ZK Coprocessors（ZK 协处理器）：进一步打开可验证计算市场

可验证计算（Verifiable Computing）市场的未来将是怎样的？

广义上的可验证计算，指可以将计算任务外包给第三方算力提供者；(不受信任的) 第三方算力提供者需要在完成计算任务的同时，提交一份关于计算结果的正确性证明。

目前的计算基于资源限制，硬件门槛及成本较高，都在催生外包可验证计算的增长需求。很多情况下，一些智能合约必须依赖于正确计算并执行的假设，否则会导致生成结论不准确等严重后果。因此，ZK 在可验证计算中充当了非常重要的位置，也进一步打开对外包可验证计算的市场期望。

在理想的零知识证明算法下，区块链可以不用保存原始的交易数据，而是保存协议生成的零知识证明，矿工节点只需验证零知识证明，而无需验证原始交易数据。这些均得益于以 zk-SNARKs为代表的零知识证明技术的进展。

同时，基于 zkVM，通过放弃采用“EVM”，在选择放弃少部分以太坊兼容性的方式下，增加了相较 EVM 而言更广泛的通用性，以促进可验证计算的广泛发展。

以太坊的 ZK 协处理器（ZK Coprocessors，也译作 ZK 辅助处理器）正在带来新的思路，通过 ZKPs 将以太坊历史数据引入智能合约，这种架构可以带来一些新的用例。

对 ZK 协处理器 Axiom 进行观察，其思路在于：证明 ZK 中计算的有效性，使得计算结果可在链上使用。zkCoprocessor 的结构或许可以视为：

zkVM x Storage Proof

Axiom 将通过以下模块运行：

读取（Read）：

Axiom 使用 ZK 证明对以太坊历史区块中的区块头、状态、交易和收据进行trustlessly 的读取。所有以太坊链上数据都是以这些形式进行编码的，因此，Axiom 可访问任何归档节点（Archive Node）中可访问的信息。

计算（Compute）：

数据被摄取后，Axiom 就会在上面应用经过验证的计算原语(primitives，一段用机器指令编写的完成特定功能的程序,在执行过程中不允许中断)。

这包括从基本分析（总和、计数、最大、最小）到密码学（签名验证、密钥聚合）和机器学习（决策树、线性回归、神经网络推理）中的各种操作。每一块计算的有效性均通过 ZK 证明得到验证。

验证（Verify）：

Axiom 在每个查询结果中都有一个 ZK 有效性证明，即 (1)输入数据是正确地从链中获取的 (2)计算是正确地应用的。这个 ZK 证明在 Axiom 智能合约中进行链上验证，最终结果可 trustlessly 地供任何下游智能合约使用。

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这可视为一个供其他平台使用的”Storage Proof “：Axiom 提供 API 端来生成 ZKp，以访问某一地址的账户存储中的插槽 （ storage slot ） ，当 Axiom 对某区块地址的存储插槽的值进行链上验证后，其他合约可以 trustlessly 地访问并使用以太坊历史数据。

该概念下的其他项目还有：

Bonsai ：

Bonsai 是一个基于 StarkWare 开发的证明网络，通过 zkVM 将可验证计算带至其他链上。允许任何链、任何协议和任何应用程序利用 ZK 证明来实现扩展、隐私等，旨在成为通⽤的 ZK 计算加速器。

RiscZero：

RiscZero 是 Bonsai 网络上的第一个产品，基于 STARK 的 ZKVM，旨在成为一个通用的 ZK 计算层，RiscZero 建立了一个 RISC-VISA zkVM（ RISC-V 模拟器允许程序员用 Rust、C/C++和 Go 等语言为 zkVM 编写程序，目前仅支持 Rust），能够证明出处和正确执行，并被验证。

HyperOracle：

HyperOracle 是一个可编程的 ZK 预言机及协处理器，是一个 ZK 节点网络，可以运行任何具有执行痕迹证明的计算。HyperOracle 在种子轮融资中获 dao5 和红杉中国种子基金共同领投的 300 万美元融资。

Herodotus：

Herodotus通过存储证明技术，实现以太坊与区块链之间的同步跨层数据访问。Herodotus 与 Pragma 合作推出利用存储证明的、高更新频率的预言机，带来了新的用例。

Poseidon：

Poseidon提出了 ZK-ZK Aggregator，通过聚合器，将一批客用户生成的证明合并成一个证明，以大大降低 ZKP 验证成本，为 ZKML 等场景的链上验证带来可扩展性。

基于以上项目进展，我们很乐观地对于 ZK 技术及环境的发展进行推测：

1）可验证计算市场前景广阔，会在更多领域体现出新的价值

2）zk 协处理器将逐渐成熟，以进一步减少验证成本

3）zk执行层正在逐渐成为开发者构建可扩展、高性能 Dapp 的更佳选择

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标签：Layer 2以太坊零知识证明