Phân tích chuyên sâu về ứng dụng và triển vọng của ZKML trong Web3
Tuyển chọn TechFlowTuyển chọn TechFlow
Phân tích chuyên sâu về ứng dụng và triển vọng của ZKML trong Web3
Bài viết này sẽ đi sâu vào việc thảo luận về sự phát triển và thách thức của công nghệ ZKML, từ hai ví dụ điển hình là Worldcoin và Vanna, đồng thời thúc đẩy ứng dụng rộng rãi và sự phát triển mạnh mẽ của công nghệ này trong lĩnh vực blockchain.
Chuyên sâu báo cáo Web3
Kèm theo sự phát triển nhanh chóng của công nghệ blockchain, quyền riêng tư và an toàn dữ liệu đã trở thành một chủ đề cốt lõi. Học máy bằng chứng không kiến thức (Zero-knowledge machine learning, ZKML) như một công nghệ mới nổi, kết hợp hiệu quả tính bảo mật của bằng chứng không kiến thức (ZKP) với trí tuệ của học máy (ML), mang lại những cơ hội chưa từng có cho thế giới Web3.
Hiện tại, ứng dụng của công nghệ ZKML trong lĩnh vực blockchain rất rộng rãi, bao gồm các khía cạnh chính sau đây:
-
Tăng tốc phần cứng: Do độ phức tạp tính toán của bằng chứng ZK, một số dự án như Cysic, Ulvetanna, sử dụng tăng tốc phần cứng để nâng cao hiệu suất tính toán trên chuỗi.
-
Xử lý dữ liệu trên chuỗi: Các dự án như Axiom, Herodotus tập trung vào việc chuyển đổi dữ liệu trên chuỗi sang định dạng phù hợp với việc huấn luyện ML, đồng thời đảm bảo kết quả đầu ra của ML có thể được truy cập dễ dàng từ trên chuỗi.
-
Chuyển đổi tính toán thành mạch: Để phép tính ML có thể được xử lý bởi ZK trên blockchain, một số dự án như Modulus Labs, Jason Morton chuyển đổi mô hình tính toán ML thành dạng mạch.
-
Bằng chứng ZK cho kết quả: Để giải quyết vấn đề niềm tin vào mô hình ML, các dự án như RISC Zero, Axium sử dụng bằng chứng dựa trên ZK-SNARKs để xác minh tính xác thực của mô hình.
ZKML hiện đang phát triển mạnh mẽ, trong lĩnh vực ứng dụng có thể hỗ trợ xây dựng danh tính phi tập trung (DID) trên Web3. Trước đây, các phương pháp quản lý danh tính như khóa riêng, cụm từ khôi phục khiến trải nghiệm người dùng Web3 kém, việc xây dựng DID thực sự có thể hoàn tất thông qua nhận diện thông tin sinh trắc học chủ thể Web3 bằng ZKML, đồng thời ZKML có thể đảm bảo tính bảo mật cho thông tin sinh trắc học của người dùng. Worldcoin đang áp dụng ZKML để thực hiện xác minh DID không kiến thức dựa trên quét mống mắt.
Bài viết này sẽ đi sâu phân tích sự phát triển và thách thức của công nghệ ZKML thông qua hai ví dụ là Worldcoin và Vanna, từ đó thúc đẩy ứng dụng rộng rãi và sự phát triển mạnh mẽ của công nghệ này trong lĩnh vực blockchain.
1. Phân tích trường hợp Worldcoin: Ứng dụng của ZKML trong xác thực danh tính và bảo vệ quyền riêng tư
-
DApp kết nối với Worldcoin
Worldcoin ID có thể được dùng để xác thực danh tính. Worldcoin cung cấp SDK IDKit để sử dụng World App cho việc xác thực danh tính, quy trình cụ thể như sau:
Sau khi xử lý theo quy trình trên, thông tin sinh trắc học của người dùng được sử dụng như thông tin đăng nhập, cuối cùng tạo ra proof dùng để chứng minh danh tính trong ứng dụng Worldcoin.
Ứng dụng ZKML trong Worldcoin
-
Ứng dụng ML trong Worldcoin
Bằng cách chạy mô hình IrisCode trên dữ liệu sinh trắc học do người dùng tự lưu trữ (thiết bị đầu cuối người dùng), kiểm tra xem người dùng đã tạo WorldID hợp lệ và duy nhất tại thiết bị địa phương hay chưa, đồng thời gọi hàm _addMember(uint256 groupId, uint256 identityCommitment) trên nhóm danh tính WorldID Semaphore có cam kết danh tính hợp lệ để giao thức đạt được khả năng truy cập công khai không cần quyền.
