zkVM

0. 简介 本文探讨zkCoprocessor与zkOracle的技术差异与应用场景。 1. zkCoprocessor的定义 存在两种主流定义：1）Axiom提出的历史数据验证型；2）RISC Zero主张的链下计算卸载型。社区观点分化为状态预言机派与zkVM派，最终形成两类实践方案：数据访问型（如Axiom）和zkVM计算型（如RISC Zero）。 2. zkOracle的定义 Hyper Oracle提出的zkOracle兼具输入/输出预言机功能，支持历史数据访问与可编程计算，形成端到端解决方案。相比zkCoprocessor的垂直功能，zkOracle提供更完整的技术栈。 3. 核心差异 zkOracle实现异步处理、跨链互操作和计算卸载三大功能，而两类zkCoprocessor分别专注数据访问（跨链场景）和zkVM计算（Rollup优化）。zkOracle通过自动化执行机制解决zkCoprocessor在去中心化程度和开发复杂度上的局限。 4. 应用选择 基础DApp可用纯合约；需丰富数据选Axiom等协处理器；复杂计算场景适用Bonsai等zkVM方案；DeFi 3.0等全功能DApp需zkOracle实现数据+计算+自治三位一体能力。

介绍Steel：一种强化的合金，连接RISC Zero与以太坊 RISC Zero推出的基于Alloy的视图调用证明库Steel，通过零知识证明和RISC Zero zkVM的强大功能，使开发人员能够以可扩展、安全且经济高效的方式执行视图调用，并可验证地读取和计算以太坊的状态。Steel弥合了以太坊应用开发与零知识技术之间的差距，使开发人员能够更轻松地在智能合约中利用零知识证明的强大功能。结合RISC Zero zkVM的能力，Steel使开发人员能够在以太坊L1或任何EVM等效链上构建更安全、可扩展且高效的应用。

Bonsai ZK协处理器通过链下计算扩展链上应用功能，大幅降低Gas成本并保持去中心化验证。该架构支持以太坊及其他区块链，允许开发者将复杂逻辑迁移至Rust程序链下执行，通过zkVM生成可验证证明。典型应用场景包括DAO治理和Web2到Web3验证，能降低50%以上Gas费用。开发者只需编写zkVM程序与Solidity合约即可接入Bonsai，无需自建ZK基础设施。

Delphinus Lab通过zkWASM技术实现Web2与Web3的无缝衔接，让开发者使用熟悉语言（如Rust/C++）无需密码学知识即可构建可验证应用。其开源zkWASM虚拟机兼容主流编程语言，支持浏览器端高效运行，解决了传统ZK开发门槛高、生态割裂的痛点。目前该技术已落地游戏引擎、公平空投等场景，并与Blade Games、MineMatrix等合作验证商业化路径。团队采取开放生态策略，共享节点收益并推动模块化工具链建设，目标成为”Web3版Chainlink”，助力中小应用低成本上链。随着ZK性能持续优化（百万指令证明耗时15秒），zkWASM有望成为Mass Adoption的关键基础设施。

以太坊基金会核心成员Justin Drake提出Beam Chain提案，计划重构以太坊共识层以解决MEV问题、提升扩展性和安全性，并应用ZK技术优化性能。技术亮点包括ZKVM实现Snarkification和抗量子攻击的哈希聚合签名，同时降低验证者质押门槛至1 ETH。社区对5年实施周期存在分歧：部分开发者认为时间过长可能影响竞争力，而支持者强调以太坊庞大生态需谨慎推进。技术挑战集中于变更复杂度高及执行层/共识层协调问题。

区块链项目Nexus近日上线新测试网，2小时内吸引1万用户参与。该项目灵感源自SETI@home等分布式计算项目，旨在通过zkVM技术连接全球计算设备构建超级计算机网络，参与者可获得奖励。Nexus团队由斯坦福大学计算机科学专家Daniel Marin领衔，6月刚完成2500万美元A轮融资。用户可通过网页或CLI工具贡献算力参与测试网，测试将持续至12月14日。

