Orijinal kaynak: Brevis

Brevis ekibi, modüler ve verimli sıfır bilgi sanal makinesi (zkVM) olan Pico'yu gururla piyasaya sürüyor. Pico, geliştiricilerin Lego blokları inşa eder gibi uygulamanın hesaplama ihtiyaçlarına göre esnek bir şekilde zkVM inşa etmelerine olanak tanır, böylece performans ve kullanıcı deneyimi optimize edilir. Geliştiriciler, zengin yerleşik seçenekler arasından özgürce seçim yapabilir veya ihtiyaçlarını karşılayan özel bir bilgi işlem süreci oluşturmak için kanıt arka ucunu ve sanal makine örneklerini tamamen özelleştirebilir.

Pico, yalnızca temeldeki yardımcı işlemcileri (örneğin, belirli VM talimat işlemlerini hızlandırmak için önceden derlenmiş modülleri kullanma) desteklemekle kalmayıp aynı zamanda blok zinciri geçmiş verilerini kullanan uygulamaların performansını 32 kata kadar artıran Brevis'in zincir üstü veri zkCoprocessor'ını yerel olarak entegre eden "Glue-and-Coprocessor" mimarisini yeniden tanımlıyor.

Pico henüz eksiksiz bir GPU hızlandırma kümesi çözümü sunmasa da, CPU tarafında dünyanın en iyi performansını elde etti. RISC0, SP1, OpenVM vb. gibi diğer endüstri zkVM'leriyle karşılaştırıldığında Pico, CPU'da %70 ila %155 daha hızlı çalışarak yeni bir performans ölçütü belirliyor.

Pico v1.0 sürümünün yayınlanmasıyla, geliştiricilerin aşağıdaki temel parametreleri esnek bir şekilde ayarlamasına olanak tanıyan, özel bilgi işlem mimarilerini destekleyen dünyanın ilk zkVM'sini tanıttık:

İsteğe bağlı kanıt arka ucu: KoalaBear ve BabyBear'da STARK'ları ve Mersenne 31'de CircleSTARK'ları destekler.

Esnek kanıt süreci:Farklı uygulama gereksinimlerine uyum sağlamak için güvenliği, ölçeklenebilirliği ve kanıt oluşturma verimliliğini optimize edin.

Zincir üstü geçmiş veri erişimi: Dahili zincir üstü veri zkCoprocessor aracılığıyla geliştiriciler, dApp'ler oluşturmak için geçmiş blok zinciri verilerini özgürce sorgulayabilir ve hesaplayabilir, böylece optimum hesaplama performansı ve programlama esnekliği elde edebilirler.

Pico, RISC-V komut setiyle uyumludur ve Rust geliştirme araç zincirini destekler. Modüler mimarisi sayesinde Pico gelecekte sürekli olarak yükseltilebilir ve en son ZK teorik araştırma yeniliklerine kolayca uyum sağlayabilir. İster yeni nesil zk uygulamaları ister ZK alanında son teknoloji keşifler olsun, Pico geliştiricilere istikrarlı ve güçlü bir bilgi işlem temeli sağlayabilir.

Pico Geliştirme Kılavuzu'nu ziyaret edin, GitHub deposunu keşfedin ve en son güncellemeleri almak ve ZK bilişiminin geleceğini ortaklaşa tanıtmak için Telegram veya Discord tartışma grubuna katılın.

Pico neden üretilir?

Brevis'in ilk ürünü olan zincir üstü veri zkCoprocessor, DeFi ve diğer alanlarda yaygın olarak kullanıldı. Birçok ortak, ana ağda Brevis tabanlı yenilikçi özellikler dağıttı. Bunlar arasında Kwenta, Usual, Algebra Labs, JoJo Exchange, Trusta vb. yer alıyor. Ayrıca PancakeSwap, Celer, Gamma, Quickswap, Frax, Mask Network, Kernel, Beraborrow, Thena ve Kim. Protokol, 0G, Bedrock, Mellow Finance, ZettaBlock, Hemera

ve Mendi Finance ve diğer önde gelen protokoller ve uygulamalar da Brevis'e dayalı yeni nesil ürünler ve özellikler geliştiriyor.

Ancak, bu öncü ekiplerle işbirliği yapma sürecinde, zk bilişiminin gerçek uygulama gereksinimlerinin giderek daha çeşitli hale geldiğini ve aşağıdaki temel zorluklarla karşı karşıya olduğunu gördük:

1. Farklı uygulama gereksinimlerine uyum sağlama

Farklı projelerin iş mantığı farklıdır ve performans gereksinimleri büyük ölçüde farklılık gösterir. Geleneksel "tek tip" zkVM veya sabit ZK devre çözümleri değişen ihtiyaçları karşılayamaz. Kanıt akışını esnek bir şekilde özelleştirme veya özel devreleri entegre etme (işlem kodu düzeyinde veya uygulama düzeyinde) yeteneği olmadan, zkVM'nin ölçeklenebilirliği sınırlı olacaktır.

