethereum ya está superpoblada y la tarifa del gas es extremadamente cara. Muchas aplicaciones Web3, especialmente los derivados financieros, juegos, redes sociales, etc., deben migrarse a la capa 2 u otras cadenas públicas. De hecho, no es difícil simplemente proporcionar un entorno de ejecución de alto rendimiento y bajo consumo de gas, y algunas soluciones centralizadas pueden hacerlo fácilmente. La dificultad es cómo mantener un alto grado de descentralización al mismo tiempo que se garantiza un alto rendimiento y un bajo consumo de combustible.
En el diseño de Opside, cada aplicación Web3 puede tener un ZK-Rollup exclusivo y puede elegir libremente la cadena base. Actualmente, Opside admite 4 cadenas base, a saber, Ethereum, Opside, cadena BNB y Polygon. En otras palabras, los desarrolladores pueden optar por implementar su propio ZK-Rollup en estas 4 cadenas públicas. Con el fin de respaldar la demanda de recursos de hardware masivos que genera una gran cantidad de ZK-Rollups, Opside también proporciona un mercado de poder de cómputo ZKP unificado, alentando a los mineros a generar ZKP para estos ZK-Rollups.
Mecanismo de distribución de recompensas PoW
Opside adopta el consenso híbrido PoS y PoW. Entre ellos, la parte PoS se mejora según el consenso de ETH2.0. Por lo tanto, Opside contará con más de 100.000 validadores para brindar disponibilidad masiva de datos, y al mismo tiempo tener un alto grado de descentralización.
En la etapa de red de prueba Pre-Alpha, según el algoritmo PoW, dentro de un bloque Opside, cada Rollup presentará una secuencia de acuerdo con ciertas reglas. Todas las secuencias dividen las recompensas de PoW del bloque actual de acuerdo con el número actual de espacios acumulados registrados y el número de lotes incluidos. Por supuesto, es posible que algunos resúmenes no presenten secuencias en algunos bloques, por lo que la inflación real de PoW será menor de lo esperado.
Miner puede elegir libremente participar en el cálculo de ZKP de uno o más Rollups. En el futuro, cada secuencia estimará la carga de trabajo según el tipo de ZK-Rollup correspondiente, la cantidad de transacciones de Rollup involucradas, la cantidad de uso de gas, etc., por lo que las diferentes secuencias tendrán un precio diferente.
Para evitar comportamientos maliciosos relacionados con Miner, Miner debe estar registrado en un contrato de sistema especial y tokens de compromiso. Miner debe prometer el token correspondiente para un Rollup en el contrato del sistema antes de enviar ZKP para el Rollup. Las recompensas recibidas por Miner por enviar ZKP también se distribuirán de acuerdo con la proporción del monto prometido, para evitar el comportamiento malicioso de Miner que envía ZKP varias veces.
Para obtener más detalles, consulte Opside Tokenomics
Algoritmo de envío de dos pasos de ZKP: mecanismo de prueba descentralizado estándar
Para alentar a varios mineros a participar en una tarea de cálculo de ZKP al mismo tiempo, Opside propone un mecanismo de verificación de ZKP de dos pasos. La parte de la recompensa de PoW correspondiente a un ZKP se distribuirá a los remitentes de ZKP válidos, es decir, a los mineros, de acuerdo con ciertas reglas.
1 Enviar prueba de hash: dentro de una ventana de tiempo, para una determinada secuencia, se permite que varios mineros participen en el cálculo de la prueba de conocimiento cero. Después de que cada minero calcula la prueba, no envía la prueba original directamente, sino que calcula el hash de prueba de (prueba/dirección) y envía el hash de prueba al contrato.
2 Enviar ZKP: después de la ventana de tiempo, el minero envía la prueba original y la verifica con el proofhash enviado anteriormente. Los mineros que pasan la verificación pueden obtener recompensas PoW, y el monto de la recompensa se distribuye de acuerdo con la proporción de la cantidad prometida por los mineros.
