Розширення ринку & Технічна еволюція

Сектор копроцесорів зазнав значного зростання з 2024 року, із кількома ключовими розвитками, що переконструювали ландшафт:

• Прийняття ZK Coprocessor: Інтеграція корпроцесорів ZK у підприємства зросла на 215% з кінця 2024 року, причому фінансові установи проводять найбільшу реалізацію для перевірки історичних транзакцій
• Функціональність міжланцюгової взаємодії: Головні платформи розширили функціональність поза межами лише Ethereum, зараз 73% підтримують багатоцільову перевірку даних
• Стандартизовані API: Альянс стандартів копроцесорів, створений в І кварталі 2025 року, встановив єдинообразні інтерфейси, що зменшують складність інтеграції для розробників приблизно на 60%

Технічні прориви

Значні досягнення з'явилися в основних технологіях, які працюють у якості копроцесорів:

Проект Еволюція & Конкурентна ландшафт

Axiom

Аксіома зберегла лідерство на ринку, представивши AxiomOS, операційна система для доступності даних, що інтегрується з основними рішеннями рівня L2. Їх бізнес-класовий набір супроводу тепер підтримує поточну передачу даних з доказами правдивості ZK.

Brevis

Після успішної інтеграції з EigenLayer Brevis розгорнувКороткий Зв'язок, з'єднуючи функціональність копроцесора по всіх 9 основних мережах блокчейн. Їх паралельна архітектура обробки тепер може обробляти 5,000+ одночасних запитів на верифікацію.

Геродот

Геродот використав свою інтеграцію з Starknet для створення Тимчасові мости, що дозволяє смарт-контрактам отримувати доступ до історичних даних міжланцюгових операцій з 97% меншими комісіями, ніж традиційні методи. їх партнерська програма зараз включає 40+ основних протоколів децентралізованих фінансів.

Нові гравці

Нові учасники зосередилися на спеціалізованих вертикальних застосуваннях:

• Системи квантових даних: Оптимізовано для верифікації даних високочастотної торгівлі
• ChronosLabs: Спеціалізується на дотриманні регулятивних вимог та історичних аудитувальних слідах
• ZKІсторія: Спрямованість на аналіз історичних даних класу інституційного рівня зі вбудованими конфіденційними функціями

Інтеграція з інфраструктурою Web3

Копроцесори все більше стають фундаментальним шаром інфраструктури Web3:

• Інтеграція з системами абстракції облікового запису дозволяє застосовувати високорівневу аутентифікацію на основі історичної поведінки користувача
• Протоколи DeFi використовують копроцесори для динамічної оцінки ризику на основі історичної активності на ланцюжку
• Системи управління реалізують відповідальні механізми голосування через перевірку історичної участі

Огляд

Ландшафт копроцесорів значно зріс до 2025 року, перетворившись з експериментальної технології на важливу інфраструктуру Web3. Технічні покращення драматично зменшили витрати, розширюючи можливості, що робить доступ до історичних даних практичним для мейнстрімових застосувань. Поки продовжуються стандартизаційні зусилля і розширюється функціональність міжланцюжкового, копроцесори встановлюють себе як критичне зв'язок між поточним станом блокчейну та його історичним записом, дозволяючи новому поколінню інтелектуальних, контекстосвідомих децентралізованих застосувань.

Аналіз треку копроцесора 2024

Ця стаття надає комплексний огляд розвитку та походження копроцесорів, аналізує технічні стеки та конкурентні переваги різних конкурентів на поточному шляху, та пояснює, як працюють копроцесори на прикладі Axiom.

Що таке копроцесор?

Мо Донг, співзасновник мережі Celer та Brevis, вважає, що, в простих термінах, копроцесор - це інструмент, який "надає смарт-контрактам можливість використання Dune Analytics".

