元のソース: Brevis

Brevis チームは、モジュール式の効率的なゼロ知識仮想マシン (zkVM) である Pico を誇りを持ってリリースしました。 Pico を使用すると、開発者はレゴ ブロックを組み立てるのと同じように、アプリケーションのコンピューティング ニーズに応じて zkVM を柔軟に構築できるため、パフォーマンスとユーザー エクスペリエンスが最適化されます。開発者は、豊富な組み込みオプションから自由に選択したり、証明バックエンドと仮想マシンインスタンスを完全にカスタマイズして、ニーズを満たす専用のコンピューティングプロセスを構築したりできます。

Pico は「Glue-and-Coprocessor」アーキテクチャを再定義します。これは、基盤となるコプロセッサ (特定の VM 命令操作を高速化するために事前コンパイルされたモジュールを使用するなど) をサポートするだけでなく、Brevis のオンチェーン データ zkCoprocessor をネイティブに統合し、ブロックチェーンの履歴データを使用するアプリケーションのパフォーマンスを最大 32 倍 向上させます。

Pico はまだ完全な GPU アクセラレーション クラスター ソリューションをリリースしていませんが、CPU 側では世界最高のパフォーマンスを実現しています。 RISC0、SP1、OpenVM などの他の業界の zkVM と比較すると、Pico は CPU 上で 70% ～ 155% 高速に実行され、新しいパフォーマンス ベンチマークを確立します。

Pico v1.0 のリリースにより、カスタム コンピューティング アーキテクチャをサポートする世界初の zkVM が導入され、開発者は以下の主要なパラメータを柔軟に調整できるようになりました。

オプションの証明バックエンド: KoalaBear と BabyBear の STARK、および Mersenne 31 の CircleSTARK をサポートします。

柔軟な証明プロセス:セキュリティ、スケーラビリティ、証明生成効率を最適化し、さまざまなアプリケーション要件に適応します。

オンチェーン履歴データ アクセス: 組み込みのオンチェーン データ zkCoprocessor を通じて、開発者はブロックチェーン履歴データを自由に照会および計算して dApp を構築し、最適なコンピューティング パフォーマンスとプログラミングの柔軟性を実現できます。

Pico は RISC-V 命令セットと互換性があり、Rust 開発ツール チェーンをサポートしています。 Pico はモジュール式アーキテクチャを採用しているため、将来的にも継続的にアップグレードでき、最新の ZK 理論研究の革新に簡単に適応できます。次世代の ZK アプリケーションであれ、ZK 分野の最先端の探究であれ、Pico は開発者に安定した強力なコンピューティング基盤を提供できます。

Pico 開発ガイドにアクセスし、GitHub リポジトリを調べ、Telegram または Discord ディスカッション グループに参加して、最新のアップデートを入手し、ZK コンピューティングの未来を共同で推進するための貢献に参加してください。

なぜ Pico を作るのか?

Brevis の最初の製品であるオンチェーンデータ zkCoprocessor は、DeFi などの分野で広く使用されています。 Kwenta、Usual、Algebra Labs、JoJo Exchange、Trusta など、多くのパートナーがメインネット上で Brevis ベースの革新的な機能を展開しています。さらに、PancakeSwap、Celer、Gamma、Quickswap、Frax、Mask Network、Kernel、Beraborrow、Thena、Kim もあります。プロトコル、0G、ベッドロック、メロウファイナンス、ゼッタブロック、ヘメラ

およびMendi Financeなどのトッププロトコルとアプリケーションも、Brevis をベースにした次世代の製品と機能を開発しています。

しかし、これらの最先端のチームと協力する過程で、zk コンピューティングの実際のアプリケーション要件はますます多様化しており、次のような中核的な課題に直面していることがわかりました。

1. さまざまなアプリケーション要件への適応

プロジェクトによってビジネス ロジックが異なり、パフォーマンス要件も大きく異なります。従来の「万能」な zkVM または固定 ZK 回路ソリューションは、変化するニーズに対応できません。証明フローを柔軟にカスタマイズしたり、カスタム回路を統合したり (オペコード レベルまたはアプリケーション レベルのいずれかで) する機能がなければ、zkVM のスケーラビリティは制限されます。