Rollup 概述 Rollup 是一类区块链 Layer 2 扩展解决方案。在 Rollup 方案中，项目运营商在扩展的主链（即 Layer 1）之下运行一个相对独立的 Layer 2 平台。用户可以在 Layer 2 平台上执行合约或划转代币。 Layer 2 平台的安全性由其所依赖的 Layer 1 区块链来保证。当 Layer 2 中生成新的区块时，来自 Layer 2 区块的交易信息以及 Layer 2 的交易后状态根将被捆绑为 Rollup 交易并发布在 Layer 1 链上。实际的交易执行和状态变化都是在主链下面的 Layer 2 平台上处理的，Layer 1 只需要验证 Layer 2 状态转换的正确性。由于验证状态转换正确性的成本远低于执行这些Layer 1，Layer 2上的交易可以实现Layer 1平台的扩展。与 Layer 1 相比，Layer 2 平台可以提供更高的交易吞吐量和更低的交易成本，同时保持同等的安全性。 相比其他链下交易方案，Rollups 有两大特点： Layer 2 状态数据的可用性是通过将其存储在主链上来解决的。Layer 2 平台在主链上的区块中记录所有交易信息或完整的 Layer 2 状态变化。如果 Layer 2 状态丢失，任何人都可以从主链上存储的信息中恢复丢失的状态。 Rollup方案中，打包存储在主链上的 Layer 2 状态根变化需要通过某种方式在主链上进行验证。经过验证后，Layer 2 的状态将被锁定在 Layer 1 主链上。因此，在安全验证方案的条件下，Layer 2 可以享受与 Layer 1 相同级别的安全性。 基于主链对 Layer 2 状态更新的验证方式，目前Rollup技术方案主要有两类。一是乐观汇总（Optimistic Rollup）。在此类方案中，主链合约不会直接验证 Layer 2 提交的新状态，而是为每个提交的新状态准备一个质疑期。由于Rollup将所有交易信息提交到主链并公开，因此任何人都可以验证状态更新（尤其是当更新涉及自己的钱包时）。如果新状态不正确，验证者可以针对该错误状态生成欺诈证明并在质疑期内提交，从而使不正确的状态更新无效。 另一种 Rollup 解决方案是 zk Rollup。在此类方案中，执行 Layer 2 状态更新后，Layer 2 的操作者必须提供状态更新正确性的零知识证明，并将其与状态更新一起提交到主链。主链上的合约将验证证明以确定状态更新的正确性。 与乐观汇总方案相比，zk Rollup 不需要漫长的质疑期来最终确认Layer 2 上的交易，并且可以更快地得到确认。此外，zk Rollup 并不依赖于这样的假设：网络中总会有诚实的验证者，当欺诈发生时，他们会及时提交欺诈证明。但同时，zk Rollup也面临着零知识证明技术计算成本高、复杂度高、开发难度大等问题，这些阻碍了zk Rollup技术在Rollups中的实际落地。随着近两年零知识证明技术的进一步发展，人们正逐渐克服这些障碍。zk Rollup 技术开始在 Layer 2 市场占据越来越大的份额。

摘要 STARKs作为基于哈希的SNARKs，其效率受限于Reed-Solomon编码导致的冗余值问题。Binius通过二进制域技术实现第4代STARKs，采用多变量多项式、超立方体评估和块级Reed-Solomon编码优化计算效率。结合HyperPlonk PIOP与Brakedown PCS，Binius引入五项关键技术：二进制域塔算术、改进的乘积置换检查、多线性移位论证、Lasso查找优化及小域PCS方案。通过GKR乘法、ZeroCheck权衡、小域Sumcheck优化及FRI-Binius压缩证明，Binius显著降低承诺开销，提升硬件友好性，成为Polygon zkVM等项目的底层方案，推动二进制域证明系统发展。

Succinct 是什么？ Succinct 正在建立让所有开发者可以简单使用 ZK 证明技术（zero-knowledge proofs）的基础设施。目前 Succinct 已经推出了一个开源、模组化的 zkVM SP1，现在正在开发一个去中心化的证明者网路Succinct Prover Network，未来该网路上将可以运行ZK 证明Rollup、协处理器（Coprocessors）及其他基础设施，是更顶层的「为ZK 基础设施服务的基础设施」。 为什么 ZK 证明技术很重要？ ZK 证明能在完成证明的同时有效地保护隐私。假设有个人希望向一个公司提供证明自己健康的体检报告，但他不想要这些医疗敏感数据被传播和留存。通过生成一个 ZK 证明，用户可以证明他的健康状况符合公司的规定，同时不需要提供实际的医疗数据报告，避免了隐私泄露的风险。 在区块链得到大规模采用的路线图中，ZK 证明被认为是一个关键技术，对区块链的未来至关重要，它允许区块链开发者不可逆地证明任何陈述，例如区块链的状态转换函数或共识证明。 同时，ZK 证明也是无需许可的，不依赖外部资本或运营商的安全性，可以证明任何陈述的有效性；ZK 证明也是高效的，只需一方生成就可以由任何人验证。 团队发展历程和融资情形 Succinct 于 2022 年创办，团队规模精简，办公室位于旧金山。创始人之前曾撰写并发表过各种有关ZK 桥接、互通性和共享排序的研究，团队还有多年在模型训练平台/数据平台/AI 领域的工作经历。 uccinct 于 2022 年创办，团队规模精简，办公室位于旧金山。创始人之前曾撰写并发表过各种有关ZK 桥接、互通性和共享排序的研究，团队还有多年在模型训练平台/数据平台/AI 领域的工作经历。 Succinct 的许多客户都是行业中的顶级团队。目前 Wormhole、Lido、Near、Celestia Blobstream X、Avail (Vector bridge)和 Gnosis (native bridge) 已经在使用开发中的 Prover Network 的早期版本，打造符合 Succinct 协议标准的 ZK 证明 dapp。 2024年3月22日，Succinct 宣布获得由 Paradigm 领投的 A 轮融资 $ 43 M。目前团队的融资总额（种子轮和A 轮）共$ 55 M，参与方包括Robot Ventures、Bankless Ventures、Geometry、ZK Validator，以及天使投资人包括Eigenlayer 的创办人Sreeram Kannan、Polygon 的共同创办人Sandeep Nailwal 、Polygon Zero 的共同创办人Daniel Lubarov 以及Bitwise 的共同创办人Elad Gil。

以太坊基金会核心成员Justin Drake提出Beam Chain提案，计划通过zkSNARK和zkVM技术升级以太坊共识层，提升网络性能。RISC Zero作为重要参与者，基于RISC-V架构的zkVM开发了Zeth、Bonsai等开源工具，优化区块验证和Rollup性能。Zeth作为Type-0 zkEVM，可快速验证以太坊区块，降低zk Rollup开发成本；Bonsai提供远程证明服务，减少硬件依赖；Blobstream Zero简化跨链数据验证；Steel实现链下智能合约执行。RISC Zero持续优化zkVM技术，推动零知识证明在区块链生态的应用。