У простих термінах поточні загальні розумні контракти не можуть отримати доступ до історичних даних. Наприклад, працюючи над Протоколом управління ліквідністю, мені потрібні були історичні цінові дані, щоб розрахувати, як часто і за якою вартістю постачальники ліквідності перевищували діапазон цін в AMM. Нам довелося покладатися на послугу індексу, розміщену на ланцюгу, таку як GraphQL API The Graph, оскільки агрегація, пошук та фільтрація завдань не можуть бути виконані лише через взаємодію контракту. Навіть індексування стандартних даних транзакцій блокчейну є викликом, не кажучи вже про читання складніших даних, ніж базова інформація.

Щодо протоколів управління ліквідністю, оцінка історичної продуктивності існуючих тестових пулів або користувацьких пулів все ще вимагає використання API послуги індексів, що розміщується на ланцюгу. Ці дані потім розраховуються вручну в Excel. Чи існує сервіс, який може спростити цей процес, надаючи додаткам інтелектуальні контракти можливість агрегувати, фільтрувати та аналізувати ці дані безпосередньо? Копроцесори розроблені для вирішення цієї проблеми.

Чому його називають копроцесором?

У ранніх комп'ютерних системах процесор ЦП часто міг виконувати лише базові операції. Для виконання конкретних видів обчислювальних завдань, таких як операції з плаваючою комою, для покращення продуктивності він потребував спеціалізованого «супроцесора».

Зараз ми можемо уявляти собі Ethereum як гігантський суперкомп'ютер. Розумні контракти по всьому світу можуть отримувати доступ лише до даних on-chain з поточного блоку, а не до історичних даних, включаючи записи транзакцій та зміни балансу рахунків. Це тому, що дизайн Ethereum не надає можливості розумним контрактам отримувати доступ до цих історичних даних.

Доступ до історичних даних для забезпечення їх надійності вимагає криптографічного методу, який пов'язує історичні записи з поточним блоком. Однак розрахунок і перевірка цього доказу безпосередньо в смарт-контракті може зайняти багато часу та коштувати дорого. Як варіант, можна робити запити через вузли зберігання, але смарт-контракти не можуть взаємодіяти з ними безпосередньо, і виникає проблема довіри. Отже, як ми можемо вирішити цю проблему довіри та забезпечити перевірені обчислення? Іншими словами, як ми можемо дозволити третій стороні безпосередньо перевіряти результати обчислень на правильність, без необхідності повторного виконання самого обчислення? Рішення може критися в співпроцесорах, які схожі на ранні комп'ютерні системи. Вони можуть розширити обчислювальну потужність смарт-контрактів на Ethereum, надавши їм нову можливість доступу до історичних даних і виконання складних обчислень.

Як зазвичай працює копроцесор?

Загалом, основний робочий процес сопроцесора, який перевіряє дані Ethereum, виглядає наступним чином:

1. Запит історичних даних та виконання відповідних обчислень в позаланцюжковому середовищі через сервіс;
2. Служба буде генерувати якийсь вид доказу, щоб підтвердити, що її операції є надійними;
3. Додаток розробника буде взаємодіяти з контрактом копроцесора, розгорнутим на Ethereum, для перевірки доказу;
4. Після взаємодії з контрактом копроцесора та перевірки результату dapp може безпосередньо отримати доступ до потрібних йому історичних даних без довіри.

Проекти в області співпроцесора або широкого перевіреного обчислення

Цей розділ в основному аналізує ключові технічні стеки та конкурентні переваги провідних гравців у просторі копроцесорів.

Аксіома

Першопрохідець у просторі копроцесорів, Axiom будує інфраструктуру даних on-chain для спрощення взаємодії розумних контрактів з даними on-chain. Axiom також вважається піонером у впровадженні концепції копроцесорів. Ми детальніше розглянемо, як працює їх копроцесор пізніше у цій статті, використовуючи Axiom як приклад.