2. 最先端の ZK テクノロジーを採用

ZK 分野は急速に発展しており、新しい証明バックエンド、フレームワーク、暗号化のブレークスルーが次々と登場しています。既存の多くの zk ソリューションは、そのクローズド アーキテクチャのためにこれらの革新的なテクノロジを迅速に統合することが困難であり、その結果、陳腐化、パフォーマンスの低下、計算コストの上昇、最適化スペースの制限が生じています。

Pico のモジュール式ソリューション: 真に柔軟でスケーラブル

これらの課題に対処するために、Pico はモジュール式アーキテクチャを採用し、以下を提供します:

· 複数の証明バックエンドのサポート:コンピューティング パフォーマンスと互換性を確保するために、いつでも最新の証明バックエンドに切り替えるかアップグレードします。

· カスタマイズ可能な証明プロセス: 開発者は、特定のアプリケーションのニーズに合わせて証明生成パイプラインを自由にカスタマイズできます。

· スケーラブルなコプロセッサ統合: 固定された zkVM フレームワークに制限されることなく、特殊なコプロセッサの構築または統合をサポートします。

革新的なアーキテクチャ Glue-and-Coprocessor: 従来の zkVM のボトルネックを打破

Pico は、効率的な専用回路 (コプロセッサ) と汎用 zkVM (Glue) を組み合わせた「Glue-and-Coprocessor」アーキテクチャを採用し、パフォーマンス、汎用性、スケーラビリティのバランスを実現します。

コプロセッサ:演算処理、暗号化計算、機械学習などの負荷の高いタスクを最適化して、ZK 証明の効率を向上させます。

一般的な zkVM (Glue): すべての論理計算が安全に実行できるように、全体的な証明および検証プロセスを管理する責任があります。

このアーキテクチャの利点は何ですか?

従来の zkVM と比較して、Pico は汎用性と専用回路の計算能力を組み合わせることで、より高速かつプログラミングの柔軟性に優れた証明を生成します。

プリコンパイルは、RISC-V 命令セットを拡張して、ハッシュ計算や署名検証などの低レベルの操作を高速化する一般的なコプロセッサです。 Pico は、開発者がニーズに応じて事前コンパイルされたモジュールをカスタマイズできるようにサポートし、すぐに使用できる最適化ソリューションも提供します。

ただし、プリコンパイルだけではすべてのアプリケーションのパフォーマンス要件を満たすのに十分ではありません。たとえば、開発者がトレーダーが過去 30 日間に 10,000 件の Uniswap トランザクションを完了し、合計 5,000 万ドルに達したことを証明したい場合、計算に zkVM のみを使用すると、実行コストが高額な Merkle ツリー包含証明プログラムと RLP パーサーを作成する必要があります。

この制限を解除するにはどうすればよいでしょうか?

Pico は、アプリケーション レベルのコプロセッサとして Brevis のオンチェーン データ zkCoprocessor をネイティブに統合し、開発者がオンチェーンの履歴データに効率的にアクセスして計算できるようにすることで、パフォーマンスを 32 倍向上させながらコストを 67% 削減します。

表 1: Pico のコプロセッサ強化バージョンとネイティブ Pico のパフォーマンス比較 (4096 トランザクション、ログ サイズ: 40)

Pico は、このアーキテクチャを検証可能な AI 推論や Reth などのアプリケーション レベルのコプロセッサに拡張し、zk コンピューティングの効率をさらに向上させます。

柔軟な証明バックエンドとカスタマイズ可能なコンピューティング プロセス

1. 複数の証明バックエンドの柔軟なサポート

Pico は、以下を含む複数のゼロ知識証明システムと互換性があります。

STARK (KoalaBear、BabyBear)

CircleSTARK (Mersenne 31)

たとえば、Poseidon2 ハッシュ関数は、zkVM 再帰証明で広く使用されています。同じ STARK システムでは、KoalaBear の証明効率は BabyBear よりもはるかに優れています。計算ロジックを変更せずに証明バックエンドを置き換えるだけで、パフォーマンスを大幅に向上できます。

