SP1 Hypercube：实时证明以太坊

Succinct
发布于 2025-05-21 15:56
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SP1 Hypercube是新一代的zkVM，为以太坊提供实时证明，它基于多线性多项式的新型证明系统构建，在延迟和成本方面实现了最先进的结果，比SP1 Turbo提升高达5倍，并且可以在12秒内证明超过93%的以太坊区块。它结合了新的密码学技术和强大的性能工程，成为第一个实现这一目标的团队。

我们很高兴推出 SP1 Hypercube，我们的下一代 zkVM，它为以太坊提供实时证明。SP1 Hypercube 从头开始构建，采用了一种全新的、基于多线性多项式的证明系统架构。它在延迟和成本方面取得了最先进的结果，比 SP1 Turbo 提高了高达 5 倍，**并且可以在 12 秒内证明超过 93% 的以太坊区块。**

## 实时证明已到来

实时以太坊证明，也称为在 < 12 秒内证明主网以太坊区块的能力，是零知识领域的“太空竞赛”：一项技术和象征性的突破，即使在 1 年前也感觉遥不可及。生成这些低延迟证明的能力对以太坊的路线图具有巨大的影响——包括大规模扩展 L1 而不牺牲可验证性，支持更安全的本地 rollup，并在整个生态系统中提供更好的互操作性。通过启动 [EthProofs](https://ethproofs.org/?ref=blog.succinct.xyz) 仪表板来跟踪进度，以太坊基金会点燃了 zkVM 团队之间激烈的竞争，以争夺这一里程碑的首个席位。

通过 SP1 Hypercube，我们结合了新颖的密码学技术和不懈的性能工程，成为第一个实现这一登月计划的团队。

**基准测试：** 我们将实时以太坊证明定义为在 12 秒内证明 90% 以上的以太坊主网区块的能力（给定无状态执行所需的区块和 Merkle 证明见证）。通过 SP1 Hypercube，我们已经超越了该基准：在我们的测试中，93% 的区块在 12 秒内得到证明，平均证明时间仅为 10.3 秒。

为了透明起见，我们的测量不包括通过以太坊 RPC 获取 Merkle 证明所需的时间（也称为无状态执行所需的见证获取）。至于剩余的 7% 的区块，我们认为可以通过调整以太坊的 gas 计划来更准确地反映证明者的实际工作负载，从而进一步提高性能，从而更好地将计算成本与证明生成复杂性对齐。

![](https://img.learnblockchain.cn/2025/08/01/65379552_image.jpg)

SP1 Hypercube 引入了整个证明者堆栈的端到端改进，从单个 RISC-V 指令的有效执行到低延迟的递归。这些优化使以太坊上的实时证明成为可能，同时所需的 GPU 比 SP1 Turbo 少得多（大约 2 倍）。从我们的基准测试来看，一个能够使用 SP1 Hypercube 实时证明 > 90% 的主网区块的集群需要大约 160 个 4090 GPU，并且可以以大约 30 万到 40 万美元的价格构建。使用更具成本效益的硬件，我们估计建立集群的成本可能达到 10 万美元左右，并且通过我们的开源证明器和集群实现（将在 SP1 Hypercube 审计完成后发布），我们预计这将使任何人都可以运行自己的实时以太坊证明器。

## 一种为 zkVM 专门设计的新证明系统

SP1 Hypercube 标志着我们在设计和实现 zkVM 证明系统的方式上发生了根本性的转变。虽然 SP1 的早期版本，包括 SP1 Turbo，是基于使用 Plonky3 的 STARK 架构构建的，但我们在过去一年中与我们的密码学负责人 Ron Rothblum 一起深入研究了基于多线性的证明系统。最初的探索已经变成了坚定的信念：多线性代表了零知识证明的未来。在过去的 6 个月中，我们从头开始设计并实现了一个全新的证明系统，以加速该领域朝着这个现实发展。

与依赖于单变量多项式的传统 STARK 不同，SP1 Hypercube 完全建立在多线性多项式之上。这种单一的转变释放了强大的新功能。为了理解这种优势，可以将多项式想象成形状：单变量就像球体，优雅但包装效率低下。另一方面，多线性就像矩形，易于平铺，不浪费空间。这种“包装效率”直接转化为更快的证明器性能和更低的资源成本。