Para obtener más detalles, consulte el Algoritmo de envío de dos pasos de ZKP
Algoritmo de generación de ZKP optimizado: la eficiencia del minero aumentó en un 80 %
Cuando el contrato inteligente de Rollup verifica ZKP, si se envían los datos de prueba originales, puede desencadenar un ataque a la cadena. Para evitar ataques maliciosos, ZK-Rollup a menudo requiere un trabajo adicional para ocultar los datos de prueba originales. Una solución es que el ZKP enviado por el minero contenga el resultado de la agregación de la dirección del minero. El algoritmo de envío de dos pasos de ZKP propuesto por Opside adopta inteligentemente el modo de primer envío + verificación posterior, y ya no necesita hacer cálculos de agregación innecesarios similares para la prueba y la dirección.
Además, en algunos zkEVM de código abierto, el cálculo y el envío de ZKP son en serie. Cuando ZK-Rollup envía una gran cantidad de secuencias, los mineros no pueden calcular varios ZKP al mismo tiempo. En Opside, el algoritmo de envío de dos pasos de ZKP realiza la computación paralela y el envío en serie de ZKP, lo que permite que las máquinas mineras realicen múltiples tareas de generación de ZKP al mismo tiempo, lo que acelera enormemente la eficiencia de generación de ZKP.
El equipo de Opside también realizó una serie de optimizaciones en el algoritmo de agregación recursiva ZKP, lo que mejoró por completo la utilización de los recursos de la máquina en el clúster y mejoró aún más la velocidad de cálculo de ZKP.
En el entorno de prueba de presión real, el minero tiene un grupo de máquinas que consta de 20 CPU de 128 núcleos + 1 TB de RAM, y la transacción de prueba es estable a 27,8 TPS durante unos 40 minutos. En las mismas condiciones, Opside redujo el tiempo medio de confirmación de las transacciones de unos 5-6 minutos a unos 3 minutos y aumentó la eficiencia de la generación de ZKP en un 80 % aproximadamente. En el futuro, con la adición de más ZK-Rollups y mineros, la escala del lado de la demanda y el lado de la oferta del mercado de potencia informática ZK se ampliará aún más, y la mejora de la eficiencia que trae el algoritmo PoW de Opside será más evidente.
Resumir
El algoritmo ZK-PoW propuesto por Opside define de manera creativa un mecanismo de fijación de precios orientado al mercado para la potencia informática de ZK. Este mercado de potencia informática proporciona una plataforma de potencia informática masiva para la próxima explosión a gran escala de ZK-Rollup (especialmente zkEVM); también proporciona un nuevo escenario de minería para una gran cantidad de mineros inactivos.
El algoritmo de envío de dos pasos de ZKP proporciona un mecanismo Prover descentralizado estándar para ZK-Rollup, alentando a más mineros a proporcionar potencia informática ZKP estable y continua. Al mismo tiempo, el mecanismo optimizado de cálculo y envío de ZKP aumenta la eficiencia de la generación de ZKP en un 80 %.
En el futuro, los escenarios de aplicación del mecanismo PoW de Opside se pueden expandir fácilmente, no solo para la expansión de la capacidad (ZK-Rollup), sino también para la IA (ZKML) en el futuro.
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Lea el algoritmo ZK-PoW de Opside en un artículo
##TL;DR
El algoritmo ZK-PoW propuesto por Opside tiene las siguientes ventajas:
¿Por qué necesitamos un algoritmo PoW con potencia informática ZK?
Actualmente, hay múltiples ZK-Rollups ejecutándose en la red principal de Ethereum, incluida la era Polygon zkEVM y zkSync. Sin embargo, de hecho, la mayoría de los proyectos ZK-Rollup actuales no han implementado un probador descentralizado. Por ejemplo, la red principal beta de Polygon zkEVM se basa en un agregador confiable para enviar ZKP, y la era zkSync es similar.
