원본 출처: Brevis

Brevis 팀은 모듈식이고 효율적인 제로 지식 가상 머신(zkVM)인 Pico를 자랑스럽게 출시했습니다. Pico를 사용하면 개발자는 마치 레고 블록을 쌓듯이 애플리케이션의 컴퓨팅 요구 사항에 따라 유연하게 zkVM을 구축하여 성능과 사용자 경험을 최적화할 수 있습니다. 개발자는 다양한 기본 제공 옵션 중에서 자유롭게 선택하거나, 심지어 검증 백엔드와 가상 머신 인스턴스를 완전히 사용자 지정하여 요구 사항을 충족하는 전용 컴퓨팅 프로세스를 구축할 수도 있습니다.

Pico는 기본 보조 프로세서(예: 사전 컴파일된 모듈을 사용하여 특정 VM 명령어 작업을 가속화)를 지원할 뿐만 아니라 블록체인 과거 데이터를 사용하는 애플리케이션의 성능을 최대 32배까지 향상시키는 Brevis의 온체인 데이터 zkCoprocessor를 기본적으로 통합하는 "Glue-and-Coprocessor" 아키텍처를 새롭게 정의합니다.

Pico는 아직 완전한 GPU 가속 클러스터 솔루션을 출시하지 않았지만 CPU 측에서 세계 최고의 성능을 달성했습니다. RISC0, SP1, OpenVM 등 다른 업계의 zkVM과 비교했을 때 Pico는 CPU에서 70%~155% 더 빠르게 실행되어 새로운 성능 벤치마크를 제시합니다.

Pico v1.0 출시와 함께 사용자 정의 컴퓨팅 아키텍처를 지원하는 세계 최초의 zkVM을 출시하여 개발자가 다음과 같은 주요 매개변수를 유연하게 조정할 수 있게 되었습니다.

선택적 증명 백엔드: KoalaBear 및 BabyBear의 STARK와 Mersenne 31의 CircleSTARK를 지원합니다.

유연한 증명 프로세스:다양한 애플리케이션 요구 사항에 맞게 보안, 확장성 및 증명 생성 효율성을 최적화합니다.

체인 내 과거 데이터 액세스: 내장된 온체인 데이터 zkCoprocessor를 통해 개발자는 과거 블록체인 데이터를 자유롭게 쿼리하고 계산하여 dApp을 구축하고 최적의 컴퓨팅 성능과 프로그래밍 유연성을 달성할 수 있습니다.

Pico는 RISC-V 명령어 세트와 호환되며 Rust 개발 도구 체인을 지원합니다. 모듈형 아키텍처 덕분에 Pico는 미래에도 지속적으로 업그레이드할 수 있으며 최신 ZK 이론적 연구 혁신에 쉽게 적응할 수 있습니다. 차세대 zk 애플리케이션이든 ZK 분야의 최첨단 탐색이든 Pico는 개발자에게 안정적이고 강력한 컴퓨팅 기반을 제공할 수 있습니다.

Pico 개발 가이드를 방문하고, GitHub 저장소를 탐색하고, Telegram 또는 Discord 토론 그룹에 가입하여 최신 업데이트를 받고 ZK 컴퓨팅의 미래를 공동으로 홍보하는 데 기여하세요.

Pico를 만든 이유는 무엇인가요?

Brevis의 첫 번째 제품인 온체인 데이터 zkCoprocessor는 DeFi 및 기타 분야에서 널리 사용되었습니다. 많은 파트너가 메인넷에 Brevis 기반 혁신적 기능을 구축했는데, 여기에는 Kwenta, Usual, Algebra Labs, JoJo Exchange, Trusta 등이 있습니다. 그 외에도 팬케이크스왑, 셀러, 감마, 퀵스왑, 프랙스, 마스크 네트워크, 커널, 베라보로우, 테나, 킴 등이 있다. 프로토콜, 0G, 베드록, 멜로우 파이낸스, 제타블록, 헤메라

및 Mendi Finance와 기타 최고의 프로토콜과 애플리케이션도 Brevis를 기반으로 하는 차세대 제품 및 기능을 개발하고 있습니다.

그러나 이러한 최첨단 팀과 협력하는 과정에서 우리는 zk 컴퓨팅의 실제 애플리케이션 요구 사항이 점점 더 다양해지고 있으며 다음과 같은 핵심 과제에 직면하고 있음을 발견했습니다.

1. 다양한 애플리케이션 요구 사항에 적응

다른 프로젝트의 비즈니스 로직은 다르고 성능 요구 사항도 크게 다릅니다. 기존의 "일률적" zkVM 또는 고정 ZK 회로 솔루션은 변화하는 요구 사항을 충족할 수 없습니다. 증명 흐름을 유연하게 사용자 지정하거나 사용자 정의 회로를 통합하는 기능(오퍼코드 수준이나 애플리케이션 수준)이 없으면 zkVM의 확장성이 제한됩니다.