Лагранж

Lagrange фокусується на доведеннях стану міжланцюгових та техніках паралельної обробки. їх докази можуть досягнути міжланцюгової верифікації без залежності від протоколів міжланцюжкового обміну, таких як zkBridge або IBC. Parallel Prover від Lagrange добре підходить для продуктів, що включають переставляння, зміцнюючи їх позицію в екосистемі RaaS (Rollup as a Service).

У відміну від послідовних доказів, паралельні докази можуть розподіляти свою робоче навантаження одночасно по тисяча потоків. Додатково, повторне заставлення на EigenLayer може їх забезпечити. Іншими словами, цей підхід паралельного обчислення та паралельного доказування дозволяє кращу горизонтальну масштабованість.

Один реальний використовуваний випадок - застосування Лагранжа на AltLayer. AltLayer пропонує послуги активної верифікації для Restaked Rollup, допомагаючи розробникам реалізувати децентралізоване послідовність та перевірити правильність стану Rollup ефективно. У березні 2024 року Лагранж уклав партнерську угоду з AltLayer для використання паралельних доведення для спільної обробки Rollup. Це забезпечує перевірені та довірені дані та результати обчислень на ланцюжку для клієнтів RaaS AltLayer.

Геродот

Тісно пов'язаний з екосистемою Starkware/Starknet, Геродот співпрацює з проектами, такими як Snapshot. Вони називають свою систему копроцесора "Доказ сховища", який може бути поєднаний з ZK-доказами для забезпечення доступу до даних між різними шарами Ethereum.

Джерело: Веб-сайт Геродота

Система збереження доказів складається з трьох компонентів:

1. Докази про включення: Підтвердіть, що дані дійсно існують у структурі даних Ethereum.
2. Докази обчислення: Перевірте валідність багатоетапних робочих процесів, особливо тих, що включають конвертацію даних або інші операції.
3. ZK Докази: Дозволяти смарт-контрактам підтверджувати достовірність доказів без обробки всіх підґрунтевих даних.

Будь-які дані на ланцюгу блоків в архівному вузлі Ethereum можна підтвердити за допомогою системи доказів зберігання.

Як і інші субпроцесори, система доказу зберігання генерується поза ланцюжком та перевіряється на ланцюжку, що мінімізує споживання ресурсів на ланцюжку. Вона також зменшує обсяг переданих даних між рівнями Ethereum, передаючи лише хеш блоку або корінь акумулятора для верифікації.

Brevis

Розроблений мережею Celer, Brevis є інфраструктурою для створення різноманітних служб обробки даних on-chain, включаючи ZK копроцесори. Мережа Celer, протокол взаємодії, заснований Мо Донгом і Цінькай Лян, залучив 4 мільйони доларів у IEO (Ініціативна пропозиція обміну) в 2019 році.

Celer Network розгорнув контракт Brevis on-chain. Цей контракт перевіряє докази від запитів від співпроцесора та передає результати назад до контракту dapp через функцію зворотного виклику. Розробники можуть використовувати Brevis SDK, щоб дозволити dapps легко отримувати доступ до історичних даних on-chain. SDK абстрагує складні схеми, що усуває необхідність, щоб у розробників були попередні знання ZK proofs. SDK Brevis побудовано на рамці gnark, розробленій командою Consensys Linea. Крім того, Brevis підтримує легкий клієнт ZK Ethereum, що дозволяє йому працювати з даними on-chain з будь-якого сумісного з Ethereum EVM блокчейна.

Джерело: Документація Brevis

Celer Network наразі розробляє coChain, блокчейн, спрямований на екосистему RaaS, використовуючи Brevis як основу. coChain - це блокчейн на основі алгоритму консенсусу Proof-of-Stake (PoS) та може надавати послуги стейкінгу та зменшення Ethereum.

Зниження відноситься до процесу покарання валідаторів, які порушують правила в екосистемі Ethereum PoS, включаючи штрафи та зміни стану. Історично рівень зниження в екосистемі Ethereum стейкінгу був дуже низьким, з даними, що вказують, що близько лише 0,04% валідаторів було позначено зниженням.

