ZaKi：Ingonyama的Prover market基础设施
1. 引言
Ingonyama团队预计在不久的将来会出现大量去中心化证明市场（Prover market）。这些市场的独特之处在于高可用性和高性能的基础设施，以及强大的安全性和透明度保障。
2. 证明市场的出现
零知识 (ZK) Rollups，如 Starknet 和 ZkSync，目前被用作以太坊上的扩容解决方案。它们的成功导致对 ZK 证明的需求稳步增长。Prover market证明市场是 ZK Rollups 向去中心化过渡的自然演变。在这种强劲需求的推动下，预计明年 ZK Rollups 将成为主要的证明市场，推动竞争并降低成本。
然而，这些特定市场的范围有些有限：Rollup 可以看作以太坊上的“孤岛”，每个孤岛都提供来自单个 Rollup 并最终在以太坊上结算的同类证明。解决这一碎片化问题是一个活跃的开发领域。互操作性解决方案（如Polygon AggLayer和Espresso sequencer市场）将有助于形成更通用的证明市场，汇总所有 Rollup 中对各种证明的需求。
从更高层来看，ZK Rollups 只是 ZK 技术的一个应用，而以太坊是一个非常具体的目标层。从更广泛的意义上讲，去中心化的证明市场可以服务于多个证明网络并多个目标层，如verification network（如Aligned layer 和 Hylé）。在这样的multi-prover市场中支持prover可通过模块化结构来实现，该结构允许添加prover-verifier pairs，正如Gevulot和Lagrange所展示的那样。
ZKVM 技术的最新进展提出了一种不同的方法，该方法基于能够高效运行多种类型计算的single prover，类似于 CPU 运行各种程序的方式。如RISC0和Succinct。ZKVM的创新预计将持续下去，从而显著提高 ZK 证明的效率。
上图源自Succinct Uma Roy 2024年4月 ZK11: The Role of Decentralized Proving Networks in the Modular Stack - Uma Roy 分享视频。
最重要的是，有一个明确的愿景来指导所有这些并行的努力：
- 以分散的方式有效地生成 ZK 证明，并将其从任何来源转移到任何目的地，从而实现对任何计算的实时验证。
3. 证明市场的独特特征
目前对证明市场动态的了解还不多。这是一个值得探索的新领域，无论是设计空间还是运营。到目前为止，简单的事实是，证明市场不同于任何现有市场，没有两个团队共享相同的机制设计。这意味着，在出现某种标准之前，预计近期将有更多的研究和实验。
上图源自Succinct Uma Roy 2024年4月 ZK11: The Role of Decentralized Proving Networks in the Modular Stack - Uma Roy 分享视频。
上图源自耶鲁大学和Matter Labs团队2024年论文Mechanism Design for ZK-Rollup Prover Markets。在该论文中，研究了证明市场的交易手续费机制：
证明市场与传统手续费市场（如比特币和以太坊的手续费市场）有三点不同：
- 1）首先，证明市场是一个双边市场，用户需要证明容量，而证明者则提供证明容量。在证明市场中，用户对证明容量的估值各不相同，而证明者的成本和容量也可能各不相同（如，一些证明者可能会投资于具有较低证明成本的专用硬件）。这与区块空间市场形成对比，在区块空间市场中，validator生产区块的成本是名义上的。
- 2）其次，对证明者的工作进行补偿是必不可少的，而手续费市场并不旨在补偿validators……
- 3）第三，手续费市场通常不关心validator选择（如，在以太坊中，validators由共识协议选择），但当供应过剩时，证明市场需要从一组候选人中选择证明者。理想情况下，这个过程将选择成本最低的证明者，但证明者不需要报告他们的真实成本。
从现有的设计理念可以看出，一个常见的安全要求是证明者在提交证明容量的出价或任何形式的积极参与之前进行质押。如果证明者没有按预期运行，质押金额将被削减。质押服务通常需要 QoS 和正常运行时间。因此，参与新的证明市场可能至少需要两个角色：
- 计算提供者
- 和 validator。
如最近推出的Lagrange证明网络：
上图源自Lagrange 2024年6月博客Lagrange Deploys First Production-Ready ZK Prover Network Powered by Coinbase, Kraken and OKX。在这个早期市场中，已经可观察到质押者（在Lagrange中，这些是重新质押者（re-stakers））现在也需要计算资源来生成证明。
为此假设：
- 为了完全支持这个和其他证明者网络，将需要一种新的基础设施。这也是证明服务提供商与质押服务提供商探索合作的基础。
4. ZaKi：实现ZkSync prover的去中心化
ZaKi 实例是Ingonyama专用的硬件基础设施，针对运行 ZK 工作负载进行了优化。在下图展示了如何将 ZkSync Boojum prover 运行在 ZaKi 实例上，从而取代 Google Cloud。该示例中：
- 用户（如 Twinstake 这样的validator）正在从所运营的远程 ZkSync prover请求一些证明，稍后提交到网络。
- 将负载均衡器配置为与两台 ZaKi 机器一起工作，每台机器使用两个 GPU，展示了如何利用Ingonyama的基础设施高效运行多个证明。
- 将证明生成外包给 ZaKi，与一般或特定于 AI 的云提供商相比，可享受更快的运行时间和更低的成本。
Ingonyama 2024年7月视频ZaKi: NGINX load-balancing 4 ZKSYNC workloads中，对ZaKi进行了演示，NGINX 负载平衡 4 个 ZKSYNC 工作负载的屏幕记录：
- 第 1 行：使用 curl 将 4 个工作负载提交给 NGINX。
- 第 2 行：监控 4 个不同的 ZKSYNC 容器（两台服务器，每台服务器两个容器）。
- 第 3 行：监控 NGINX 日志——将工作负载分配到不同的服务器/端口
这些功能可使validators轻松访问高性能计算：AI 或 ZK，并实现大规模计算。Ingonyama（证明服务提供商）正与 Twinstake（质押服务提供商） 一起尝试validators承担繁重工作量职责的不同方式。
参考资料
[1] Ingonyama 2024年7月23日 博客 ZaKi Usecase: Prover Infrastructure for Prover markets