-
Ứng dụng ZK trong Worldcoin
Quy trình đăng ký
Trong quá trình đăng ký của Worldcoin, người dùng tạo WorldID bằng cách quét mống mắt, và gọi hàm _addMember trên nhóm danh tính Semaphore có cam kết danh tính hợp lệ, để đạt được khả năng truy cập công khai không cần quyền cho giao thức.
Signup Sequencer: Bộ sắp xếp đăng ký thực hiện sắp xếp dữ liệu (danh tính) được gửi hàng loạt đến hợp đồng thông minh Ethereum.
Semaphore MTB: SMTB là dịch vụ dùng để xử lý hàng loạt cập nhật cây Merkle. Nó nhận các cập nhật cây Merkle và gộp chúng thành một bản cập nhật duy nhất. Điều này rất hữu ích để giảm số lượng giao dịch cần gửi lên blockchain. Việc tạo SNARK có thể đảm bảo tính đúng đắn của việc cập nhật cây Merkle hàng loạt.
Tx Sitter: Ký giao dịch và gửi nó lên blockchain
Đầu vào của Proof là external nullifier (giá trị công khai 32 byte giới hạn tính duy nhất của các xác minh) và secret identity nullifier, dựa trên hai giá trị này tính toán nullifier hash, dùng để nhận diện danh tính người dùng.
Quy trình đăng nhập
Trong quá trình đăng nhập, identity nullifier mà người dùng gửi sẽ được chuyển đổi thành proof, quá trình này tương tự zkrollup. Sau khi người dùng gửi identity nullifier, nhiều cập nhật trạng thái Merkle được tập hợp và công bố lên blockchain.
Tóm tắt
Việc hiện thực hóa công nghệ của Worldcoin liên quan đến nhiều tầng lớp, bao gồm việc chạy mô hình IrisCode tại thiết bị đầu cuối, tạo external-nullifier, xử lý hàng loạt của Semaphore MTB và xử lý giao dịch của Tx Sitter. Trong đó, vì quá trình chạy mô hình IrisCode chuyển mống mắt thành World ID xảy ra tại thiết bị đầu cuối người dùng, phần này không do các nút bên ngoài thực hiện nhằm bảo vệ quyền riêng tư của người dùng. Sự kết hợp các công nghệ này giúp Worldcoin có thể thực hiện xác thực danh tính hiệu quả và an toàn đồng thời bảo vệ quyền riêng tư người dùng.
Trường hợp Worldcoin cho thấy tiềm năng và hiệu quả của công nghệ ZKML trong ứng dụng thực tế. Bằng cách kết hợp bằng chứng không kiến thức và học máy, Worldcoin không chỉ nâng cao tính an toàn cho xác thực danh tính mà còn cung cấp sự hỗ trợ mạnh mẽ cho việc bảo vệ quyền riêng tư người dùng.
Ví dụ này cung cấp tài liệu tham khảo quý giá và gợi ý cho các dự án blockchain khác.
2. Mạng Vanna và ZKML: Suy luận thông minh và xác minh trong blockchain
Tổng quan về mạng Vanna
Mạng Vanna là một nền tảng blockchain sáng tạo, chuyên cung cấp dịch vụ tạo và xác minh bằng chứng không kiến thức hiệu quả. Nó kết hợp tính minh bạch và bất biến của blockchain với đặc tính bảo vệ quyền riêng tư của bằng chứng không kiến thức, mang đến cho người dùng một môi trường xử lý dữ liệu an toàn và đáng tin cậy.
Chức năng mạng Vanna
-
Truy vấn dữ liệu: Truy cập dữ liệu Oracle hoặc trạng thái trên chuỗi thông qua truy vấn liên hợp đồng thông minh.
-
Tiền xử lý: Sử dụng bộ biên dịch trước tích hợp sẵn của Vanna để tiền xử lý dữ liệu gốc đã truy vấn, chuẩn bị cho suy luận.
-
Thực thi suy luận: Chạy suy luận một cách liền mạch và mở rộng ở mọi mức độ bảo mật mã hóa phù hợp với trường hợp sử dụng của bạn.
-
Xác minh suy luận: Tất cả các bằng chứng mã hóa đảm bảo suy luận đều được xác minh bởi các nút xác minh trên mạng Vanna.
-
Công bố và truy xuất nguồn gốc: Kết quả suy luận có thể được truyền đến hợp đồng trên bất kỳ chuỗi nào thông qua tin nhắn liên chuỗi và công bố lên lớp sẵn có dữ liệu.