Унікальною особливістю coChain є зв'язок між генерацією результатів копроцесора та винагородами та покараннями за стейкінг Ethereum. Ось процес:

1. Розумний контракт подає запит на співпроцесор, а механізм консенсусу PoS генерує результат співпроцесора;
2. Результат, згенерований PoS, надсилається до блокчейну як "пропозиція", яку може "оскаржити" доказ нульового знання (ZK);
3. Якщо виклик доведення ZK виявиться успішним, що свідчить про порушення валідатора під час стейкінгу, відповідний стейк валідатора буде безпосередньо знижений на Ethereum. Навпаки, якщо результат, згенерований PoS, залишиться непідданим сумніву, dapp може безпосередньо використовувати результат копроцесора без збитків на доведення ZK. Цей «оптимістичний» підхід до викликів доведення, схожий на Optimism, дозволяє знижувати витрати.

Загалом, підхід coChain поєднує стимули для довіри/перевірки копроцесорів з екосистемою стейкінгу Ethereum. У майбутньому він інтегруватиметься з EigenLayer для зменшення вартості доказу копроцесорів ZK.

Нексус

Nexus zkVM дозволяє перевірку будь-якого результату обчислення on-chain. Його унікальною особливістю є можливість перевірки ZK-доказів на основі технік складання. Заснований у 2022 році, Nexus є ще одним учасником у просторі zkVM. Хоча деталі ще не були широко опубліковані, засновник Даніель Марін (випускник Стенфорду з попереднім досвідом в Google) опублікував ранні дослідницькі статті через Стенфордський блокчейн-клуб.

Технологія згортання ZK вважається перспективним відділом у межах рішень zkVM. Nexus zkVM підтримує перевірку як доказів згортання, так і схем накопичення. Вона має бути масштабованою, модульною та відкритою zkVM. Їх технічний стек включає механізми агрегації доказів великого масштабу на основі Інкрементального Перевіреного Обчислення (IVC) та різні схеми згортання, такі як Nova, CycleFold, SuperNova та HyperNova. Вони також розробляють Nexus Network, великомасштабну мережу з добування доказів, побудовану на Nexus zkVM.

Джерело: Документація Nexus, Архітектура Nexus zkVM

Таблиця порівняння технічних підходів та конкурентних переваг на трасі копроцесора

Як ви можете побачити, різні проекти обрали різні технічні стеки на основі різних екосистем (Ethereum EVM, RaaS, крос-ланцюжок, крос-шар Ethereum), різні методи підтвердження (Rollup проти ZK) або різні рішення в межах ZK-доказів (zk-SNARK, складні докази, схеми накопичення тощо). У кожного з них є свої переваги та недоліки щодо конкурентних переваг, і вони в кінцевому підсумку презентують різні форми продуктів: інтерактивні контракти на ланцюжку, SDK та мережі, призначені для різних цілей, таких як мережі підтвердження стейкінгу та мережі великомасштабного підтвердження.

Джерело: Від автора

Конкретна операція копроцесорів: Випадок Аксіоми

Чому обрати Аксіому?

Axiom - це копроцесор ZK-доказу, побудований для Ethereum. Він дозволяє смарт-контрактам отримувати доступ до історичних даних on-chain та забезпечує недовірливість обчислень off-chain за допомогою технології ZK-доказу. Axiom було засновано Джонатаном Ваном та Ї Сун у 2022 році. 25 січня 2024 року Axiom оголосив в Twitter, що зібрав \$20 млн у фінансуванні серії А за участю Paradigm та Standard Crypto. Це перший проект, який запропонував концепцію "копроцесора", і також один з найбільш підтриманих венчурним капіталом проектів в цій сфері.

