探索市面上的 zkVMs:哪些项目真正符合零知识虚拟机的标准?
- 原文链接:https://vac.dev/rlog/zkVM-explorations
- 译者:AI翻译官,校对:翻译小组
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区块链领域正在快速发展,随之而来的是新技术的出现,这些技术承诺增强隐私性、可扩展性和安全性。随着去中心化系统的复杂性和使用量的增长,对安全和私密计算的需求比以往任何时候都更为迫切。零知识虚拟机(zkVMs)就是这样一种创新,它允许在不透露底层数据的情况下证明计算的正确性。zkVMs 对于隐私保护应用、去中心化金融(DeFi)和其他基于区块链的用例具有巨大的影响。然而,随着“zkVM”这一术语的广泛采用,区分真正满足 zkVM 严格要求的项目与不满足的项目至关重要。
zkVM 是一种结合了密码学证明生成和隐私保护原则与传统虚拟机计算模型的虚拟机。基本上,zkVM 允许执行任意程序,同时生成密码学证明——特别是零知识证明(ZKPs),这些证明可以在不透露任何敏感信息的情况下验证这些计算的正确性。这确保了计算可以被信任,同时保护了所涉及数据的隐私。zkVM 的关键特性包括:
zkVM 的兴起是区块链和去中心化技术未来发展的关键。随着越来越多的系统需要在保持隐私和信任的同时实现可扩展性,zkVM 提供了一个强大的解决方案。它们有可能重塑去中心化应用(dapps)处理敏感信息的方式,使其既高效又私密。
区分完全实现 zkVM 潜力的项目和未实现的项目至关重要。在本文的剩余部分,我们将评估几个 zkVM 项目,分析它们是否满足我们研究中定义的 zkVM 标准。
我们分析了每个项目的文档、源代码和可用的基准,以确定它们是否符合 zkVM 的定义。我们的标准侧重于 zkVM 的关键能力——证明生成、隐私、可扩展性以及与现有系统的集成。
项目名称 | ZkVM 状态 | 零知识 | 推理/评论 |
---|---|---|---|
SP1 | 是 | 否 | 证明 LLVM 基程序的执行,但缺乏隐私功能。 |
Nexus | 是 | 否 | 强大的证明生成,但由于 Spartan 缺乏零知识隐私。 |
Risc0 | 是 | 是 | 支持 Rust 程序的完整 ZKP 生成。 |
Powdr | 否 | 是 | 用于创建自定义 zkVM 的工具包,本身不是 zkVM。 |
ZkMIPS | 是 | 是 | 支持 MIPS 类架构,具有完整的零知识和证明生成。 |
Valida | 是 | 否 | 注重性能的 zkVM,缺乏隐私保证。 |
Jolt | 是 | 否 | 注重性能的 zkVM,未实现零知识隐私。 |
ZkWASM | 是 | 是 | WebAssembly 代码的完整零知识和可验证执行。 |
Aleo | 是 | 是 | 完全私密和可扩展的 dapps。 |
Ola | 否 | 否 | 主要是 ZK-rollup 平台,不是 zkVM,专注于可扩展性和性能而非隐私。 |
Miden | 是 | 是 | 基于 zk-STARK 的 zkVM,具有强大的隐私和可扩展性。 |
ZkOS | 否 | 否 | 专注于 zkApps 的可验证操作系统,不是 zkVM。 |
Triton | 否 | 否 | 优化 GPU 工作负载,但不适用于 ZKP。 |
Cairo | 是 | ZK 友好 | 自定义 Rust 基语言,具有 zk-STARK 证明生成。 |
SnarkOS | 否 | 是 | Aleo 网络的去中心化操作系统,专注于共识而非可验证计算。 |
Lurk | 否 | 否 | 用于递归 zk-SNARK 的编程语言,不是 zkVM。 |
Piecrust | 是 | ZK 友好 | 具有递归 SNARK 功能的 zkVM,专注于简洁的证明生成。 |
Ceno | 是 | 是 | 理论 zkVM,通过递归证明提高证明者效率。 |
Stellar | 否 | 否 | 专注于跨境交易,不进行 ZK 证明生成或可验证计算。 |
NovaNet | 否 | 否 | 专注于分布式计算的点对点网络,不是零知识计算。 |
ZkLLVM | 否 | 在某些情况下是 | 用于生成 ZK 电路的编译器,不是 zkVM。 |
ZkMove | 是 | ZK 友好 | 支持 Move 语言的 zkVM,具有 ZKP 执行。 |
O1VM | 是 | 是 | 基于 MIPS 的 zkVM,具有强大的隐私、可扩展性和证明生成。 |
我们的分析表明,许多被标记为 zkVM 的项目确实符合 zkVM 的核心标准,提供可验证计算和证明生成作为基础功能。然而,其中一些项目未能提供完整的零知识隐私。像 Risc0、Aleo 和 Miden 这样的项目在平衡证明生成、隐私和可扩展性方面脱颖而出,为开发者提供了强大的平台,以构建隐私保护应用。
