【#區(qū)塊鏈# #從 Aztec 看 ZKP 的低成本是偽命題嗎？#】

ZKP 的成本優(yōu)勢并非絕對存在，而是取決于具體的應(yīng)用場景。

撰文：Kyle Liu，Bing Ventures 投資經(jīng)理

導(dǎo)語：隨著 ZKP（Zero-Knowledge Proof，零知識證明）技術(shù)的不斷發(fā)展，人們對于其在成本和性能方面的關(guān)系產(chǎn)生了濃厚的興趣。實(shí)施和維護(hù)零知識證明系統(tǒng)需要大量的計(jì)算資源和算法優(yōu)化。這些計(jì)算可能會導(dǎo)致高昂的成本，尤其是在處理大規(guī)模數(shù)據(jù)和復(fù)雜計(jì)算時。因此，ZKP 的成本優(yōu)勢并非絕對存在，而是取決于具體的應(yīng)用場景。

在 Aztec Connect 被迫關(guān)閉的新聞背景下，我們認(rèn)為不得不重新評估 ZKP 技術(shù)所聲稱的成本優(yōu)勢。盡管 ZKP 被標(biāo)榜為一種能夠提供高度私密性的解決方案，但 Aztec Connect 的暫時失敗至少證明現(xiàn)階段這種技術(shù)在成本方面面臨著巨大的挑戰(zhàn)。

如果 ZKP 技術(shù)真的具有成本優(yōu)勢，為什么 Aztec Connect 在運(yùn)營中無法實(shí)現(xiàn)可持續(xù)性呢？更耐人尋味的是，Aztec 還鼓勵社區(qū)分叉、部署和操作新版本的 Aztec Connect。這暗示著獨(dú)立運(yùn)行 Aztec Connect 所需的巨大資源。這也進(jìn)一步加劇了我們對 ZKP 成本效益的懷疑。如果 ZKP 的成本優(yōu)勢是真實(shí)存在的，那么為什么社區(qū)需要如此大的投入才能使這個項(xiàng)目繼續(xù)運(yùn)行？

因此，我們需要認(rèn)真審視 ZKP 技術(shù)所聲稱的成本優(yōu)勢?；蛟S ZKP 的成本優(yōu)勢只是一個被過分夸大的幻象，而實(shí)際情況可能更加復(fù)雜。在追求成本優(yōu)勢時，不僅要考慮單個方面的優(yōu)化，還需要綜合考慮整體系統(tǒng)的性能和成本平衡。例如，降低計(jì)算成本可能會增加通信成本，抑或是使用更高效的算法可能需要更復(fù)雜的硬件支持。因此，我們在針對特定項(xiàng)目時需要進(jìn)行全面的成本效益分析，權(quán)衡各個方面的優(yōu)化策略，并找到最佳的平衡點(diǎn)。

被打破的成本神話

首先，這里需要先定義下 ZKP 的成本結(jié)構(gòu)。目前各種定義方式紛繁復(fù)雜，標(biāo)準(zhǔn)不一，至少包括了硬件成本、計(jì)算成本、驗(yàn)證成本、存儲成本等部分。但從筆者的角度來看，遵循 ZKP 的原生原則，我們在這篇文章中對于成本結(jié)構(gòu)的定義專注于通信成本和計(jì)算成本這兩大核心成本。通信成本是指證明者和驗(yàn)證者之間交換信息的成本，而計(jì)算成本是指證明者和驗(yàn)證者執(zhí)行計(jì)算的成本。這兩大成本在 ZKP 中扮演著核心競爭力的角色，因?yàn)樗鼈冎苯佑绊懼C明和驗(yàn)證的效率和安全性。如果通信成本和計(jì)算成本太高，那么證明和驗(yàn)證的效率就會降低，從而影響到整個系統(tǒng)的性能。