2. En son ZK teknolojisini benimseyin

ZK alanı hızla gelişiyor ve yeni kanıt arka uçları, çerçeveler ve kriptografik atılımlar sonsuz bir akışta ortaya çıkıyor. Mevcut zk çözümlerinin çoğu, kapalı mimarileri nedeniyle bu yenilikçi teknolojileri hızlı bir şekilde entegre etmekte zorluk çekiyor ve bunun sonucunda kanıtlanmış eskime, düşük performans, yüksek hesaplama maliyetleri ve sınırlı optimizasyon alanı ortaya çıkıyor.

Pico'nun modüler çözümü: gerçekten esnek ve ölçeklenebilir

Bu zorlukların üstesinden gelmek için Pico modüler bir mimari benimsiyor ve şunları sağlıyor:

· Birden fazla proof arka ucu desteği:Hesaplama performansını ve uyumluluğunu garanti altına almak için en son proof arka ucunu istediğiniz zaman değiştirin veya yükseltin.

· Özelleştirilebilir kanıt süreci: Geliştiriciler, belirli uygulama ihtiyaçlarını karşılamak için kanıt oluşturma kanalını özgürce özelleştirebilir.

· Ölçeklenebilir yardımcı işlemci entegrasyonu: Sabit bir zkVM çerçevesine bağlı kalmadan özel yardımcı işlemcilerin oluşturulmasını veya entegre edilmesini destekler.

Yenilikçi mimari Yapıştırıcı ve Eş İşlemci: Geleneksel zkVM'nin darboğazını aşmak

Pico, performans, çok yönlülük ve ölçeklenebilirlik arasında bir denge sağlamak için verimli özel devreleri (Ortak İşlemciler) genel amaçlı zkVM (Glue) ile birleştiren "Glue-and-Coprocessor" mimarisini benimser.

Ortak işlemciler:ZK kanıtlarının verimliliğini artırmak için yoğun görevleri (aritmetik işlemler, kriptografik hesaplamalar, makine öğrenimi vb.) optimize eder.

Genel zkVM (Glue): Tüm mantıksal hesaplamaların güvenli bir şekilde gerçekleştirilebilmesini sağlamak için genel kanıt ve doğrulama sürecini yönetmekten sorumludur.

Bu mimarinin avantajları nelerdir?

Pico, çok yönlülüğün ve özel devrelerin hesaplama gücünü birleştirerek, geleneksel zkVM ile karşılaştırıldığında daha hızlı ve daha fazla programlama esnekliğiyle kanıtlar üretir.

Ön derlemeler, karma hesaplama ve imza doğrulama gibi düşük seviyeli işlemleri hızlandırmak için RISC-V talimat setini genişleten yaygın bir yardımcı işlemcidir. Pico, geliştiricilerin önceden derlenmiş modülleri ihtiyaçlarına göre özelleştirmelerine destek oluyor ve ayrıca kullanıma hazır optimizasyon çözümleri sağlıyor.

Ancak, yalnızca ön derleme tüm uygulamaların performans gereksinimlerini karşılamak için yeterli değildir. Örneğin: Bir geliştirici, bir yatırımcının son 30 günde 10.000 Uniswap işlemi tamamladığını ve toplamda 50 milyon dolar değerinde işlem gerçekleştirdiğini kanıtlamak istiyorsa, hesaplamalar için yalnızca zkVM kullanması, yüksek yürütme maliyeti olan bir Merkle ağacı dahil etme kanıtı programı ve bir RLP ayrıştırıcısı yazılmasını gerektirir.

Bu sınırlamayı nasıl aşabiliriz?

Pico, Brevis'in zincir üstü veri zkCoprocessor'ını uygulama düzeyinde bir yardımcı işlemci olarak yerel olarak entegre ederek, geliştiricilerin zincir üstü geçmiş verilere etkin bir şekilde erişmesini ve hesaplamasını sağlar ve maliyetleri %67 oranında azaltırken 32 kat performans iyileştirmesi sağlar.

Tablo 1: Pico'nun yardımcı işlemciyle geliştirilmiş sürümü ile yerel Pico arasındaki performans karşılaştırması (4096 işlem, günlük boyutu: 40)

Pico ayrıca bu mimariyi, zk hesaplamanın verimliliğini daha da artırmak için doğrulanabilir AI akıl yürütme ve Reth gibi uygulama düzeyindeki yardımcı işlemcilere de genişletir.

Esnek kanıt arka ucu ve özelleştirilebilir bilgi işlem süreci

1. Birden fazla kanıt arka ucu için esnek destek

Pico, aşağıdakiler de dahil olmak üzere birden fazla sıfır bilgi kanıt sistemiyle uyumludur:

STARK (KoalaBear, BabyBear)

CircleSTARK (Mersenne 31)

Örneğin, Poseidon2 karma işlevi zkVM yinelemeli kanıtlarda yaygın olarak kullanılır. Aynı STARK sistemi altında, KoalaBear'ın kanıt verimliliği BabyBear'ınkinden çok daha üstündür. Performans, hesaplama mantığını değiştirmeden kanıt arka ucunu değiştirerek büyük ölçüde iyileştirilebilir.

