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Opside提出的ZK-PoW的优势及奖励分配机制

2023-06-02

以太坊的主要网络上已经有几个ZK-Rollups在运行,其中包括 PolygonzkEVM和zk同步 era。但事实上,大部分 ZK Rollup项目并未实现分散式管理。例如, PolygonzkEVM在测试主网中依赖于 trustedaggregator提交 ZKP, zkSync era也是如此。

 

当 ZK组合数量较少时,集中式提供商就可以使用。但随着 ZK扩容技术的不断成熟,尤其是在未来一两年内, ZK扩容技术将会逐渐成熟, ZK扩容技术的数量将会越来越多。

 

ZK-PoW算法由 Opside提出,其优点如下:

 

一种市场化的 ZK算力定价机制,不仅可以用于扩容(ZK-Rollup),未来还可以用于 AI (ZKML)。

 

这将为未来ZK-Rollup (特别是 ZkEVM)的大规模爆发提供海量计算平台。同时还有一个新的挖矿场景,供那些闲着没事干的矿工们使用。

 

ZKP的两步提交算法,用于ZK-Rollup的标准分散提供商机制

 

优化了 ZKP的计算和提交机制,使 ZKP的生成效率提高了80%。

 

基于 PoW的奖赏分配机制

 

解决方案使用的是 PoS和 PoW的混合共识。其中 PoS部分是在 ETH2.0的基础上对其进行改进的。因此,在高度分散的情况下, Opside将会有超过10 W的 validator来提供大量数据。

 

在Pre-Alpha网络测试阶段,按照 PoW算法,每一组 Rollup都会根据一定的规则提交序列信息。所有序列将当前块的 PoW奖励按照当前的 Rollup序列注册数和包含的 batch数进行分配。当然,也有可能有一些 rollup没有在一些区块上提交序列,这样 PoW的实际通胀率就会比预期的要低。

 

Miner可以自由地选择参与 ZKP计算中的一项或多项。在将来,各个 sequence将根据其对应的ZK-Rollup类型、所包含的 Rollup交易数量、 gas使用量等来估算其工作量,进而对不同的 sequence做出不同的定价。

 

为防止与 Miner有关的恶意行为, Miner必须与特定的系统协议进行登记,并对代币进行质押。Miner要为 Rollup提交 ZKP,需要将对应的 token质押到系统合同中。同时, Miner提交零点数据所得到的奖励也将按照质押量的比例进行分配,以防止 Miner恶意提交零点数据。

 

一种ZK-PoW算法

 

作为一个高度分散的公共链,艾瑟尔姆已经人满为患,而且 Gasfee的价格也非常昂贵。很多Web3的应用,比如金融衍生产品,比如游戏,比如社交网络等等,都需要迁移到 layer 2或者其它的公链上去。事实上,简单地提供高性能、低 gas执行环境并非难事,一些集中式方案就能轻松完成。难点在于如何保持高度分散,同时又能保持高性能和低气量。

 

根据 Opside的设计,每个Web3应用程序都有自己独有的 ZK队列,并可自由选择基本队列。目前 Opside支持4个基带,分别为 Ethereum, Opside, BNB带, Polygon。也就是说,开发者们可以将自己的ZK-Rollup部署到这四个公链上。为支持ZK-Rollups数量庞大而对硬件资源的需求, Opside提出了ZK-Rollups的统一算力市场,并鼓励 Miner为ZK-Rollups生成 ZKP。

 

优化的 ZKP生成算法:提升80%的矿工效率

 

Rollup智能合约在对 ZKP进行验证时,如果提交了原始的 proof数据,可能会引发链上攻击。为防止恶意攻击,ZK-Rollup通常需要额外工作来隐藏原始 proof数据。一个解决办法就是矿工提交一个 ZKP,该 ZKP包含一个矿工地址汇总的结果。在 ZKP中, Opside提出的两步提交算法,巧妙地采用了“先提交+后验证”的模式,避免了对 proof、地址等进行不必要的聚合运算。

 

另外,在某些开放源码 zkEVM中, ZKP的计算和提交采用串行方式进行。当ZK-Rollup提交大量序列时,矿主不能同时计算一个以上的 ZKP。在 Opside中,零KP的二步提交算法实现了零KP的并行计算和串行提交,使得矿机可以同时完成多个零KP生成任务,极大地提高了零KP生成的效率。

 

在此基础上, Opside团队进一步优化了 ZKP的递归聚集算法,以充分利用机群资源,提高计算速度。

 

在一个真实的压力测试环境下,这个矿主有一组20个 CPU,128核心 CPU+1 TB内存,40分钟内测试交易稳定在27.8 TPS。在同样的情况下,该算法使交易确认时间由5-6分钟缩短为3分钟左右,并使零知识点生成效率提高80%左右。未来,随着越来越多的ZK-Rollup及矿工的加入, ZK算力市场供需两端的规模将进一步扩大, Opside的 PoW算法所带来的效率提升也将更为显著。