專用ZK與通用ZK，哪一個才是未來？

專業化和通用化，哪一個才是 ZK 的未來？讓我嘗試用​一張圖來回答這個問題：

如圖所示，未來我們有可能收斂到權衡坐標系上一個神奇的最佳點嗎？

不，鏈下可驗證計算的未來是一條連續的曲線，它模糊了專用和通用 ZK 之間的界限。請允許我解釋一下這些術語的歷史演變，以及它們在未來將如何融合。

兩年前，「專用」ZK 基礎設施意味著諸如 circom、Halo2 和 arkworks 之類的低級電路框架。使用這些框架構建的 ZK 應用本質上是手寫的 ZK 電路。它們對於特定的任務來說速度快且成本低，但通常難以開發和維護。它們類似於當今 IC（集成電路）行業中的各種專用集成電路晶片（物理硅片），例如 NAND 晶片和控制器晶片。

然而，在過去的兩年裡，專用 ZK 基礎設施逐漸變得更加「通用化」。

我們現在擁有 ZKML、ZK 協處理器和 ZKSQL 框架，它們提供易於使用且高度可編程的 SDK，用於構建不同類別的 ZK 應用，而無需編寫一行 ZK 電路代碼。例如，ZK 協處理器允許智能合約以無需信任的方式訪問區塊鏈歷史狀態、事件和交易，並對這些數據運行任意計算。ZKML 使智能合約能夠以無需信任的方式利用 AI 推理結果來處理廣泛的機器學習模型。

這些演變的框架顯著提高了其目標領域內的可編程性，同時由於抽象層（SDK/API）單薄且接近於裸機電路，因此仍保持高性能和低成本。

它們類似於 IC 市場中的 GPU、TPU 和 FPGA：它們是可編程的領域專家。

ZKVM 在過去兩年中也取得了長足的發展。值得注意的是，所有通用的 ZKVM 都是建立在低級、專用的 ZK 框架之上的。其理念是，你可以用高級語言（甚至比 SDK/API 更方便用戶使用）編寫 ZK 應用，這些應用可以編譯為專用電路和指令集的組合（RISC-V 或類似 WASM）。它們就像 IC 行業中的 CPU 晶片。

ZKVM 是低級 ZK 框架之上的一層抽象層，就像 ZK 協處理器等一樣。

正如一位智者曾經說過的，一層抽象可以解決所有計算機科學問題，但同時也會產生另一個問題。權衡，這是關鍵所在。從根本上講，對於 ZKVM，我們在性能和通用性之間進行權衡。

兩年前，ZKVM 的「裸機」性能確實很糟糕。然而，短短兩年間，ZKVM 的性能得到了顯著提升。

為什麼？

因為這些「通用」的 ZKVM 已經變得更加「專業化」了。性能提升的一個關鍵原因是「預編譯」。這些預編譯是專門的 ZK 電路，可以計算常用的高級程序，例如 SHA2 和各種簽名驗證，速度比將它們分解為指令電路片段的正常流程要快得多。

因此，現在的趨勢已經非常明顯了。

專用的 ZK 基礎設施正變得越來越通用，而通用 ZKVM 也正變得越來越專業化。

過去幾年，這兩種解決方案的優化都實現了比以前更好的權衡點：在不犧牲另一點的情況下，在某一點上取得進步。這就是為什麼雙方都覺得「我們絕對是未來」。

然而，計算機科學的智慧告訴我們，在某一時刻，我們會遇到「帕累托最優牆」（綠色虛線），即我們無法在不犧牲另一個性能的情況下改善一個性能。

因此，一個價值百萬美元的問題出現了：一個技術是否會在適當的時候完全取代另一個技術？

在藉助 IC 行業來理解：CPU 的市場規模為 1260 億美元，而整個 IC 行業（加上所有「專用」IC）的規模為 5150 億美元。我確信，從微觀角度看，歷史會在這裡重演，它們不會相互取代。

話雖如此，今天沒有人會說，「嘿，我正在使用一台完全由通用 CPU 驅動的計算機」，或者「嘿，這個是由專用 IC 驅動的花哨機器人」。

是的，我們確實應該從宏觀的角度來看待這個問題，未來會有一個權衡曲線，讓開發者根據自己的需求靈活選擇。

未來，專用 ZK 基礎設施和通用 ZKVM 可以協同工作。這可以以多種形式實現。最簡單的方法現在已經可以實現。例如，你可以使用 ZK 協處理器在區塊鏈交易歷史中生成一些計算結果，但這些數據之上的計算業務邏輯非常複雜，你無法簡單地在 SDK/API 中表達。

你可以做的是獲取數據和中間計算結果的高性能和低成本的 ZK 證明，然後通過證明遞歸將它們匯聚到通用 VM。

雖然我認為這類辯論很有趣，但我知道我們都在為區塊鏈構建這種由鏈下可驗證計算驅動的異步計算未來。隨著未來幾年大規模用戶採用的用例出現，我相信這場辯論終會出現結果。

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