协处理器市场结构：加密经济与零知识证明

加密经济下的协处理器成本较为低廉，同时相比于加密协处理器展现出更强的价格弹性。

昨晚，我获得了在NEBRA举办的“证明奇点”活动上发表演讲的机会，此次活动是一场围绕可编程加密技术及其在区块链扩展背景下的可编程激励系统的优势进行的友好而激烈的辩论。实际上，我们（不仅仅是名义上）探讨了协处理器及零知识证明（ZK）在验证计算方面带来的巨大影响。这场小组讨论已被录制下来，尽管我建议等视频上线后再观看，但我仍想在此更详细地分享我对协处理器市场结构的看法和预测。

讨论主要围绕协处理器展开，协处理器是一种能够在链下执行计算并在链上证明或以其他方式确保其结果正确性的系统。利用零知识技术生成简洁可验证的加密证明的协处理器被称为ZK协处理器。而那些在担保交互式协议中提供计算正确性强保障的协处理器，则被称为加密经济协处理器。想要深入了解加密经济协处理器的读者，我推荐阅读Polytope Labs的文章。我给自己设立的挑战是，做出一个极其大胆的假设关于加密协处理器的可能未来，并基于此来评估协处理器市场结构的未来趋势。

我需要稍作解释，说明ZK协处理器与加密经济协处理器在能力上的不同之处。的确，它们之间存在差异。尽管如此，对于许多应用场景而言，两者都是可替代的。ZK协处理器能够处理大量数据，而不增加区块链的额外负担，这意味着加密经济协处理器更适合于计算密集型而非数据密集型的任务。ZK还可以保护用户隐私。另一方面，加密经济协处理器能够利用哈希函数、加密技术、数据结构、内存布局以及ZK协处理器所不具备的硬件优势。它们虽不完全相同，但在某种程度上是可以互换的。

现在，让我们直接进入讨论的核心问题：一旦ZK协处理器全面投入使用，协处理器市场将会呈现出怎样的结构？通过对经济原理的分析，我得出了三个主要结论。首先，加密经济协处理器在价格上能够持续地低于ZK协处理器。其次，加密经济协处理器存在一个有效的价格上限。第三，加密经济协处理器能够在这种市场环境中实现盈利。

我的分析聚焦于协处理器的两个关键属性：成本和价格弹性。加密经济协处理器不仅成本较低，而且相较于ZK协处理器展现出更高的价格弹性。价格弹性之所以存在，是因为它们依赖于一套特定的、不可替代的验证节点。较低的成本使得加密经济协处理器能够降价以吸引用户，而高价格弹性则意味着它们降价的能力存在一定的限制。目前的关键问题是，市场需要多大的需求才能使加密经济协处理器的供应达到饱和。

证明聚合技术的强大之处几乎让人感到不可思议。简而言之，它允许我们将实际上无限数量的零知识证明聚合成一个小巧的证明，这个证明可以以极低的成本进行验证。当应用于区块链环境时，这意味着我们可以在链下进行大量计算的证明和聚合，而只需要在区块链上发布一个非常小的“收据”来验证所有这些计算，几乎不会对区块链节点本身造成任何负担。这是一个非常巧妙的设计。

然而，仅仅依靠证明本身是有局限性的。值得一提的是，退后一步来看，共识系统的主要目的存在于持续地对事件进行排序中。共识算法的任务是在许多可能的有效事件排序中进行选择。最为人熟知的问题是双花问题——虽然我向Alice或Bob发送我的币是有效的，但我不能同时向他们两个发送。如果我尝试进行双花，共识协议必须在这些竞争的未来中选择一个。在这里，我还要指出，因为存在重排序交易以获取利益和资本效率的需求，聚合技术的效用在一定程度上受到了削弱。由于这种排序的需求，一个坚定的ZK支持者可能会设想一个未来，其中共识协议的唯一用途是为了排序那些被聚合的加密证明。

