فيتاليك: جوهر قدرة ZK-Provers على تحقيق عمليات حسابية فعالة يكمن في عدم الحاجة إلى الالتزام بأي بيانات وسيطة

أفادت Jinse Finance أن Vitalik Buterin نشر مقالاً قال فيه: "إذا كنت تتابع باستمرار 'الاتجاهات التشفيرية في مجال العملات الرقمية'، فمن المحتمل أنك سمعت الآن عن مثبتات ZK فائقة السرعة (ZK-provers): على سبيل المثال، مثبت ZK-EVM الذي يمكنه إثبات Ethereum L1 في الوقت الفعلي باستخدام حوالي 50 وحدة GPU استهلاكية فقط؛ أو إثبات 2 مليون تجزئة Poseidon في الثانية على كمبيوتر محمول عادي؛ بالإضافة إلى أن أنظمة zk-ML تواصل تحسين سرعة إثبات الاستدلال لنماذج اللغة الكبيرة (LLM). في هذا المقال، سأشرح بالتفصيل عائلة البروتوكولات المستخدمة في هذه الأنظمة المثبتة عالية السرعة: GKR. سأركز بشكل خاص على تطبيق GKR في إثبات تجزئة Poseidon (وأي حسابات أخرى ذات بنية مماثلة). إذا كنت ترغب في معرفة خلفية GKR في حساب الدوائر العامة، يمكنك الرجوع إلى ملاحظات Justin Thaler ومقال Lambdaclass هذا. ما هو GKR ولماذا هو سريع جداً؟ تخيل أن لديك حساباً 'كبيراً في بعدين': يحتاج إلى معالجة عدد متوسط على الأقل من 'الطبقات' (منخفضة الدرجة)، وفي الوقت نفسه يطبق نفس الدالة بشكل متكرر على كمية كبيرة من المدخلات. مثل هذا: في الواقع، العديد من الحسابات الكبيرة التي نقوم بها تتبع هذا النمط. سيلاحظ مهندسو التشفير أن العديد من مهام الإثبات كثيفة الحساب تتضمن الكثير من عمليات التجزئة، وكل تجزئة داخلية لها بنية مماثلة لهذا النمط. سيلاحظ باحثو الذكاء الاصطناعي أيضاً أن الشبكات العصبية (وهي الوحدة الأساسية لبناء LLM) تتبع نفس البنية (يمكن إثبات استدلال عدة رموز tokens بالتوازي، وأيضاً لأن كل رمز token يتكون داخلياً من طبقات عصبية عنصرية وطبقات ضرب مصفوفات عالمية - رغم أن عمليات المصفوفة لا تتبع تماماً بنية 'الاستقلال عبر المدخلات' الموضحة أعلاه، إلا أنه يمكن دمجها بسهولة في نظام GKR). GKR هو بروتوكول تشفيري مصمم خصيصاً لهذا النمط. كفاءته تأتي من تجنبه الالتزام بجميع الطبقات الوسيطة: تحتاج فقط إلى الالتزام بالمدخلات والمخرجات. هنا، 'الالتزام' يعني وضع البيانات في هيكل بيانات مشفر (مثل KZG أو شجرة Merkle)، بحيث يمكن إثبات بعض الاستعلامات المتعلقة بهذه البيانات. أرخص طريقة للالتزام هي استخدام شجرة Merkle بعد ترميز تصحيح الأخطاء (كما في STARK)، لكنها تتطلب أيضاً تجزئة 4-16 بايت لكل بايت ملتزم به - وهذا يعني إجراء مئات من عمليات الجمع والضرب، بينما قد تكون العملية التي تريد إثباتها فعلياً مجرد عملية ضرب واحدة. GKR يتجنب هذه العمليات، باستثناء الخطوة الأولى والأخيرة فقط. من المهم ملاحظة أن GKR ليس 'عديم المعرفة': فهو يضمن الكفاءة فقط، ولا يوفر الخصوصية. إذا كنت بحاجة إلى خاصية عدم المعرفة، يمكنك تغليف إثبات GKR داخل ZK-SNARK أو ZK-STARK.