ZK白板系列S2 - M4： RISC-V zkVMs

在本次视频中，Uma Roy和Tracy讨论了RISC-V zkVM（零知识虚拟机）的工作原理及其应用。视频的核心内容围绕zkVM的定义、工作流程以及其在区块链和加密领域的潜在用途展开。

zkVM的定义：zkVM代表零知识虚拟机，它允许开发者使用常规编程语言编写程序，而不需要手动编写复杂的电路。zkVM通过将程序编译为RISC-V指令集来生成零知识证明。
工作流程：
- 开发者编写Rust代码并将其编译为RISC-V字节码（ELF文件）。
- zkVM执行这些指令并生成执行轨迹（witness），以证明程序在特定输入下的正确性。
- 使用STARK（可扩展透明论证）和其他技术来约束程序的执行，确保每个指令的正确性。
- 通过分片和递归的方式处理长程序，以提高效率并减少内存消耗。

zkVM的优势：与传统的电路设计相比，zkVM使得开发者可以更轻松地利用零知识证明技术，降低了技术门槛。
内存管理：视频中介绍了两种内存管理技术，Merkelized memory和offline memory checking，后者通过时间戳和查找参数来高效地验证内存访问。
预编译和效率：通过使用预编译电路（如Keccak哈希函数），zkVM可以显著减少计算周期，从而提高整体效率。
长程序处理：对于长达数亿指令的程序，zkVM通过将程序分成多个片段（shards）并并行处理每个片段的证明，来解决内存和计算效率问题。
应用场景：zkVM在区块链中的应用，特别是zk-Rollups，能够提高交易的隐私性和可扩展性，使得更多开发者能够轻松实现复杂的加密功能。