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该系统的核心是一种新的多项式承诺方案，即 Jagged PCS，它支持“仅为你使用的内容付费”的架构。这与 LogUp GKR 的高度优化实现相结合，LogUp GKR 是一种多线性友好的 sumcheck 协议，它们共同构成了 SP1 Hypercube 性能提升的基础。描述 Jagged PCS 的研究论文可在此处获得 [here](https://github.com/succinctlabs/hypercube-verifier/blob/main/jagged-polynomial-commitments.pdf?ref=blog.succinct.xyz)。

我们使用这种架构在消费级 GPU 上实现了最先进的证明速度，对于计算密集型工作负载（如循环和斐波那契）的性能提高了高达 5 倍，对于预编译密集型工作负载（如以太坊证明）的性能提高了高达 2 倍（与 SP1 Turbo 相比，SP1 Turbo 是我们之前的最先进的 zkVM）。

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虽然我们长期以来一直专注于算术化和硬件性能，但 SP1 Hypercube 反映了我们越来越关注 zkVM 性能的完整堆栈，包括理论和证明系统设计。

## 敬请关注

SP1 Hypercube 的验证器和我们用于证明以太坊区块的代码库分别是开源的 [here](https://github.com/succinctlabs/hypercube-verifier?ref=blog.succinct.xyz) 和 [here](https://github.com/succinctlabs/rsp-subblock?ref=blog.succinct.xyz)。在接下来的几个月中，SP1 Hypercube 将接受审计。在审计完成后，我们将发布一个生产就绪版本，其中包含一个开源的证明器和集群实现，这将使任何人都可以运行自己的实时以太坊证明器。

如果你有兴趣成为 SP1 Hypercube 的早期用户，或者有可以利用实时证明的用例，请与我们联系。

>- 原文链接： [blog.succinct.xyz/sp1-hy...](https://blog.succinct.xyz/sp1-hypercube)
>- 登链社区 AI 助手，为大家转译优秀英文文章，如有翻译不通的地方，还请包涵～

我们很高兴推出 SP1 Hypercube，我们的下一代 zkVM，它为以太坊提供实时证明。SP1 Hypercube 从头开始构建，采用了一种全新的、基于多线性多项式的证明系统架构。它在延迟和成本方面取得了最先进的结果，比 SP1 Turbo 提高了高达 5 倍，并且可以在 12 秒内证明超过 93% 的以太坊区块。

实时证明已到来

实时以太坊证明，也称为在 < 12 秒内证明主网以太坊区块的能力，是零知识领域的“太空竞赛”：一项技术和象征性的突破，即使在 1 年前也感觉遥不可及。生成这些低延迟证明的能力对以太坊的路线图具有巨大的影响——包括大规模扩展 L1 而不牺牲可验证性，支持更安全的本地 rollup，并在整个生态系统中提供更好的互操作性。通过启动 EthProofs 仪表板来跟踪进度，以太坊基金会点燃了 zkVM 团队之间激烈的竞争，以争夺这一里程碑的首个席位。

通过 SP1 Hypercube，我们结合了新颖的密码学技术和不懈的性能工程，成为第一个实现这一登月计划的团队。

基准测试： 我们将实时以太坊证明定义为在 12 秒内证明 90% 以上的以太坊主网区块的能力（给定无状态执行所需的区块和 Merkle 证明见证）。通过 SP1 Hypercube，我们已经超越了该基准：在我们的测试中，93% 的区块在 12 秒内得到证明，平均证明时间仅为 10.3 秒。

一种为 zkVM 专门设计的新证明系统

该系统的核心是一种新的多项式承诺方案，即 Jagged PCS，它支持“仅为你使用的内容付费”的架构。这与 LogUp GKR 的高度优化实现相结合，LogUp GKR 是一种多线性友好的 sumcheck 协议，它们共同构成了 SP1 Hypercube 性能提升的基础。描述 Jagged PCS 的研究论文可在此处获得 here。