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PiSquared能否成为下一代可验证计算新范式?

2024-07-08 Vanguard_ 来源:区块链网络

云计算能否被广泛应用,最主要的一个决定因素就是其可信度。在实际应用过程中,云计算上的所有数据都要完整,同时,在程序执行过程中,要具有较高的精确性,这样就能够有效拓宽云计算的应用范围。另外,云计算协议能够判断服务器内所有的反馈结果,远程服务器并不需要重新操作有关程序。近几年,可验证计算受到了研究人员的高度关注,已经成为可信云计算发展的主要趋势。

Pi Squared由伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校的计算机科学教授Grigore Rosu领导,这家公司致力于通过零知识技术实现可验证计算。Pi Squared的核心理念源自Rosu在学术界多年的研究,他与学生们多年来共同探索了这一技术,并最终形成了Pi Squared的概念。

在业内人士看来,Pi Squared如果成功将彻底变革可验证计算,该技术不仅将用于区块链的通用结算层(USL),可信云计算、还将扩展至科学和知识的验证领域,并适用于所有语言和虚拟机,天生正确且高速。

可以说Pi Squared的应用场景和价值空间是非常具有想象空间的。

在深入了解Pi Squared之前,有必要先了解其他几种基于ZK技术的创新项目,以及它们与Pi Squared的区别和联系。

01

竞品分析

ZKsync

ZKsync是以太坊扩展解决方案,利用ZK-rollup技术实现高吞吐量和低交易费用。它通过将多个交易批量处理并生成ZK证明来实现扩展性。ZKsync的主要优势在于其交易速度和费用显著降低,同时保持以太坊的安全性。

ZK-native

ZK-native指的是那些从底层设计上就采用零知识证明技术的区块链。这些区块链通常具有更强的隐私保护和数据压缩能力,例如StarkNet和Mina Protocol。它们通过在协议层面直接集成ZK技术,确保交易和数据的隐私性和高效性。

ZK Chain

ZK Chain是指那些将零知识证明技术作为核心组件的区块链系统。这些系统通常旨在提高区块链的隐私保护和可扩展性,例如Aztec和Zcash。ZK Chain通过利用ZK-SNARK或ZK-STARK等技术,为用户提供强大的隐私保护和高效的交易处理能力。

Pi Squared与上述技术的主要区别在于其通用性和验证方法。虽然ZKsync、ZK-native和ZK Chain都专注于提高特定区块链的性能和隐私保护,Pi Squared则通过其通用结算层(USL)为所有区块链、虚拟机和编程语言提供通用的可验证计算解决方案。Pi Squared的PoP技术不仅适用于区块链,还可以扩展到其他计算领域,实现真正的普适计算。

02

USL:Pi Squared杀手锏

Pi Squared的首款产品是通用结算层(USL),它是一个模块化的区块链架构,具备以下核心特点:

(1)通用性

USL支持任何语言或虚拟机的计算,无需编译器。这意味着开发者可以使用自己熟悉的编程语言进行区块链交易结算。

(2)可证明的正确性

USL通过数学证明验证计算的正确性,任何外部实体都可以独立验证USL状态的正确性。

(3)信任基础最小化

USL透明地暴露上层计算中的信任假设,通过正确性证明最终最小化信任基础,增加用户的信任和透明度。

(4)应用互操作性

USL支持不同应用模块和网络之间的互操作性,如appchains之间的交互。

(5)确定性和可重复性

USL的验证过程是确定性的,任何外部实体都可以独立重复验证。

Pi Squared的USL架构由多个层次和组件组成,每一层次和组件都在实现高效、可验证的计算中扮演着重要角色。

首先,计算层

计算层位于架构的顶层,是各种语言和虚拟机执行计算的地方。包括交易执行引擎、完全功能的应用链和执行rollups。计算层中的计算可能非常复杂,环境可以实现自己的优化和并行处理,USL无需了解这些计算是如何执行的。

其次,Sequencer Network

Sequencer Network负责在计算层和USL之间处理交易。Sequencers验证并收集交易到区块中,促进效率和提高交易吞吐量。Sequencer Network通常是去中心化的,运行共识算法来安全地排序交易。Sequencer Network层的预确认是乐观的,可以在USL验证后撤销无效交易。

第三,执行层接口

执行层接口位于计算层下方,使计算层系统能够与USL通信。它接受“计算交易”,包括交易、状态变化和过渡元数据。元数据定义了执行计算的程序、受信实体列表和其他细节。

第四,Pi Squared的USL层

USL层作为乐观rollup运作,将计算交易解释为逻辑理论中的数学声明。USL生成计算序列的数学证明以确保正确性,主要由π?网络和证明者池(Prover Pool)组成。

最后,π?网络和Prover Pool

π?网络由运行共识协议的节点组成,验证交易后状态的有效性。验证过程是透明的、可重复的,任何外部实体都可以独立验证。Prover Pool则由证明者节点组成,生成交易或区块的零知识证明(ZKP)。ZKP通过重新执行交易或区块并生成匹配逻辑正确性证明来实现。生成的ZKP比原始数学证明小得多,可以更快地传输和验证。

03

USL在Web3领域的应用价值

Pi Squared团队设想USL作为一个语言和虚拟机无关的层,将显著提升Web3行业的跨链应用和流动性访问。具体应用包括:

Rollup-in-a-box

该服务支持L2/L3 rollups和应用链的创建,用户可以选择系统特性,所有交易由USL透明结算。

Multi-chain bridging

多链桥接使得在USL上运行的应用和rollups能够无缝地在不同链上桥接代币,无需离链代码。

Cross-chain financial applications

USL使DeFi应用能够在不同rollups和应用链之间平滑过渡,提供更好的质押和借贷利率。例如,将以太坊上的ETH质押在Cosmos链上并借出USDC。

Heterogeneous ZK verification

用户可以利用USL支持的各种ZK rollups和应用,选择自己熟悉的ZK平台,USL通过相应的ZK后端验证交易。

小结

Pi Squared凭借其创新的PoP技术和通用结算层(USL),在可验证计算领域树立了新的标杆。USL不仅解决了当前区块链生态系统中的许多挑战,还为未来的科学和知识验证奠定了基础。

虽然USL在很多方面表现出色,但也存在一些局限性,例如:USL不以增强隐私为目标,仅对计算正确性的匹配逻辑证明保持私密性。未来可能考虑特定应用的隐私需求;交易结构允许指定信任依赖项列表,由系统组件指定。USL不会主动发现缺乏信任依赖项规范的交易的信任基础,初步关注信任基础验证。

但我们从其技术上取得的重要突破中可以看出USL在实践中展现出来的解决实际问题的能力。未来,随着更多应用的崛起和基础设施的完善,Pi Squared必将为区块链行业带来更多创新和变革。

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编译者/作者:Vanguard_

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