2. カスタマイズ可能な証明ワークフロー

Pico を使用すると、開発者は証明生成プロセスを自由に調整して、スケーラビリティ、コスト、レイテンシを最適化できます。

· インスタンス レベルの最適化: 開発者は、各 VM インスタンスのコンピューティング プロセス (証明バックエンド、コンピューティング チップ、メモリ管理などを含む) をカスタマイズできます。

· ProverChain: RISCV → CONVERT → COMBINE → COMPRESS → EMBED → ONCHAIN などのモジュールプロセスを通じてコンピューティング効率を最適化します。

· オプションの分散検証: 開発者は、パフォーマンスと分散化のバランスをとるために、ニーズに応じて EVM 上でオンチェーン検証を実行するかどうかを選択できます。

業界のパフォーマンス記録を更新: zkVM の新しいベンチマークを設定

最新のパフォーマンス ベンチマークでは、Pico は既存の zkVM ソリューションを全面的に上回り、CPU コンピューティング環境で驚くべきパフォーマンスの向上を示しました。私たちは、RISC0、SP1、OpenVM で比較テストを実施し、以下のコア コンピューティング タスクをカバーしました。

· フィボナッチ計算

· Tendermint ブロックのコンセンサス

· Ethereum Reth ブロック #17106222 の証明

すべてのテストは、コンピューティング環境の一貫性を確保するために、AWS r7a.48xlarge インスタンス (192 コア CPU、1.5 TB RAM) で実行されました。結果は次のようになります:

· Pico はすべてのタスクで 2 番目に速いソリューションよりも 155% 高速に実行され、zkVM コンピューティング パフォーマンスの新しい記録を樹立しました。

· Pico の CPU コンピューティング能力は大幅に優れており、効率的なコンピューティングを必要とするアプリケーション シナリオに特に適しています。

表 2: AWS r7a.48xlarge (192 コア、1.5 TB メモリ) 上の Fibonacci、Tendermint、Reth-block 171 タスクにおける RISC0、OpenVM、SP1、Pico のパフォーマンス ベンチマーク結果

GPU アクセラレーション バージョンは近日公開予定

現在のデータは CPU テストに基づいていますが、Pico は GPU アクセラレーション バージョンの開発に取り組んでおり、数か月以内にリリースされる予定です。 Pico の GPU アクセラレーション バージョンでは、zk コンピューティング機能がさらに強化され、スループットとコンピューティング効率が向上します。今後、完全な GPU パフォーマンス テスト レポートを公開する予定です。

巨人の肩の上に立つ

Pico は、ゼロ知識証明システムにおける最先端の進歩を表す以下のプロジェクトからインスピレーションを得ています。

これらのイノベーションを基に、Pico はモジュール式の高性能 zkVM を提供します:

Plonky3: Pico の証明バックエンドは Plonky3 に基づいており、そのモジュール性が zkVM レイヤーに拡張されているため、開発者はアプリケーションに最適な証明ドメインと証明システムを柔軟に選択できます。

SP1: Pico は、再帰コンパイラとプリコンパイルの設計と制約を含む、SP1 のチップ設計と制約システムから多大なインスピレーションを得ています。

Valida: Pico のクロステーブル検索の実装。この分野における Valida の先駆的な取り組みに触発されたものです。

RISC0: Pico の Rust ツールチェーンは、もともと RISC0 用に開発されたツールチェーンを直接ベースにしています。

Pico 開発者コミュニティに参加する

Brevis は、ゼロ知識テクノロジーの未来はコラボレーションとイノベーションにあると常に信じてきました。 Pico は zkVM であるだけでなく、次世代の zk アプリケーションの構築に役立つ開発プラットフォームでもあります。

· Pico 開発ドキュメントを読む: Pico Docs

· GitHub コードベースを調べる: GitHub Repo

· コミュニティ ディスカッションに参加する: Telegram または Discord

ゼロ知識コンピューティングの境界を広げ、インテリジェントで信頼できない分散型の世界を一緒に作りましょう。

この記事は寄稿者によって提供されたものであり、BlockBeats の見解を代表するものではありません。