经济学指出，在两种协处理器之间找到平衡的可能性更高。主要的原因在于成本差异。零知识证明（ZK证明）成本高昂，尽管链上负担可分摊至近乎零，但证明硬件本身仍需花费。我们将关注这些硬件成本，并慷慨假设聚合与验证成本为零。1KX Research的Wei Dai估算，证明某事的硬件成本与直接执行相比，相差六个数量级。当我将Polygon ZkEVM公布的单位气体成本与Polkadot上验证计算的原始硬件成本进行对比时，我发现了相似的差异。尽管这些成本有可能大幅降低，但即便是最乐观的预测，也至少假定存在一个数量级的差异。总的来说，目前存在严重的成本差异，ZK的成本构成了加密经济学协处理器潜在利润空间的一部分。

此处，我将简要提及Polkadot的相关内容，以阐明成本差异的所在，虽然Polkadot并非本文的主要焦点。Polkadot提供了一套我们称之为核心的加密经济学协处理器，它们能够执行任意的WebAssembly代码，并很快将支持执行RISC-V代码。每个核心需要30-40个验证节点来完成每次计算，这与总验证节点数量的比例为次线性关系。Polkadot上处理计算的硬件成本，可通过估算租用30-40个性能不错的单CPU VPS 6秒的费用来略高估计。

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加密经济和加密方法之间的成本差异。

除了成本差异外，我们还需考虑价格弹性：即需求如何影响每种选择的价格。在这方面，ZK协处理器具有优势，因为其证明过程可以在全球任何地方的GPU上完成——意味着硬件资源池庞大。相比之下，加密经济学协处理器依赖于特定的验证节点硬件，因此，对这类协处理器的需求间接转化为对这些特定机器的需求。依赖于有限的验证器来验证区块的共识系统构成了一大痛点，这使得在高需求期间，这些验证器可能成为系统的潜在瓶颈，费用急剧上升。而ZK协处理器则可以通过简单增加更多GPU来应对，几乎不会对价格产生影响。这导致ZK的价格/需求曲线几乎是平坦的，而加密经济学的价格/需求曲线随着需求增加而上升。

对加密经济学协处理器而言，密码学设定了一个价格上限：其利润和市场份额是有限的。但这个限制到底在何种程度上？

我预期的是，ZK证明的聚合为加密经济学验证的计算设立了一个（软性）价格上限。在所有其他条件相同的情况下，为何有人愿意在加密经济学协处理器上支付更高的费用来验证他们的计算，而非选择成本更低的ZK协处理器？存在一些因素，如状态局部性和流动性等，在此暂不考虑。尽管存在这一价格上限，加密经济学验证的计算依然拥有巨大的潜在利润空间。这引出了关于加密经济学协处理器未来的三个相关问题：

1. 加密经济学协处理器增加更多验证节点的扩展能力如何？这在图表中对应于绿色的加密经济学曲线斜率。
2. 加密经济学协处理器能将其硬件成本维持在多低的水平？这在图表中对应于加密经济学曲线的Y轴截距。
3. 杰文斯悖论在验证计算中的适用性如何？这对应于X轴上实际需求的位置。

第一个问题的答案将揭示验证计算的加密经济学系统的价格弹性程度及其能吸收的需求量。第二个问题让我们知道ZK证明需要变得多么高效，以消除成本差异。第三个问题探讨了如果存在大量廉价的计算能力，用户对验证计算的消耗量可能会非常大，这一概念变为现实的可能性有多大。这一点非常重要——对于本文的一个可能反驳是，ZK协处理器将变得足够便宜，以至于用户不会寻找替代品。但是，如果杰文斯悖论成立，那么用户对验证计算的消耗量将会非常大，这使得利润空间变得尤为重要。我们只能进行推测。就个人而言，我认为Solana对将杰文斯悖论应用于验证计算的观点提供了支持。

为加密经济协处理器提供的利润率的例证。请注意，目前成本相差 6 个数量级。乐观地看，它们可能至少达到 1 个数量级，但强劲的利润率仍将持续存在。

除了价格低于ZK协处理器之外，加密经济学协处理器在此基础上还能盈利。我们已经确定，加密经济学协处理器只能在某个平衡点上低于ZK的价格，这个平衡点大致是ZK的价格相近的水平。假设ZK计算不会低于成本销售（尽管实际上可能会因巨额资本支出而暂时获得补贴），两种方法之间的成本差异就成了加密经济学协处理器的潜在利润空间。即使是在最乐观的假设下，即ZK最终将与传统计算相差一个数量级的成本，与ZK相比，加密经济学协处理器仍将拥有强大的利润空间。

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