2. 최첨단 ZK 기술 채택

ZK 분야는 새로운 증명 백엔드, 프레임워크 및 암호화 혁신이 끊임없이 등장하면서 빠르게 발전하고 있습니다. 기존의 많은 zk 솔루션은 폐쇄형 아키텍처로 인해 이러한 혁신 기술을 신속하게 통합하는 데 어려움을 겪고 있으며, 그로 인해 입증된 노후화, 낮은 성능, 높은 컴퓨팅 비용 및 제한된 최적화 공간 등의 문제가 발생합니다.

Pico의 모듈형 솔루션: 진정한 유연성과 확장성

이러한 과제를 해결하기 위해 Pico는 모듈형 아키텍처를 채택하고 다음을 제공합니다.

· 다중 증명 백엔드 지원:언제든지 최신 증명 백엔드를 전환하거나 업그레이드하여 컴퓨팅 성능과 호환성을 보장합니다.

· 사용자 정의 가능한 증명 프로세스: 개발자는 특정 애플리케이션 요구 사항을 충족하도록 증명 생성 파이프라인을 자유롭게 사용자 정의할 수 있습니다.

· 확장 가능한 보조 프로세서 통합: 고정된 zkVM 프레임워크에 제한되지 않고 특수 보조 프로세서를 빌드하거나 통합할 수 있도록 지원합니다.

혁신적인 아키텍처 Glue-and-Coprocessor: 기존 zkVM의 병목 현상 돌파

Pico는 성능, 다용성 및 확장성 간의 균형을 이루기 위해 효율적인 전용 회로(코프로세서)와 범용 zkVM(Glue)을 결합하는 "Glue-and-Coprocessor" 아키텍처를 채택합니다.

보조 프로세서:집중적인 작업(산술 연산, 암호화 계산, 머신 러닝 등)을 최적화하여 ZK 증명의 효율성을 개선합니다.

일반 zkVM(Glue): 모든 논리적 계산이 안전하게 수행될 수 있도록 전반적인 증명 및 검증 프로세스를 관리하는 역할을 합니다.

이 아키텍처의 장점은 무엇입니까?

기존 zkVM과 비교해 Pico는 다양한 컴퓨팅 성능과 전용 회로를 결합하여 더 빠르고 더 유연한 프로그래밍으로 증명을 생성합니다.

사전 컴파일은 해시 계산 및 서명 검증과 같은 저수준 작업을 가속화하기 위해 RISC-V 명령어 세트를 확장하는 일반적인 보조 프로세서입니다. Pico는 개발자가 사전 컴파일된 모듈을 필요에 따라 사용자 정의할 수 있도록 지원하며, 즉시 사용 가능한 최적화 솔루션도 제공합니다.

그러나 사전 컴파일만으로는 모든 애플리케이션의 성능 요구 사항을 충족할 수 없습니다. 예를 들어, 개발자가 거래자가 지난 30일 동안 총 5,000만 달러에 달하는 10,000개의 Uniswap 거래를 완료했다는 것을 증명하려는 경우, 계산에 zkVM만 사용하려면 머클 트리 포함 증명 프로그램과 RLP 파서를 작성해야 하는데, 이는 실행 비용이 높습니다.

이러한 제한을 어떻게 깨나요?

Pico는 Brevis의 온체인 데이터 zkCoprocessor를 애플리케이션 수준 보조 프로세서로 기본적으로 통합하여 개발자가 온체인 과거 데이터에 효율적으로 액세스하고 계산할 수 있도록 하여 비용을 67% 절감하는 동시에 성능을 32배 향상시킵니다.

표 1: Pico의 코프로세서 강화 버전과 기본 Pico(4096개 트랜잭션, 로그 크기: 40)의 성능 비교

또한 Pico는 이 아키텍처를 검증 가능한 AI 추론 및 Reth와 같은 애플리케이션 수준 코프로세서로 확장하여 zk 컴퓨팅의 효율성을 더욱 향상시킵니다.

유연한 증명 백엔드 및 사용자 정의 가능한 컴퓨팅 프로세스

1. 다중 증명 백엔드에 대한 유연한 지원

Pico는 다음을 포함한 다중 제로 지식 증명 시스템과 호환됩니다.

STARK(KoalaBear, BabyBear)

CircleSTARK(Mersenne 31)

예를 들어, Poseidon2 해시 함수는 zkVM 재귀 증명에서 널리 사용됩니다. 동일한 STARK 시스템에서 KoalaBear의 증명 효율성은 BabyBear보다 훨씬 뛰어납니다. 계산 로직을 수정하지 않고 증명 백엔드를 간단히 교체하면 성능이 크게 향상될 수 있습니다.