Джерело: Офіційний обліковий запис Axiom

Історія Axiom

У 2017 році І Сун отримав ступінь доктора математики в МІТ, а також працював на високочастотній торгівельній компанії протягом певного часу. Він почав поглиблюватися у сферу криптовалют і зрозумів, що доказ ZK є ключем до масштабованості блокчейну. Проте тоді він вважав, що технологія ZK все ще знаходиться на початковій стадії, тому вирішив продовжувати спостереження за простором. Це сталося лише в кінці 2021 року, коли технологія ZK почала набирати популярності, а інфраструктура та засоби розвитку поступово ставали більш зрілими. Крім того, І Сун зіткнувся з проблемами доступу до історичних даних у смарт-контрактах, які він писав при створенні протоколів DeFi. Усе це призвело до народження Axiom.

Яку технологію доведення ZK використовує Axiom?

Axiom в даний час використовує систему доведення SNARK на основі бекендів Halo2 та KZG та інструментів доведення ZK, таких як таблиці пошуку (LUTs). У минулому ZK-доведення були складними та важкими для аудиту. Таблиці пошуку - це набір попередньо обчислених значень, які дозволяють доводу ефективніше довести верифікатору, що значення існує.

Як працює Axiom V2

У січні 2024 року Axiom V2 був запущений на основній мережі Ethereum, що підтримує доступ до операцій, квитанцій, зберігання контрактів, заголовків блоків та інших даних з смарт-контрактів. Це означає, що тепер він підтримує доступ до всіх історичних даних на основній мережі Ethereum.

За допомогою інструментів SDK, розроблених Axiom, розробники можуть писати Axiom схеми на Typescript, щоб видача запитів на дані та налаштовувати обчислення. Axiom виходить за межі через те, що дозволяє дуже просто смарт-контрактам отримувати доступ до даних на ланцюжку:

1. Розробники використовують Axiom Typescript SDK для написання Axiom-схем та висувають запити на обчислення перевірки ZK для історичних даних Ethereum;
2. Axiom виконує запитане обчислення та генерує доказ ZK, доводячи правильність даних та результатів обчислень;
3. Розробники реалізують функцію зворотного виклику в розумному контракті для перевірки та виконання даних, відправлених від Аксіоми з результатом доведення ZK;
4. Axiom запити, відправляючи транзакцію on-chain, і отриманий результат зашифрований за допомогою доказу ZK, щоб забезпечити його достовірність.

Однак, на відміну від Геродота, Axiom на даний момент не підтримує запити історичних даних з інших мереж Ethereum EVM або L2 та приділяє увагу лише головній мережі Ethereum. Підтримка для пов'язаних функцій у майбутньому не виключена.

Застосування Axiom V2

На рівні додатків Axiom може допомогти dapps у впровадженні наступних функцій:

• Забезпечити винагороди та програми лояльності на основі записів користувачів у ланцюжку блоків
• Здійснюйте відповідальність на основі поведінки користувачів на ланцюжку
• Створіть оракули, які можуть бути налаштовані залежно від потреб у ідентифікації, управлінні та врегулюванні

Висновок

Поточний лідер у просторі копроцесорів, Axiom, має взаємозв'язок з проектами легких вузлів, такими як Succinct. Succinct намагається довести сам консенсус Ethereum, тоді як Axiom доводить будь-які дані історії on-chain на основі консенсусу, припускаючи, що результат консенсусу прийнятий.

Галузь доведення ZK швидко розвивається за допомогою інноваційних винаходів, таких як згортання доведень, схеми накопичення та великі таблиці пошуку. Цей ріст привертає увагу до проектів, таких як Nexus, які підтримують останні досягнення в технології доведення ZK. Хоча доведення ZK стають мейнстрімом, інші проекти, такі як Lagrange, також привертають увагу, надаючи доведення для Rollup за допомогою паралельних доводчиків, тим самим заповнюючи ринковий прогалину.

Постійний розвиток технологій підвищив продуктивність різних доказів знань, зменшивши їх розмір та витрати на верифікацію. Це розширює їх потенційне використання. У цьому контексті гнучкість, надана модуляризацією, набуває визнання, особливо в просторі копроцесорів.