- Nâng cấp: Kỷ nguyên zkSync đang chuyển đổi sang hệ thống bằng chứng Boojum mới mà không cần tạo lại.
- Hiệu suất: Boojum thể hiện hiệu suất bằng chứng hiện đại nhất, bổ sung cho bộ sắp xếp Kỷ nguyên zkSync, vốn đã có thể xử lý hơn 100 TPS.
- Phân cấp: Máy chứng minh Boojum chỉ cần RAM 16 GB, có thể nhận ra sự phân cấp của máy chứng minh quy mô lớn trong tương lai.
Nhiệm vụ của zkSync là nâng cao quyền tự do cá nhân cho tất cả mọi người – giúp quyền tự sở hữu kỹ thuật số có thể truy cập được trên toàn cầu bằng cách xây dựng một mạng blockchain không tin cậy, an toàn, không cần cấp phép, giá cả phải chăng, dễ sử dụng, linh hoạt và có khả năng mở rộng vô hạn.
Để phù hợp với sứ mệnh này, phiên bản alpha của zkSync Era đã được mở cho công chúng chỉ hơn ba tháng trước và phản hồi thật phi thường. Điểm nổi bật của mạng:
- Tổng giá trị khóa TVL là 577 triệu USD (Nguồn: L 2B eat);
- 23.750.000 giao dịch trong 30 ngày qua – nhiều nhất so với bất kỳ L2 nào (nguồn: L 2B eat);
- 9.735 hợp đồng thông minh đã được xác minh mã nguồn.
Vào tháng 3 năm 2023, Kỷ nguyên zkSync dựa trên SNARK đã ra đời, sử dụng khung mạch đã được thử nghiệm trong trận chiến đã hỗ trợ zkSync Lite trên mạng chính trong gần ba năm. Tuy nhiên, chúng tôi biết đây sẽ không phải là phiên bản cuối cùng của hệ thống bằng chứng Kỷ nguyên zkSync và do đó đã thiết kế hệ thống để cho phép chúng tôi thực hiện các thay đổi cơ bản đối với hệ thống mà không cần tạo lại hệ thống. Điều này có nghĩa là chúng tôi có thể triển khai các bản nâng cấp mật mã lớn mà không làm gián đoạn các nhà phát triển và người dùng.
Đằng sau hậu trường, chúng tôi đã làm việc để nâng cấp mật mã trong một thời gian dài. Hôm nay, chúng tôi vui mừng thông báo về bản nâng cấp đầu tiên: Kỷ nguyên zkSync đang chuyển sang hệ thống bằng chứng STARK mới có tên là “Boojum”.
Phiên bản nâng cấp của mạch ZK của Stack.
- Số học hóa PLONK: Trong ngữ cảnh của các giao thức không kiến thức, số học hóa là quá trình chuyển đổi các tính toán chung thành dạng toán học. Giống như hệ thống bằng chứng hiện tại, hệ thống nâng cấp vẫn sử dụng số học kiểu PLONK. Với cách tiếp cận này, các mạch ZK viết đơn giản hơn so với một số giải pháp thay thế, giúp hệ thống dễ phát triển, kiểm tra, bảo trì và nâng cấp hơn.
- Sơ đồ cam kết mạnh mẽ: Trọng tâm của Boojum là sơ đồ cam kết FRI, một thành phần chính cho phép chúng tôi cam kết với các đa thức bị chặn và sau đó chứng minh một cách hiệu quả rằng khai cuộc đã tuyên bố (của một đa thức) thực sự là một đa thức bậc thấp.
- Hiệu quả của hệ thống: Mặc dù việc tạo nhân chứng đôi khi bị bỏ qua khi mọi người nói về hiệu suất chứng minh, nhưng trong phiên bản hiện tại của hệ thống chứng minh, chúng tôi đã đạt đến điểm mà một trình chứng minh GPU được tối ưu hóa hiệu quả đến mức thời gian tạo nhân chứng tương đương với thời gian tạo bằng chứng khá . Với Boojum, chúng tôi cung cấp tính năng tạo nhân chứng tự động song song hóa (nếu biểu đồ phụ thuộc cho phép), đồng thời duy trì sự đơn giản của việc xác định các hàm tạo nhân chứng.