相反,像 SP1 和 Nexus 这样的项目在生成可验证证明方面表现出色,但目前缺乏全面的零知识隐私机制。这些平台非常适合在证明生成和可扩展性至关重要但隐私不是主要关注点的场景中使用。
随着 zkVM 技术的不断发展,我们预计会有更多项目集成增强的隐私保护机制,同时提高性能和可扩展性。这一持续的发展可能会扩大 zkVM 在区块链生态系统中的应用,特别是在金融、数据安全和去中心化应用等隐私敏感领域。
您对我们的 zkVM 分析有何看法?您是否同意我们的发现,或者您知道其他应该在我们关注范围内的 zkVM 项目?我们非常希望听到您的见解、问题或建议!欢迎加入我们论坛上的讨论 。
[1] 介绍 SP1:一个高性能、100% 开源、对贡献者友好的 zkVM。来源:https://blog.succinct.xyz/introducing-sp1/
[2] Nexus 2.0 zkVM。来源:https://docs.nexus.xyz/
[3] 第一个通用 zkVM。来源:https://www.risczero.com/zkvm
[4] Powdr。来源:https://docs.powdr.org/
[5] ZKM 架构。来源:https://docs.zkm.io/zkm-architecture
[6] Valida zkVM 设计。来源:https://delendum.xyz/writings/2023-05-10-zkvm-design.html
[7] 构建 Jolt:一个快速、易用的 zkVM。来源:https://a16zcrypto.com/posts/article/building-jolt/
[8] ZK-WASM。来源:https://delphinuslab.com/zk-wasm/
[9] Aleo。来源:https://aleo.org/blog/
[10] OlaVM 白皮书 V2。来源:https://github.com/Sin7Y/olavm-whitepaper-v2/tree/master
[11] Polygon Miden VM。来源:https://0xpolygonmiden.github.io/miden-vm/intro/main.html
[12] OS 冒险:使用 Rust 构建 RISC-V 操作系统。来源:https://osblog.stephenmarz.com/index.html
[13] Triton VM。来源:https://triton-vm.org/spec/
[14] 原始 Cairo VM 如何工作?。来源:https://github.com/lambdaclass/cairo-vm/blob/main/docs/python_vm/README.md
[15] Aleo 完成 snarkOS 和 snarkVM 的安全审计。来源:https://aleo.org/post/aleo-completes-security-audits-of-snarkos-and-snarkvm/
[16] Lurk zkVM。来源:https://github.com/lurk-lab
[17] Piecrust VM。来源:https://docs.rs/piecrust/latest/piecrust/
[18] Ceno:非均匀、分段和并行零知识虚拟机。来源:https://eprint.iacr.org/2024/387
[19] ZkVM:快速、保密智能合约的新设计。来源:https://stellar.org/blog/developers/zkvm-a-new-design-for-fast-confidential-smart-contracts
[20] Novanet。来源:https://www.novanet.xyz/blog
[21] ZKLLVM。来源:https://github.com/NilFoundation/zkLLVM
[22] zkMove 0.2.0 - 实现与 Move 的完全字节码兼容。来源:https://www.zkmove.net/2023-06-20-zkMove-0.2.0-Achieving-Full-Bytecode-Compatibility-with-Move/
[23] O1VM。来源:https://github.com/o1-labs/proof-systems/tree/master/o1vm
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