Đặc điểm mạng Vanna
-
Tiền thực thi suy luận song song
Chia làm ba giai đoạn:
Giai đoạn một: Mô phỏng
Vanna chạy mỗi giao dịch thông qua bộ mô phỏng để xác định giao dịch sẽ đưa ra những yêu cầu suy luận nào. Giai đoạn này chưa thực thi.
Giai đoạn hai: Bộ nhớ tạm suy luận
Giao dịch và yêu cầu suy luận của nó được thêm vào bộ nhớ tạm suy luận, nơi gửi yêu cầu đến các nút suy luận Vanna. Giai đoạn này cần thực hiện suy luận và tạo bằng chứng.
Giai đoạn ba: Thực thi EVM
Kết quả suy luận được đưa vào EVM để giao dịch có thể đọc trực tiếp, giống như đọc bất kỳ biến nào khác. Sau đó thực hiện giao dịch và gửi nó lên blockchain.
-
Tách biệt tính toán và xác minh
Mạng Vanna sử dụng hai loại nút là nút xác minh và nút suy luận, đồng thời tách riêng việc xác minh mạng và tính toán suy luận vào hai loại nút này.
Nút xác minh: Các nút Rollup độc lập xác minh giao dịch và xác minh trạng thái mạng Vanna. Các nút Rollup trên mạng Vanna cũng tham gia xác minh các bằng chứng mã hóa do nút suy luận tạo ra.
Nút suy luận: Nút suy luận không xác minh giao dịch và khối trên mạng, mà chỉ tập trung vào tính toán suy luận AI/ML và tạo bằng chứng mã hóa cho suy luận.
-
Đặt cược và phạt
Mạng Vanna cung cấp bảo mật kinh tế mã hóa dưới dạng hợp đồng đặt cược ở tầng ứng dụng. Khi nút suy luận tham gia bảo vệ mạng, chúng phải gửi token Vanna vào hợp đồng đặt cược như tài sản thế chấp. Hợp đồng đặt cược thực thi hành vi của nút suy luận, các điều kiện phạt bao gồm nhưng không giới hạn ở:
-
zkML- Tạo bằng chứng không hợp lệ và không thể xác minh bằng mã hóa
-
opML- Thách thức thành công đối với suy luận do nút tạo ra
-
zkFP- Thách thức thành công đối với suy luận do nút tạo ra, hoặc không thể tạo SNARK ZK chứng minh suy luận đó
Tóm tắt
Thông qua thiết kế và chức năng độc đáo, mạng Vanna thể hiện tiềm năng ứng dụng của ZKML trong blockchain. Với cơ chế tiền thực thi suy luận song song, tách biệt tính toán và xác minh, cùng cơ chế đặt cược và phạt.
3. EZKL - Kiếm phát triển ZKML: Đơn giản hóa việc tạo và xác minh bằng chứng không kiến thức
Tổng quan về EZKL
EZKL lấy mô tả cấp cao của chương trình và thiết lập bộ tạo bằng chứng và bộ xác minh không kiến thức. Trọng tâm là các mô hình AI/ML pytorch và các chương trình biểu diễn đồ thị tính toán khác. Sau khi thiết lập, bộ tạo bằng chứng có thể chứng minh các phát biểu như sau:
-
“Tôi đã chạy mạng thần kinh công khai này với một số dữ liệu riêng tư và tạo ra đầu ra này”
-
“Tôi đã chạy mạng thần kinh riêng tư của tôi với một số dữ liệu công khai và tạo ra đầu ra này”
-
“Tôi đã chạy đúng mạng thần kinh công khai này trên một số dữ liệu công khai và tạo ra đầu ra này”
Quy trình làm việc của EZKL
Sơ đồ quy trình làm việc của EZKL như sau:
-
Định nghĩa mô hình mạng thần kinh: Định nghĩa một mạng thần kinh đơn giản
-
Huấn luyện mô hình: Tạo dữ liệu đầu vào, thu được đầu ra thông qua mô hình
-
Xuất mô hình: Xuất mô hình sang định dạng ONNX
-
Tạo thiết lập bằng chứng không kiến thức: Tạo file thiết lập
-
Biên dịch mạch: Biên dịch mô hình tạo file mạch
-
Tạo bằng chứng không kiến thức: Tạo SRS, file witness, khóa chứng minh và khóa xác minh
-
Xác minh bằng chứng không kiến thức: Tạo bằng chứng không kiến thức và xác minh cục bộ hoặc tạo mã Solidity và file ABI cho bộ xác minh EVM, triển khai hợp đồng, xác minh bằng chứng trên chuỗi
4. Thách thức và triển vọng của ZKML
Cùng với sự tiến hóa không ngừng của công nghệ blockchain, học máy bằng chứng không kiến thức (ZKML) đang dần trở thành lực lượng then chốt nâng cao tính riêng tư và an toàn cho ứng dụng. Nó không chỉ báo hiệu sự xuất hiện của các ứng dụng sáng tạo như bảo vệ quyền riêng tư hợp đồng thông minh và tăng cường an toàn tài chính phi tập trung (DeFi), mà còn hứa hẹn trở thành thành phần không thể thiếu của công nghệ blockchain, cung cấp nền tảng kỹ thuật vững chắc để xây dựng một thế giới kỹ thuật số an toàn hơn và chú trọng quyền riêng tư hơn.