- Dễ mở rộng: sự trừu tượng hóa hệ thống ràng buộc cơ bản rất rõ ràng, nhưng nó cho phép người dùng thêm các loại cổng tùy chỉnh theo nhiều cách khác nhau, chẳng hạn như thêm một số đa thức chuyên biệt vào chúng hoặc sử dụng lại cái gọi là “cột chung”. Sau khi người dùng xác định dạng hình học đơn giản cho các mạch của họ, giao diện mở rộng cung cấp khả năng tự động tạo các trình xác minh, trình xác minh và trình xác minh đệ quy. Điều này cho phép quá trình phát triển rất hiệu quả; nếu người dùng thay đổi cấu trúc mạch và chọn một loại cổng khác để sử dụng, họ có thể chỉ cần gọi lại giao diện và nó sẽ tạo lại các khóa và đảm bảo họ đang sử dụng trình chứng minh và trình xác minh chính xác.
- Ngăn xếp đơn: Với Boojum, tất cả những điều trên có thể được thể hiện chỉ bằng Rust tiêu chuẩn, thành ngữ, tận dụng sức mạnh biểu cảm của hệ thống loại của nó. Các phần tính toán chuyên sâu của trình chuẩn GPU được viết bằng CUDA C, nhưng chúng tôi cung cấp các ràng buộc Rust cho thành phần.
Theo mặc định, Boojum sử dụng trường số nguyên tố có kích thước 2^64 – 2^32 1 (được gọi là “trường Goldilocks”) và cung cấp triển khai các nguyên hàm liên kết trường tương ứng, chẳng hạn như hàm băm Poseidon 2, cũng như bảng tra cứu- cập nhật dựa trên.
Việc triển khai các nguyên mẫu mật mã tiêu chuẩn như SHA 256, Keccak 256 và Blake 2 s.Điều quan trọng, trong bước cuối cùng, chúng tôi sẽ gói bằng chứng STARK bằng SNARK dựa trên ghép nối không minh bạch và xác minh SNARK này trên Ethereum. Bằng chứng này nhỏ hơn nhiều và ít tốn kém hơn để xác minh; bước này làm giảm chi phí của hệ thống bằng chứng và do đó giảm chi phí cho chính giao dịch.
Hiệu suất đẳng cấp thế giới
Hệ thống dựa trên SNARK hiện tại, mặc dù hiệu quả vào thời điểm hiện tại, nhưng không thể mở rộng thành các giao dịch có khối lượng lớn, gần thời gian thực trong ZK Stack. Mục tiêu trong tương lai của Kỷ nguyên zkSync hoạt động dưới dạng Hyperchain là hỗ trợ các hệ thống này trong nhiều năm tới. Tầm nhìn của chúng tôi đối với các hệ thống này là các bằng chứng có thể được tạo ra và xác minh với chi phí thấp và nhanh chóng, cho phép kết thúc nhanh chóng và khả năng tương tác giữa các Hyperchains.
Hiệu suất của hệ thống bằng chứng ảnh hưởng trực tiếp đến các khoản phí mà người dùng phải trả cho các giao dịch của họ và các chi phí này cần phải đạt đến mức 0 theo thời gian. Phiên bản hiện tại của hệ thống bằng chứng đủ hiệu quả để xây dựng zkEVM và xử lý hàng triệu giao dịch chỉ trong vài tháng, nhưng với Boojum, chúng tôi có thể làm tốt hơn nữa!
Để đo thời gian tạo bằng chứng của mạng (và các chỉ số quan trọng khác liên quan đến hiệu suất), chúng tôi đã hợp tác với Celer , nhóm của họ có nhiều kinh nghiệm trong việc đo điểm chuẩn và phân tích nhiều hệ thống bằng chứng. Trong hình bên dưới, bạn có thể thấy rằng Boojum hoạt động rất tốt trên hầu hết các hệ thống được định hình. Các kết quả tự nói lên: việc triển khai của chúng tôi thể hiện hiệu suất bằng chứng đẳng cấp thế giới và, theo hiểu biết của chúng tôi, là hệ thống bằng chứng nhanh nhất hiện đang được sử dụng trong sản xuất.
Để so sánh một cách công bằng, Celer đã chạy các điểm chuẩn này trên một trình kiểm chứng dựa trên CPU, nhưng hệ thống mạng chính của chúng tôi sử dụng một trình kiểm chứng dựa trên GPU, tốc độ này nhanh hơn nhiều.
Việc chuyển sang hệ thống bằng chứng dựa trên STARK thể hiện hiệu suất tăng đáng kể và sẽ giúp đảm bảo tính hữu hạn và độ trễ thấp để hỗ trợ mức độ hoạt động tăng lên cho Kỷ nguyên zkSync và các hệ thống dựa trên ZK Stack khác.
Giảm yêu cầu đối với phần cứng phi tập trung
Các kết quả hiệu suất này đặc biệt ấn tượng khi một người cho rằng đây không phải là chỉ số duy nhất mà chúng tôi đang tối ưu hóa – chúng tôi muốn tăng hiệu suất hệ thống đồng thời giảm yêu cầu phần cứng để chạy nó.
