20221104-国盛证券-通信行业专题研究_区块链_ZK证明计算_算力硬件的新征途__13页_985kb

区块链与ZK证明计算总结

核心内容

零知识证明（ZKP）在区块链行业，尤其是以太坊扩容中扮演着重要角色。ZKP通过验证交易有效性而不泄露具体数据，为隐私计算和区块链扩展性提供了新的可能性。然而，ZKP的生成过程较为复杂，是当前技术发展中的主要挑战。

主要观点

• ZKP的潜力：ZKP技术在隐私保护和区块链扩容方面具有巨大潜力。其验证过程快速，且可扩展性强，是构建可扩展隐私平台的重要基础。
• 生成证明的难点：尽管验证容易，但生成ZK证明的计算复杂度高，耗时长，这限制了其大规模应用。
• ZK证明计算的市场：随着以太坊合并后，矿机算力需求转向其他领域，ZK证明计算为这些硬件提供了新的应用场景，形成新的算力市场。
• 硬件适配性：不同ZK算法对硬件的需求不同，未来可能向FPGA和ASIC方向发展，但目前仍处于早期阶段，标准化程度低，算法快速迭代。

关键信息

ZK算法方案对比

ZK证明计算的挑战

• MSM与FFT：证明生成过程中主要依赖MSM（多标量乘法）和FFT（快速傅里叶变换），两者均对算力需求高。
• MSM问题：具有可预测的内存访问模式，适合并行计算，但数据量大、耗时长。
• FFT问题：依赖随机内存访问，难以在分布式基础设施中优化，且对带宽需求高。

硬件选择与性能对比

Aleo的探索

• 目标：构建一个可编程的隐私DeFi平台，结合ZKP技术实现全栈隐私计算。
• 共识机制：采用PoSW（简洁工作证明），基于SNARK的激励算法，确保系统共识和交易验证。
• 架构：Layer1负责验证，执行层在链下，矿工生成SNARK证明提交至Layer1。
• 算力需求：Aleo对CPU和GPU要求较高，对内存和固态存储要求较低。
• 改装成本：Filecoin P1P2算力机改装成本最低，ETH矿机改装成本较高。

ZK证明计算的市场前景

• Scroll的创新：Scroll作为ZKRollup项目，尝试创建去中心化的证明市场，允许矿工通过提供GPU、FPGA、ASIC等硬件参与证明生成。
• 市场模式：去中心化算力市场可能形成类似比特币或以太坊矿池的结构，矿工通过贡献算力获得奖励。
• 行业趋势：随着ZK技术发展和应用需求增加，硬件可能逐渐向ASIC方向演进，但不会一步到位。

风险提示

• 商业模式落地不及预期：ZK技术仍处于早期阶段，相关项目和市场可能面临技术或经济模型落地困难。
• 监管政策的不确定性：各国对区块链项目的监管尚不成熟，政策变化可能影响行业发展。

结论

ZK证明计算为区块链行业带来了隐私和扩展性的双重机遇，但其生成过程复杂、算力需求高。随着以太坊合并后算力资源的重新配置，ZK证明计算为矿机提供了新的应用方向。Aleo作为典型代表，探索了ZK技术与隐私计算的结合，其算力需求和改装方案对市场具有指导意义。未来，FPGA和ASIC可能成为ZK证明计算的主流硬件，但其发展仍需依赖算法优化和行业成熟度。