2. 사용자 정의 가능한 증명 워크플로

Pico를 사용하면 개발자가 증명 생성 프로세스를 자유롭게 조정하여 확장성, 비용 및 지연 시간을 최적화할 수 있습니다.

· 인스턴스 수준 최적화: 개발자는 각 VM 인스턴스의 컴퓨팅 프로세스(검증 백엔드, 컴퓨팅 칩, 메모리 관리 등)를 사용자 정의할 수 있습니다.

· ProverChain: RISCV → CONVERT → COMBINE → COMPRESS → EMBED → ONCHAIN과 같은 모듈형 프로세스를 통해 컴퓨팅 효율성을 최적화합니다.

· 선택적 분산 검증: 개발자는 성능과 분산성의 균형을 맞추기 위해 필요에 따라 EVM에서 온체인 검증을 수행할지 여부를 선택할 수 있습니다.

업계 성능 기록 경신: zkVM의 새로운 벤치마크 설정

최신 성능 벤치마크에서 Pico는 기존 zkVM 솔루션을 전면적으로 능가했으며 CPU 컴퓨팅 환경에서 놀라운 성능 향상을 보여주었습니다. 우리는 RISC0, SP1, OpenVM에 대한 비교 테스트를 수행했으며, 다음과 같은 핵심 컴퓨팅 작업을 포함했습니다.

· 피보나치 계산

· Tendermint 블록 합의

· Ethereum Reth 블록 #17106222 증명

모든 테스트는 컴퓨팅 환경의 일관성을 보장하기 위해 AWS r7a.48xlarge 인스턴스(192코어 CPU, 1.5TB RAM)에서 수행되었습니다. 결과는 다음과 같습니다.

· Pico는 모든 작업에서 두 ​​번째로 빠른 솔루션보다 155% 더 빠르게 실행되어 zkVM 컴퓨팅 성능의 새로운 기록을 세웠습니다!

· Pico의 CPU 컴퓨팅 성능은 상당히 앞서 있으며, 특히 효율적인 컴퓨팅이 필요한 애플리케이션 시나리오에 적합합니다.

표 2: AWS r7a.48xlarge(192개 코어, 1.5TB 메모리)에서 Fibonacci, Tendermint 및 Reth-block 171개 작업에 대한 RISC0, OpenVM, SP1 및 Pico의 성능 벤치마크 결과

GPU 가속 버전은 곧 출시

현재 데이터는 CPU 테스트를 기반으로 하지만, Pico는 GPU 가속 버전을 개발하고 있으며, 이는 앞으로 몇 달 안에 출시될 예정입니다. Pico의 GPU 가속 버전은 zk 컴퓨팅 기능을 더욱 강화하여 더 큰 처리량과 컴퓨팅 효율성을 제공합니다. 향후 완전한 GPU 성능 테스트 보고서를 발표할 예정입니다.

거인의 어깨 위에 서서

Pico는 다음 프로젝트에서 영감을 얻었으며, 각각은 제로 지식 증명 시스템의 최첨단 진전을 나타냅니다.

이러한 혁신을 바탕으로 Pico는 모듈식 고성능 zkVM을 제공합니다.

Plonky3: Pico의 증명 백엔드는 Plonky3를 기반으로 하며, 이는 모듈성을 zkVM 계층으로 확장하여 개발자에게 애플리케이션에 가장 적합한 증명 도메인과 증명 시스템을 선택할 수 있는 유연성을 제공합니다.

SP1: Pico는 재귀 컴파일러와 사전 컴파일의 설계 및 제약을 포함하여 SP1의 칩 설계 및 제약 시스템에서 상당한 영감을 얻었습니다.

Valida: Pico가 구현한 교차 테이블 조회는 이 분야에서 Valida의 선구적인 작업에서 영감을 받았습니다.

RISC0: Pico의 Rust 툴체인은 원래 RISC0용으로 개발된 툴체인을 기반으로 합니다.

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Brevis는 항상 제로 지식 기술의 미래가 협업과 혁신에 있다고 믿어 왔습니다. Pico는 zkVM일 뿐만 아니라 차세대 zk 애플리케이션을 구축하는 데 도움이 되는 개발 플랫폼이기도 합니다.

· Pico 개발 문서 읽기: Pico Docs

· GitHub 코드 베이스 탐색: GitHub Repo

· 커뮤니티 토론 참여: Telegram 또는 Discord

함께 협력하여 제로 지식 컴퓨팅의 경계를 확장하고 지능적이고 신뢰할 수 있는 분산형 세계를 만들어 보세요!

이 기사는 기고자의 기고이며 BlockBeats의 견해를 대변하지 않습니다.