Các hệ thống bằng chứng thường được sử dụng ngày nay, bao gồm cả hệ thống hiện tại của chúng tôi, có yêu cầu phần cứng tương đối cao. Hệ thống bằng chứng hiện tại của chúng tôi chạy trên một bộ GPU A100 với 80 GB RAM mỗi chiếc. Nhu cầu về những cỗ máy đắt tiền và mạnh mẽ đặt ra một trở ngại đáng kể cho mục tiêu của chúng tôi: tương lai của việc tạo bằng chứng phi tập trung do người dùng điều khiển. Để đạt được mục tiêu này, việc tạo ra bằng chứng không được phép là chưa đủ; người dùng không cần một cỗ máy đắt tiền với hàng trăm gigabyte RAM để tham gia.
Đây là một lĩnh vực khác mà chúng tôi đã đạt được tiến bộ cực kỳ ấn tượng! Trình chứng minh GPU của chúng tôi dành cho Boojum chỉ yêu cầu 16 GB RAM và ngưỡng thấp này là một bước quan trọng cho tương lai mà chúng tôi hình dung. Bằng chứng dựa trên CPU cũng có thể sử dụng ít nhất là 64 GB RAM, chúng tôi hy vọng sẽ giảm xuống còn 32 GB và tận dụng tối đa bộ xử lý đa lõi hiện đại.
Cuối cùng, trình sắp xếp chuỗi dựa trên Rust của zkSync Era đã có thể xử lý hơn 100 giao dịch mỗi giây (TPS). Việc giới thiệu một hệ thống bằng chứng mới không chỉ cải thiện hiệu suất mà còn giảm các yêu cầu về phần cứng, làm cho nó trở thành một bổ sung lý tưởng cho các bộ giải trình tự. Việc tăng hiệu suất do Boojum mang lại có nghĩa là hệ thống có thể chứng minh các giao dịch nhanh hơn, trong khi yêu cầu phần cứng giảm giúp cải thiện khả năng truy cập mạng vào các máy rẻ hơn để có khả năng mở rộng theo chiều ngang cao hơn.
Hành trình Mainnet của Boojum
Nhóm đã dành nhiều tháng để phát triển bản nâng cấp này và chúng tôi rất vui vì đã đạt đến giai đoạn thử nghiệm hệ thống trên mạng chính. Chúng tôi cũng muốn chia sẻ một số câu chuyện cho đến nay.
Nâng cấp kỷ nguyên zkSync
Đầu tiên, thiết kế của zkSync Era cho phép chúng tôi nâng cấp từng thành phần theo thời gian và hệ thống bằng chứng cũng không ngoại lệ.
Tương tự như Ethereum, chúng tôi sử dụng cấu trúc dữ liệu cây Merkle để lưu trữ thông tin về trạng thái của mạng. Cho rằng chúng tôi đang chứng minh một tuyên bố về trạng thái của hệ thống, thông tin này là cần thiết để chứng minh hệ thống. Đối với cây Merkle này (và cách hệ thống bằng chứng tương tác với nó), một quyết định thiết kế quan trọng là sử dụng hàm băm phi đại số, cụ thể là Blake 2 s. Nếu chúng tôi chỉ tối ưu hóa để dễ dàng tạo bằng chứng, chúng tôi sẽ sử dụng hàm băm đại số (ví dụ: Poseidon 2), nhưng lựa chọn này kết hợp trạng thái có thể quan sát được để chứng minh các tham số hệ thống – chẳng hạn như lựa chọn trường số nguyên tố. Bất kỳ nâng cấp nào đối với hệ thống bằng chứng sau đó đều yêu cầu khôi phục hoàn toàn trạng thái.
Boojum: từ thử nghiệm đến mạng chính
Như mọi việc chúng tôi làm, an toàn luôn là ưu tiên hàng đầu. Chúng tôi sẽ chỉ xem xét việc di chuyển khi hoàn toàn hài lòng với quá trình thử nghiệm hệ thống mới và sẽ chia sẻ thêm thông tin chi tiết trong những tuần và tháng tới. Chúng tôi cũng có kế hoạch tiến hành thêm các cuộc kiểm toán và đánh giá bảo mật để đưa bản nâng cấp thú vị này đến gần hơn với việc triển khai đầy đủ và loại bỏ dần hệ thống chứng thực hiện tại.
Chúng tôi tin rằng Boojum là giai đoạn tiếp theo trong zkEVM an toàn hơn, có thể mở rộng và hiệu quả hơn.
