専門化と一般化、ZK の未来はどちらになるでしょうか?

原作者：もー

オリジナル編集：ルフィ、フォーサイトニュース

専門化と一般化、ZKの未来はどちらでしょうか？この質問に画像を使って答えてみましょう。

図に示すように、将来、トレードオフ座標系上の魔法の最適点に収束することは可能でしょうか?

いいえ、オフチェーン検証可能なコンピューティングの将来は、特化された ZK と汎用 ZK の間の境界があいまいになる連続的な曲線です。これらの用語の歴史的変遷と、将来どのように融合するかについて説明させてください。

2 年前、「独自の」ZK インフラストラクチャとは、circom、Halo 2、arkworks などの低レベルの回路フレームワークを意味していました。これらのフレームワークを使用して構築された ZK アプリケーションは、基本的に手書きの ZK 回路です。特定のタスクでは高速かつ安価ですが、多くの場合、開発と保守が困難です。これらは、NAND チップやコントローラー チップなど、今日の IC (集積回路) 業界で見られるさまざまな特定用途向け集積回路チップ (物理シリコン ウェーハ) に似ています。

しかし、過去 2 年間で、特殊な ZK インフラストラクチャは徐々に「一般化」されてきました。

現在、ZKML、ZK コプロセッサ、および ZKSQL フレームワークが用意されています。これらは、ZK 回路コードを 1 行も記述することなく、さまざまなクラスの ZK アプリケーションを構築するための、使いやすく高度にプログラム可能な SDK を提供します。たとえば、ZK コプロセッサを使用すると、スマート コントラクトがトラストレスな方法で過去のブロックチェーンの状態、イベント、トランザクションにアクセスし、このデータに対して任意の計算を実行できるようになります。 ZKML を使用すると、スマート コントラクトが AI 推論結果を活用して、トラストレスな方法で幅広い機械学習モデルを処理できるようになります。

これらの進化したフレームワークは、薄い抽象化層 (SDK/API) とベアメタル回路に近いため、高いパフォーマンスと低コストを維持しながら、ターゲット ドメイン内のプログラマビリティを大幅に向上させます。

これらは、IC 市場における GPU、TPU、FPGA に似ており、プログラム可能なドメインの専門家です。

ZKVM も過去 2 年間で大きな進歩を遂げました。すべての汎用 ZKVM が低レベルの特殊な ZK フレームワーク上に構築されていることは注目に値します。そのアイデアは、特殊な回路と命令セット (RISC-V または類似の WASM) の組み合わせにコンパイルできる高級言語 (SDK/API よりもさらに使いやすい) で ZK アプリケーションを作成できるということです。 IC業界におけるCPUチップのようなものです。

ZKVM は、ZK コプロセッサなどと同様、低レベルの ZK フレームワーク上の抽象化レイヤーです。

ある賢人がかつて言ったように、1 つの抽象化レイヤーはコンピューター サイエンスの問題をすべて解決しますが、同時に別のレイヤーも生み出します。トレードオフ、それが鍵です。基本的に、ZKVM ではパフォーマンスと汎用性の間にトレードオフがあります。

2 年前、ZKVM の「ベアメタル」パフォーマンスは非常に悪かったです。ただし、わずか 2 年で、ZKVM のパフォーマンスは大幅に向上しました。

なぜ？

これらの「一般的な」ZKVM はより「特殊化」されているためです。パフォーマンス向上の主な理由は「プリコンパイル」です。これらのプリコンパイラは、SHA 2 などの一般的に使用される高レベル プログラムやさまざまな署名検証を、命令回路フラグメントに分割する通常のプロセスよりもはるかに高速に計算できる特殊な ZK 回路です。

したがって、その傾向は今や非常に明白です。

特化された ZK インフラストラクチャはより汎用化されており、汎用 ZKVM はより特化されています。

過去数年間の両方のソリューションの最適化により、以前よりも良いトレードオフが実現し、別の点を犠牲にすることなく、ある点で進歩するようになりました。だからこそ、双方とも「自分たちは間違いなく未来だ」と感じるのです。

しかし、コンピューター サイエンスの知恵によれば、ある時点で「パレート最適の壁」 (緑色の点線) に遭遇することになります。つまり、一方のパフォーマンスを向上させるには他方のパフォーマンスを犠牲にすることはできないということです。

そこで、100 万ドル規模の疑問が生じます。やがて、あるテクノロジーがもう一方のテクノロジーに完全に置き換わるでしょうか?

IC 業界の助けを借りて理解すると、CPU の市場規模は 1,260 億ドルですが、IC 業界全体 (およびすべての「特殊な」IC) の規模は 5,150 億ドルです。ミクロな観点から見ると、歴史はここでも繰り返され、それらが互いに入れ替わることはないと私は確信しています。

そうは言っても、今日では、「おい、私は汎用の CPU だけを搭載したコンピューターを使っている」とか、「これは特殊な IC を搭載した派手なロボットだ」などと言う人はいないでしょう。

はい、この問題はマクロな観点から見る必要があります。将来的には、開発者が独自のニーズに応じて柔軟に選択できるようにするためのトレードオフ曲線が存在します。

将来的には、専用の ZK インフラストラクチャと汎用の ZKVM が連携できるようになります。これはさまざまな形で実現できます。最も簡単な方法が可能になりました。たとえば、ZK コプロセッサを使用してブロックチェーン トランザクション履歴に計算結果を生成できますが、これらのデータの計算ビジネス ロジックは非常に複雑であり、SDK/API で単純に表現することはできません。

できることは、データと中間計算結果の高性能かつ低コストの ZK 証明を取得し、証明の再帰によってそれらを汎用 VM に集約することです。

この種の議論は興味深いと思いますが、私たちは皆、オフチェーンの検証可能な計算によって推進される、ブロックチェーンの非同期コンピューティングの未来を構築していることを知っています。今後数年間で大量のユーザーに採用されるユースケースが出現するにつれて、この議論は最終的に展開されると私は信じています。