Thách thức
Mặc dù tiềm năng của ZKML rất lớn, nhưng trong quá trình ứng dụng cũng đối mặt với một số thách thức:
-
Tính phức tạp kỹ thuật: Việc hiện thực ZKML đòi hỏi kiến thức sâu sắc về toán học và mật mã học, điều này rõ ràng làm tăng độ khó trong phát triển và bảo trì, yêu cầu nhà phát triển có kỹ năng chuyên môn cao hơn.
-
Nút cổ chai hiệu suất: Quá trình tạo và xác minh bằng chứng không kiến thức tiêu tốn nhiều tài nguyên tính toán, có thể ảnh hưởng đến thời gian phản hồi và khả năng xử lý của hệ thống. Để giải quyết vấn đề này, một số dự án như Lumoz cung cấp tầng tính toán mô-đun để nâng cao hiệu suất.
-
Sự chấp nhận của người dùng: Mặc dù ZKML cung cấp chức năng bảo vệ quyền riêng tư mạnh mẽ, nhưng người dùng có thể do không hiểu rõ về độ phức tạp và tính an toàn nên dè dặt.
-
Thách thức quản lý: Sự phát triển của công nghệ bảo vệ quyền riêng tư đòi hỏi các cơ quan quản lý cập nhật các quy định liên quan để thích nghi với những thay đổi và thách thức do công nghệ mới mang lại.
Triển vọng
Mặc dù tồn tại thách thức, nhưng triển vọng tương lai của sự kết hợp sâu sắc giữa ZKML và blockchain đầy hy vọng:
-
Tiến bộ công nghệ: Cùng với nghiên cứu sâu hơn và sự trưởng thành của công nghệ, việc hiện thực ZKML sẽ trở nên hiệu quả và thân thiện với người dùng hơn.
-
Giáo dục người dùng: Thông qua giáo dục và phổ biến, có thể nâng cao sự hiểu biết của người dùng về độ phức tạp và tính an toàn của công nghệ ZKML, tăng sự chấp nhận.
-
Thích nghi quản lý: Sự thích nghi và đổi mới của cơ quan quản lý sẽ cung cấp sự hỗ trợ pháp lý và chính sách cho sự phát triển của công nghệ ZKML.
-
Đổi mới ứng dụng: Sự tiến bộ liên tục của công nghệ ZKML sẽ khơi dậy sự xuất hiện của nhiều ứng dụng sáng tạo hơn, thúc đẩy ứng dụng công nghệ blockchain trong các lĩnh vực rộng rãi hơn.
5. Kết luận
Sự phát triển của công nghệ ZKML là một bước tiến lớn trong lĩnh vực blockchain, báo hiệu sự đến của một kỷ nguyên hoàn toàn mới về quyền riêng tư và an toàn dữ liệu. Trước những thách thức về độ phức tạp kỹ thuật, nút cổ chai hiệu suất và quản lý, chúng ta nên giữ thái độ lạc quan, tin rằng cùng với sự tiến bộ của công nghệ và sự gia tăng trong sự chấp nhận của người dùng, ZKML sẽ đóng vai trò quan trọng hơn trong lĩnh vực blockchain, thúc đẩy ứng dụng và đổi mới rộng rãi hơn.
Tài liệu tham khảo
-
Intro to zero-knowledge proofs, Semaphore and their application in World ID
-
Phân tích sâu về ZKML: Nguyên lý công nghệ, tình huống ứng dụng, lợi thế và thách thức
-
Quét mống mắt để thực hiện chứng minh nhân cách, liệu Worldcoin có đang đi đúng hướng?
-
Nhà đầu tư a16z Crypto: Công nghệ không kiến thức (ZK) bị đánh giá thấp nghiêm trọng
Chào mừng tham gia cộng đồng chính thức TechFlow
Nhóm Telegram:https://t.me/TechFlowDaily
Tài khoản Twitter chính thức:https://x.com/TechFlowPost
Tài khoản Twitter tiếng Anh:https://x.com/BlockFlow_News
@LumozOrg