現(xiàn)在回到 Aztec 的隱私架構(gòu)中，我們要認(rèn)識到 Aztec 的 Rollup 方式與其他 ZK 系 Layer 2 解決方案存在顯著差異。相較于將多筆交易聚合打包生成證明，Aztec 需要將每筆交易分別生成證明，再進(jìn)行打包。這種方式導(dǎo)致了每筆交易都需要生成獨(dú)立的證明，從而增加了計(jì)算成本和 gas 費(fèi)用，使 Aztec 的 gas 費(fèi)用高于其他 Rollup 方案。

另外，只有用戶在本地生成的隱私證明才是真正不泄露信息的零知識證明，而在其之上的內(nèi)部 Rollup 和外部 Rollup 證明并不一定是零知識的。這使得 ZKP 的隱私優(yōu)勢變得模糊，進(jìn)一步質(zhì)疑了 ZKP 成本優(yōu)勢的可行性。Aztec Connect 的網(wǎng)關(guān)方式本身就比較臃腫，將交易聚合到 Layer 1，并通過 Aztec Bridge Contract 實(shí)現(xiàn)資金聚合和 Defi 功能調(diào)用。然而，這種網(wǎng)關(guān)方式在費(fèi)用分?jǐn)偡矫婵赡苤贿m用于特定類型的交易，并且對項(xiàng)目部署的靈活性產(chǎn)生了限制。

難以衡量的成本效益

成本與性能之間的關(guān)系是復(fù)雜而動態(tài)的。通常情況下，較低的成本可以提高性能，因?yàn)樗梢詼p少計(jì)算和通信的開銷，從而提高整個系統(tǒng)的效率。然而，過于追求低成本會導(dǎo)致性能下降，因?yàn)闋奚艘欢ǖ挠?jì)算和通信資源。因此，ZKP 系統(tǒng)需要在成本與性能之間找到一個合適的平衡點(diǎn)，以滿足不同應(yīng)用領(lǐng)域的需求。

零知識證明涉及通過消息傳遞在不同的參與者之間驗(yàn)證某個主張的正確性，因此通信成本是一個關(guān)鍵因素。為了降低通信成本，可以考慮使用高效的通信協(xié)議和壓縮算法，以減少消息的大小和傳輸時間。特別是對于 Aztec 這樣的 Layer2 項(xiàng)目來說，跨鏈通信需要在不同的區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)之間傳遞消息和數(shù)據(jù)。傳遞消息涉及到網(wǎng)絡(luò)通信和交互，這會導(dǎo)致一定的通信成本。尤其是對于大規(guī)模的全鏈 DApp 構(gòu)建，消息的傳遞量會更大，增加了通信成本的壓力。

零知識證明需要進(jìn)行大量的計(jì)算來生成證明和驗(yàn)證證明的正確性。為了降低計(jì)算成本，可以采用優(yōu)化算法和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，減少不必要的計(jì)算步驟和存儲開銷。此外，還可以利用并行計(jì)算和分布式計(jì)算的技術(shù)，將計(jì)算任務(wù)分散到多個節(jié)點(diǎn)上，以提高計(jì)算效率。ZKP 在目標(biāo)鏈上的驗(yàn)證相對便宜，但在源鏈上生成證明的過程就需要較大的計(jì)算成本。特別是在使用傳統(tǒng)方法進(jìn)行驗(yàn)證時，驗(yàn)證成本較高，用戶無法承受。

更有效的成本控制策略

筆者認(rèn)為，隨著技術(shù)的發(fā)展，通信成本可能不再是主要的限制因素?，F(xiàn)代通信技術(shù)的不斷進(jìn)步意味著通信成本的成規(guī)模地下降趨勢。因此，我們需要將更多的關(guān)注點(diǎn)放在計(jì)算成本的優(yōu)化上，可能會更有意義。然而，隨著此類協(xié)議的應(yīng)用范圍擴(kuò)大，通信成本可能仍然是一個重要的考慮因素，需要繼續(xù)關(guān)注其特定的場景進(jìn)行靈活使用。