Cuando el número de ZK-Rollups es pequeño, es factible un probador centralizado. Sin embargo, con la madurez de la tecnología de expansión ZK, especialmente la implementación gradual de la tecnología zkEVM en los próximos uno o dos años, la cantidad de ZK-Rollups marcará el comienzo de un crecimiento muy considerable. En el caso de ZK-Rollup masivo, el probador centralizado también causará muchos problemas:
Algoritmo ZK-PoW de Opside
Como una cadena pública altamente descentralizada, Ethereum ya está superpoblada y la tarifa del gas es extremadamente cara. Muchas aplicaciones Web3, especialmente los derivados financieros, juegos, redes sociales, etc., deben migrarse a la capa 2 u otras cadenas públicas. De hecho, no es difícil simplemente proporcionar un entorno de ejecución de alto rendimiento y bajo consumo de gas, y algunas soluciones centralizadas pueden hacerlo fácilmente. La dificultad es cómo mantener un alto grado de descentralización al mismo tiempo que se garantiza un alto rendimiento y un bajo consumo de combustible.
En el diseño de Opside, cada aplicación Web3 puede tener un ZK-Rollup exclusivo y puede elegir libremente la cadena base. Actualmente, Opside admite 4 cadenas base, a saber, Ethereum, Opside, cadena BNB y Polygon. En otras palabras, los desarrolladores pueden optar por implementar su propio ZK-Rollup en estas 4 cadenas públicas. Con el fin de respaldar la demanda de recursos de hardware masivos que genera una gran cantidad de ZK-Rollups, Opside también proporciona un mercado de poder de cómputo ZKP unificado, alentando a los mineros a generar ZKP para estos ZK-Rollups.
Mecanismo de distribución de recompensas PoW
Opside adopta el consenso híbrido PoS y PoW. Entre ellos, la parte PoS se mejora según el consenso de ETH2.0. Por lo tanto, Opside contará con más de 100.000 validadores para brindar disponibilidad masiva de datos, y al mismo tiempo tener un alto grado de descentralización.
En la etapa de red de prueba Pre-Alpha, según el algoritmo PoW, dentro de un bloque Opside, cada Rollup presentará una secuencia de acuerdo con ciertas reglas. Todas las secuencias dividen las recompensas de PoW del bloque actual de acuerdo con el número actual de espacios acumulados registrados y el número de lotes incluidos. Por supuesto, es posible que algunos resúmenes no presenten secuencias en algunos bloques, por lo que la inflación real de PoW será menor de lo esperado.
Miner puede elegir libremente participar en el cálculo de ZKP de uno o más Rollups. En el futuro, cada secuencia estimará la carga de trabajo según el tipo de ZK-Rollup correspondiente, la cantidad de transacciones de Rollup involucradas, la cantidad de uso de gas, etc., por lo que las diferentes secuencias tendrán un precio diferente.
Para evitar comportamientos maliciosos relacionados con Miner, Miner debe estar registrado en un contrato de sistema especial y tokens de compromiso. Miner debe prometer el token correspondiente para un Rollup en el contrato del sistema antes de enviar ZKP para el Rollup. Las recompensas recibidas por Miner por enviar ZKP también se distribuirán de acuerdo con la proporción del monto prometido, para evitar el comportamiento malicioso de Miner que envía ZKP varias veces.
Para obtener más detalles, consulte Opside Tokenomics
Algoritmo de envío de dos pasos de ZKP: mecanismo de prueba descentralizado estándar
Para alentar a varios mineros a participar en una tarea de cálculo de ZKP al mismo tiempo, Opside propone un mecanismo de verificación de ZKP de dos pasos. La parte de la recompensa de PoW correspondiente a un ZKP se distribuirá a los remitentes de ZKP válidos, es decir, a los mineros, de acuerdo con ciertas reglas.
