ZK領域硬件加速的先鋒：解讀Cysic的願景與布局

近期，以太坊創始人Vitalik在香港區塊鏈峯會上再次強調了ZK-SNARKs在以太坊danksharding路線圖中的重要性，並指出ASIC芯片對ZK加速的巨大潛力。事實上，ZK技術在Web3和傳統行業都有望帶來範式級變革，但目前ZK證明的生成效率和經濟成本仍是制約其大規模應用的關鍵因素。

爲解決這一問題，一些ZK加速項目應運而生。其中，Cysic憑藉其在ZPrize競賽中的優異表現和雄厚的融資背景,成爲市場關注的焦點。本文將深入探討Cysic的產品原理、業務模式以及ZK硬件加速的基本原理。

ZK證明系統的工作流程

ZK證明系統的核心流程包括:

1. 問題設置:確定待證明的內容
2. 算術化與CSP:將待證明內容轉化爲邏輯門電路和多項式形態
3. 選擇合適的證明系統(如Halo、Plonk等)生成ZKP程序
4. 證明者使用ZKP程序生成證明,交由驗證者驗證

目前區塊鏈中廣泛使用的是zk-SNARK技術,主要利用了其簡潔性而非零知識性。zk-SNARK的特點是證明生成成本高但驗證成本低,這種不對稱性使其非常適合去中心化驗證場景。

但高昂的ZKP生成成本最終會轉嫁到用戶體驗和手續費上,限制了ZK技術的大規模應用。爲此,一些ZK加速項目如Cysic、Ingonyama等應運而生,試圖從不同角度降低ZKP的生成成本。

ZKP生成的主要計算瓶頸

ZKP生成過程中,最消耗計算資源的兩項任務是MSM(多標量乘法)和NTT(數論變換),佔據證明生成時間的80-95%。

MSM主要用於橢圓曲線上的計算,可以大量並行化但需要消耗大量內存。NTT則用於加速多項式乘法,涉及隨機內存訪問,對硬件不友好。

優化這兩項計算的方法包括:

• 算法優化:如Hyperplonk等新算法試圖消除NTT操作
• 硬件加速:利用GPU、FPGA或ASIC等硬件提高計算效率

Cysic的ZK加速戰略

Cysic的發展戰略分爲四個階段:

1. 基於GPU開發SDK,爲ZK應用提供解決方案並整合全網GPU資源
2. 利用FPGA實現定制化的ZK硬件加速
3. 自主研發基於ASIC的ZK Depin硬件
4. 構建Cysic Network,作爲SAAS平台/礦池整合各類ZK算力資源

Cysic Network:ZK礦池與SaaS平台

Cysic Network作爲ZK礦池和SaaS平台,將集成Cysic自有算力和第三方算力資源。其工作流程包括:

1. ZK項目方向代理人提交證明任務
2. Prover接受任務並生成ZK證明
3. 驗證者委員會檢查證明有效性並投票

Cysic Network還搭建了專屬公鏈,採用Proof of Compute (PoC)共識算法。

GPU、FPGA和ASIC方案

在GPU加速方面,Cysic自研的CUDA SDK比開源框架提速50%-80%以上。

在FPGA領域,Cysic實現了全球最快的MSM、NTT等模塊。其SolarMSM和SolarNTT在大規模計算中表現出色。

在ASIC方面,Cysic正在開發兩款產品:面向普通用戶的ZK Air和面向大型項目的ZK Pro。這兩款設備預計2025年上市,將構建穩定可靠的ZK-DePIN網路。

隨着Cysic Network的發展和ZK硬件的普及,ZK計算領域可能迎來類似比特幣挖礦的熱潮,市場規模有望實現爆發式增長。