與此同時，我們也要明白，優(yōu)化計(jì)算成本的方法不僅僅局限于算法優(yōu)化。除了改進(jìn)協(xié)議的算法，還可以考慮通過專用硬件、分布式計(jì)算或深度學(xué)習(xí)等領(lǐng)域的技術(shù)創(chuàng)新來降低計(jì)算成本。這些方法需要更多的長期研究和實(shí)證，但絕對會帶來突破性的性能提升和成本優(yōu)勢。我們認(rèn)為以下方向在未來的 ZKP 競爭中更值得關(guān)注：

• 高性能和低計(jì)算成本：一個具有高性能和低計(jì)算成本的 ZKP 項(xiàng)目將是備受關(guān)注的。這意味著該項(xiàng)目能夠在保持安全性和隱私性的同時，以高效的方式生成和驗(yàn)證證明。這樣的項(xiàng)目將具備廣泛的應(yīng)用潛力，能夠滿足大規(guī)模的實(shí)際需求。當(dāng)前存在多種不同的 ZKP 證明系統(tǒng)，每種系統(tǒng)都有其獨(dú)特的優(yōu)勢和限制。我們更看好致力于改進(jìn)和創(chuàng)新證明系統(tǒng)，的項(xiàng)目提高效率、減少計(jì)算成本，并增強(qiáng)安全性。開發(fā)者需要探索更高效的零知識證明構(gòu)造和更優(yōu)化的零知識證明驗(yàn)證算法，以實(shí)現(xiàn)更快速、更可靠的證明生成和驗(yàn)證過程。
• 一個成功的 ZKP 項(xiàng)目應(yīng)當(dāng)具備在真實(shí)世界中可部署的特性。這意味著它需要考慮到現(xiàn)實(shí)環(huán)境中的限制，并提供實(shí)用的解決方案。例如，與現(xiàn)有基礎(chǔ)設(shè)施和系統(tǒng)的兼容性、易于集成和使用性等方面的考慮都是重要的。利用專用硬件來加速 ZKP 計(jì)算是一個重要的研究方向。未來的研究可以關(guān)注硬件加速技術(shù)的創(chuàng)新，如使用 FPGA（現(xiàn)場可編程門陣列）或 ASIC（應(yīng)用特定集成電路）等定制化硬件。通過借助硬件加速，可以提高 ZKP 系統(tǒng)的性能和效率，為大規(guī)模應(yīng)用和實(shí)時場景提供更好的支持。

• 安全問題的解決：在 ZKP 系統(tǒng)中，安全性是至關(guān)重要的。ZKP 系統(tǒng)中的安全問題是最大的隱性成本，如攻擊和漏洞的防御、參數(shù)設(shè)置的安全性和隨機(jī)性的保證等。此類項(xiàng)目只有通過不斷提升 ZKP 系統(tǒng)的安全性，才可以確保其在實(shí)際應(yīng)用中的可靠性和可信度，為用戶提供更高級別的保護(hù)和隱私保障，這將貫穿整個成本和性能的設(shè)計(jì)過程。

綜上所述，一個有前景的 ZKP 項(xiàng)目應(yīng)當(dāng)具備高性能和低計(jì)算成本、面向?qū)嶋H應(yīng)用、安全可信、真實(shí)世界可部署和全過程安全等特點(diǎn)。我們可以預(yù)見 ZKP 技術(shù)的不斷發(fā)展將為隱私保護(hù)和驗(yàn)證性能提供更廣闊的應(yīng)用前景。我們在評估 ZKP 項(xiàng)目的成本效益時也需要考慮多個因素，包括計(jì)算資源、安全性要求、性能需求以及實(shí)施和維護(hù)的復(fù)雜性。在某些情況下，ZKP 可能會帶來顯著的隱私保護(hù)和安全性優(yōu)勢，從而抵消了成本的增加。然而，在其他情況下，成本可能超過了所能提供的實(shí)際價值。