1 Enviar prueba de hash: dentro de una ventana de tiempo, para una determinada secuencia, se permite que varios mineros participen en el cálculo de la prueba de conocimiento cero. Después de que cada minero calcula la prueba, no envía la prueba original directamente, sino que calcula el hash de prueba de (prueba/dirección) y envía el hash de prueba al contrato.
2 Enviar ZKP: después de la ventana de tiempo, el minero envía la prueba original y la verifica con el proofhash enviado anteriormente. Los mineros que pasan la verificación pueden obtener recompensas PoW, y el monto de la recompensa se distribuye de acuerdo con la proporción de la cantidad prometida por los mineros.
Para obtener más detalles, consulte el Algoritmo de envío de dos pasos de ZKP
Algoritmo de generación de ZKP optimizado: la eficiencia del minero aumentó en un 80 %
Cuando el contrato inteligente de Rollup verifica ZKP, si se envían los datos de prueba originales, puede desencadenar un ataque a la cadena. Para evitar ataques maliciosos, ZK-Rollup a menudo requiere un trabajo adicional para ocultar los datos de prueba originales. Una solución es que el ZKP enviado por el minero contenga el resultado de la agregación de la dirección del minero. El algoritmo de envío de dos pasos de ZKP propuesto por Opside adopta inteligentemente el modo de primer envío + verificación posterior, y ya no necesita hacer cálculos de agregación innecesarios similares para la prueba y la dirección.
Además, en algunos zkEVM de código abierto, el cálculo y el envío de ZKP son en serie. Cuando ZK-Rollup envía una gran cantidad de secuencias, los mineros no pueden calcular varios ZKP al mismo tiempo. En Opside, el algoritmo de envío de dos pasos de ZKP realiza la computación paralela y el envío en serie de ZKP, lo que permite que las máquinas mineras realicen múltiples tareas de generación de ZKP al mismo tiempo, lo que acelera enormemente la eficiencia de generación de ZKP.
El equipo de Opside también realizó una serie de optimizaciones en el algoritmo de agregación recursiva ZKP, lo que mejoró por completo la utilización de los recursos de la máquina en el clúster y mejoró aún más la velocidad de cálculo de ZKP.
En el entorno de prueba de presión real, el minero tiene un grupo de máquinas que consta de 20 CPU de 128 núcleos + 1 TB de RAM, y la transacción de prueba es estable a 27,8 TPS durante unos 40 minutos. En las mismas condiciones, Opside redujo el tiempo medio de confirmación de las transacciones de unos 5-6 minutos a unos 3 minutos y aumentó la eficiencia de la generación de ZKP en un 80 % aproximadamente. En el futuro, con la adición de más ZK-Rollups y mineros, la escala del lado de la demanda y el lado de la oferta del mercado de potencia informática ZK se ampliará aún más, y la mejora de la eficiencia que trae el algoritmo PoW de Opside será más evidente.
Resumir
El algoritmo ZK-PoW propuesto por Opside define de manera creativa un mecanismo de fijación de precios orientado al mercado para la potencia informática de ZK. Este mercado de potencia informática proporciona una plataforma de potencia informática masiva para la próxima explosión a gran escala de ZK-Rollup (especialmente zkEVM); también proporciona un nuevo escenario de minería para una gran cantidad de mineros inactivos.
El algoritmo de envío de dos pasos de ZKP proporciona un mecanismo Prover descentralizado estándar para ZK-Rollup, alentando a más mineros a proporcionar potencia informática ZKP estable y continua. Al mismo tiempo, el mecanismo optimizado de cálculo y envío de ZKP aumenta la eficiencia de la generación de ZKP en un 80 %.
En el futuro, los escenarios de aplicación del mecanismo PoW de Opside se pueden expandir fácilmente, no solo para la expansión de la capacidad (ZK-Rollup), sino también para la IA (ZKML) en el futuro.