2. Özelleştirilebilir Kanıt İş Akışı

Pico, geliştiricilerin ölçeklenebilirliği, maliyeti ve gecikmeyi optimize etmek için kanıt oluşturma sürecini özgürce ayarlamalarına olanak tanır.

· Örnek düzeyinde optimizasyon: Geliştiriciler, her VM örneğinin hesaplama sürecini (kanıt arka ucu, hesaplama yongaları, bellek yönetimi vb. dahil) özelleştirebilir.

· ProverChain: RISCV → CONVERT → COMBINE → COMPRESS → EMBED → ONCHAIN gibi modüler süreçlerle bilgi işlem verimliliğini optimize edin.

· İsteğe bağlı merkezi olmayan doğrulama: Geliştiriciler, performans ve merkeziyetsizlik arasında denge kurmak için ihtiyaçlarına göre EVM üzerinde zincir üstü doğrulama yapıp yapmamayı seçebilirler.

Sektör Performans Rekorlarının Yenilenmesi: zkVM için Yeni Bir Ölçüt Belirlenmesi

Son performans ölçütlerinde, Pico mevcut zkVM çözümlerini kapsamlı bir şekilde geride bıraktı ve CPU hesaplama ortamlarında inanılmaz performans iyileştirmeleri gösterdi. RISC0, SP1 ve OpenVM üzerinde aşağıdaki temel bilgi işlem görevlerini kapsayan karşılaştırmalı testler gerçekleştirdik:

· Fibonacci hesaplamaları

· Tendermint blok konsensüsü

· Ethereum Reth blok #17106222 kanıtı

Hesaplama ortamında tutarlılığı sağlamak için tüm testler bir AWS r7a.48xlarge örneğinde (192 çekirdekli CPU, 1,5 TB RAM) gerçekleştirildi. Sonuçlar şunu gösteriyor:

· Pico, tüm görevlerde ikinci en hızlı çözümden %155 daha hızlı çalışıyor ve yeni bir zkVM hesaplama performansı rekoru kırıyor!

· Pico'nun CPU hesaplama gücü, özellikle verimli hesaplama gerektiren uygulama senaryoları için oldukça uygundur.

Tablo 2: AWS r7a.48xlarge'da (192 çekirdek, 1,5 TB bellek) Fibonacci, Tendermint ve Reth-block 171 görevlerinde RISC0, OpenVM, SP1 ve Pico'nun performans kıyaslama sonuçları

GPU hızlandırılmış sürüm yakında geliyor

Mevcut veriler CPU testlerine dayansa da Pico, önümüzdeki aylarda yayınlanması beklenen GPU hızlandırılmış bir sürüm üzerinde çalışıyor. Pico'nun GPU hızlandırmalı versiyonu, zk hesaplama yeteneklerini daha da artıracak, daha güçlü bir verim ve hesaplama verimliliği sağlayacak ve gelecekte kapsamlı bir GPU performans test raporu yayınlayacağız.

Devlerin Omuzlarında Durmak

Pico, her biri sıfır bilgi kanıtlı sistemlerde son teknoloji ilerlemeyi temsil eden aşağıdaki projelerden ilham alıyor.

Bu yenilikler üzerine inşa edilen Pico, modüler ve yüksek performanslı bir zkVM sağlar:

Plonky3: Pico'nun kanıt arka ucu, modülerliğini zkVM katmanına genişleten ve geliştiricilere uygulamalarına en uygun kanıt alanını ve kanıt sistemini seçme esnekliği sağlayan Plonky3'e dayanmaktadır.

SP1: Pico, yinelemeli derleyicinin ve ön derlemelerin tasarımı ve kısıtlamaları da dahil olmak üzere SP1'in çip tasarımı ve kısıtlama sisteminden önemli ölçüde ilham almaktadır.

Valida: Pico'nun, Valida'nın bu alandaki öncü çalışmalarından esinlenerek geliştirdiği çapraz tablo arama uygulaması.

RISC0: Pico'nun Rust araç zinciri, başlangıçta RISC0 için geliştirilen araç zincirine doğrudan dayanmaktadır.

Pico Geliştirici Topluluğuna Katılın

Brevis, sıfır bilgi teknolojisinin geleceğinin her zaman iş birliği ve inovasyonda yattığına inanmıştır. Pico yalnızca bir zkVM değil, aynı zamanda gelecek nesil zk uygulamalarının oluşturulmasına yardımcı olan bir geliştirme platformudur.

· Pico geliştirme belgelerini okuyun: Pico Belgeleri

· GitHub kod tabanını keşfedin: GitHub Deposu

· Topluluk tartışmalarına katılın: Telegram veya Discord

Sıfır bilgi işlem sınırlarını genişletmek ve akıllı, güvensiz, merkezi olmayan bir dünya yaratmak için birlikte çalışalım!

Bu makale bir katkıda bulunan tarafından sağlanmıştır ve BlockBeats'in görüşlerini temsil etmemektedir.