Pi Squared下一代可验证计算新范式

Pi Squared下一代可验证计算新范式

币界网报道:
云计算能否被广泛应用的一个主要决定因素是其可信度。在实际应用中,所有云计算数据必须完整,同时,在程序执行过程中要保持高精确性,这有助于有效拓展云计算的应用范围。此外,云计算协议能够评估服务器内的所有反馈结果,而无需远程服务器重新操作相关程序。近年来,可验证计算已成为研究人员高度关注的焦点,是可信云计算发展的主要趋势。

Pi Squared由伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校的计算机科学教授Grigore Rosu领导,专注于通过零知识技术实现可验证计算。Pi Squared的核心理念源自Rosu在学术界多年的研究,他与学生们共同探索并最终形成了Pi Squared的概念。


业内人士认为,如果Pi Squared成功,将彻底改变可验证计算,该技术不仅适用于区块链的通用结算层(USL)、可信云计算,还将扩展至科学和知识验证领域,适用于所有语言和虚拟机,具备天生的正确性和高速性。


可以说,Pi Squared的应用场景和价值空间极为广阔。

在深入了解Pi Squared之前,有必要先了解其他几种基于ZK技术的创新项目,以及它们与Pi Squared的区别和联系。

01 竞品分析
ZKsync
ZKsync是以太坊的扩展解决方案,利用ZK-rollup技术实现高吞吐量和低交易费用。它通过批量处理多个交易并生成ZK证明来提升扩展性。ZKsync的主要优势在于其交易速度和费用显著降低,同时保持以太坊的安全性。
ZK-native
ZK-native指的是从底层设计采用零知识证明技术的区块链。这些区块链通常具备更强的隐私保护和数据压缩能力,例如StarkNet和Mina Protocol。它们通过直接在协议层集成ZK技术,确保交易和数据的隐私性和高效性。
ZK Chain
ZK Chain是指那些将零知识证明技术作为核心组件的区块链系统。这些系统通常旨在提升区块链的隐私保护和可扩展性,例如Aztec和Zcash。ZK Chain利用ZK-SNARK或ZK-STARK等技术,为用户提供强大的隐私保护和高效的交易处理能力。


Pi Squared与上述技术的主要区别在于其通用性和验证方法。虽然ZKsync、ZK-native和ZK Chain专注于提高特定区块链的性能和隐私保护,Pi Squared通过其通用结算层(USL)为所有区块链、虚拟机和编程语言提供通用的可验证计算解决方案。Pi Squared的PoP技术不仅适用于区块链,还能扩展到其他计算领域,实现真正的普适计算。

02 USL:Pi Squared的杀手锏
Pi Squared的首个产品是通用结算层(USL),这是一个模块化的区块链架构,具备以下核心特点:
(1)通用性
USL支持任何语言或虚拟机的计算,无需编译器。这意味着开发者可以使用自己熟悉的编程语言进行区块链交易结算。
(2)可证明的正确性
USL通过数学证明验证计算的正确性,任何外部实体都可以独立验证USL状态的正确性。
(3)信任基础最小化
USL透明地揭示上层计算中的信任假设,通过正确性证明最终最小化信任基础,增加用户的信任和透明度。
(4)应用互操作性
USL支持不同应用模块和网络之间的互操作,如应用链之间的交互。
(5)确定性和可重复性
USL的验证过程是确定性的,任何外部实体都可以独立重复验证。
Pi Squared的USL架构由多个层次和组件组成,每一层次和组件在实现高效、可验证的计算中都发挥重要作用。
首先,计算层
计算层位于架构的顶层,是各种语言和虚拟机执行计算的地方。包括交易执行引擎、完全功能的应用链和执行rollups。计算层中的计算可能非常复杂,环境可以实现自己的优化和并行处理,USL无需了解这些计算是如何执行的。
其次,Sequencer Network
Sequencer Network负责在计算层和USL之间处理交易。Sequencers验证并收集交易到区块中,促进效率和提高交易吞吐量。Sequencer Network通常是去中心化的,运行共识算法来安全地排序交易。Sequencer Network层的预确认是乐观的,可以在USL验证后撤销无效交易。
第三,执行层接口
执行层接口位于计算层下方,使计算层系统能够与USL通信。它接受“计算交易”,包括交易、状态变化和过渡元数据。元数据定义了执行计算的程序、受信实体列表和其他细节。
第四,Pi Squared的USL层
作为乐观rollup运作的USL层,将计算交易解释为逻辑理论中的数学声明。USL生成计算序列的数学证明以确保正确性,主要由π²网络和证明者池(Prover Pool)组成。
最后,π²网络和Prover Pool
π²网络由运行共识协议的节点组成,验证交易后状态的有效性。验证过程是透明且可重复的,任何外部实体都可以独立验证。Prover Pool则由证明者节点组成,生成交易或区块的零知识证明(ZKP)。ZKP通过重新执行交易或区块并生成匹配逻辑正确性证明来实现。生成的ZKP比原始数学证明小得多,可以更快地传输和验证。

03 USL在Web3领域的应用价值
Pi Squared团队设想USL作为一个语言和虚拟机无关的层,将显著提升Web3行业的跨链应用和流动性访问。具体应用包括:
Rollup-in-a-box
该服务支持L2/L3 rollups和应用链的创建,用户可以选择系统特性,所有交易由USL透明结算。
Multi-chain bridging
多链桥接使得在USL上运行的应用和rollups能够无缝地在不同链上

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