zkVM

理论到代码：构建突破性的 zkVM Jolt

视频 AI 总结： 该视频讨论了零知识虚拟机（ZKVM）及其在区块链技术中的应用。ZKVM 是一种特殊的 SNARK，它允许开发者在不了解底层 SNARK 机制的情况下，编写程序并生成程序正确执行的证明。视频重点介绍了 Jolt，一种新型 ZKVM 设计，旨在提高性能、简化实现，并增强安全性。嘉宾们探讨了 ZKVM 的历史、SNARK 设计与计算机芯片架构之间的相似性，以及将理论研究转化为实际工程的挑战。 关键信息： * **ZKVM 的核心作用：** 允许在区块链上进行更复杂的计算，同时保持安全性和去中心化。 * **SNARK 的本质：** 一种密码学协议，允许不受信任的实体生成简短的证明，证明它们正确地完成了计算。 * **Jolt 的优势：** 提高了性能，简化了实现，并增强了安全性，降低了开发者编写错误程序的风险。 * **RISC-V 指令集：** Jolt 使用 RISC-V 指令集，因为它相对较小，易于管理，并且支持多种高级编程语言。 * **Sumcheck 协议：** Jolt 基于 Sumcheck 协议，该协议可以最小化 SNARK 中密码学的使用，从而提高效率。 * **Lookup 参数：** Jolt 使用 Lookup 参数，允许证明者以任何方式计算答案，而验证者只关心答案是否正确，从而提高了效率。 * **性能改进：** 通过更好的协议、更好的工程和专用硬件，可以进一步提高 ZKVM 的性能。 * **潜在应用：** 验证编译、去中心化社交媒体的算法透明度、去中心化应用商店等。 * **安全隐患：** 目前的 SNARK 存在安全漏洞，需要进一步改进以确保其安全性。

Jolt、zkVM 和加速区块链 | Justin Thaler

视频 AI 总结： 该视频介绍了 Jolt，一种新的零知识虚拟机（ZKVM），它允许证明者证明计算机程序的正确执行。Jolt 基于 RISC-V CPU，通过重复执行 CPU 的取指、解码、执行周期来实现。ZKVM 的优势在于其对开发者友好，无需了解复杂的 SNARK 或电路知识，并简化了形式验证过程。Jolt 的优势在于其更高的性能，更快的证明速度，以及更容易地修改虚拟机，例如添加新的指令集。ZKVM 的目标是普及零知识证明技术，让更多人可以在不了解底层复杂性的情况下使用 SNARK。虽然 ZKVM 在性能方面存在挑战，但 Jolt 在性能上有所提升，并有望在未来达到一个可以接受的水平，从而推动 ZKVM 的广泛应用。 关键信息： * Jolt 是一种新的 ZKVM，用于证明计算机程序的正确执行。 * Jolt 基于 RISC-V CPU，通过模拟 CPU 的取指、解码、执行周期来实现。 * ZKVM 的优势包括对开发者友好、简化形式验证。 * Jolt 的优势在于性能更高、证明速度更快、易于修改虚拟机。 * ZKVM 的目标是普及零知识证明技术。 * 性能是 ZKVM 的主要挑战，但 Jolt 在这方面有所改进。

SNARK 设计中重新审视已被接受的观点

视频 AI 总结： 该视频主要讨论了 Jolt 的工作原理，并反驳了当前 ZK 证明领域的一些普遍认知。视频的核心观点是，更简单的指令集并不一定意味着更快的 ZKVM，高阶约束的重要性被过分强调，在大字段上使用 SNARKs 并非浪费，以及递归方法在 SNARK 设计中并非总是最佳选择。Jolt 通过其独特的查找论证方法，在某些方面实现了优于传统方法的性能和效率。 关键信息： * **指令集复杂度与 ZKVM 速度：** 视频反驳了“更简单的指令集导致更快的 ZKVM”的观点，指出 Jolt 的性能不依赖于指令的复杂度，而是取决于查找表的大小。 * **高阶约束的重要性：** 视频认为，对于 ZKVM 而言，使用好的查找论证比支持高阶约束更重要。 * **大字段的使用：** 视频挑战了“在大字段上使用 SNARKs 是浪费”的观点，认为使用基于椭圆曲线的承诺方案可以高效地处理大字段元素。 * **递归方法的适用性：** 视频指出，Jolt 具有规模经济效应，因此将大型电路分解成小块并使用递归方法可能并不总是最佳选择。 * **Jolt 的优势：** Jolt 通过查找论证，将大部分工作转移到查找表中，从而简化了证明过程，并实现了更好的性能。

Justin Thaler 讲解 Lasso

视频 AI 总结： 该视频主要介绍了 LASSO，一种新型的查找论证方法，它比以往的方法在证明者方面速度快了一个数量级。LASSO 的优势在于证明者需要提交的字段元素更少，且这些字段元素的值较小，从而加快了加密提交的速度。此外，对于许多表格，证明者无需提交表格。LASSO 能够支持巨大的表格，并利用表格的可分解性构建了 JOLT，一种新的 ZKVM 技术。 关键信息： * LASSO 是一种新型的查找论证，证明者速度更快。 * LASSO 提交的字段元素更少且值更小。 * 对于许多表格，证明者无需提交表格。 * LASSO 支持巨大的表格，并利用表格的可分解性构建了 JOLT。 * JOLT 是一种新的 ZKVM 技术，具有更低的证明者提交成本。 * JOLT 证明指令执行正确性是通过查找一个巨大的表格来实现的。

Jolt 开发路线图更新

视频 AI 总结： 该视频介绍了 Jolt 项目在过去六个月的进展和未来计划。Jolt 是一种 RISC-V ZKVM，旨在提供快速的零知识证明。视频重点介绍了 Jolt 在支持 Rust 标准库和 RISC-V M 扩展后，主要解决了验证成本高和证明者空间使用大的问题。通过改进多项式承诺方案和批量处理，Jolt 的证明大小已从兆字节级别降至 200KB 以下，并有望进一步降低。未来，Jolt 将致力于通过折叠方案降低证明者空间使用，并探索基于哈希的承诺方案以进一步提高速度。此外，团队还将投入大量精力进行形式化验证，以确保 Jolt 实现的正确性。 关键信息： * Jolt 在过去六个月主要解决了验证成本高和证明者空间使用大的问题。 * 通过改进多项式承诺方案和批量处理，Jolt 的证明大小显著降低。 * 未来计划包括通过折叠方案降低证明者空间使用，探索基于哈希的承诺方案以提高速度，以及进行形式化验证。 * Jolt 旨在成为在资源受限环境中进行证明的理想 ZKVM，同时保持领先的证明速度。 * 将会有两个版本的Jolt，一个使用椭圆曲线，另一个使用哈希。

ZK白板系列S2 - M4： RISC-V zkVMs

在本次视频中，Uma Roy和Tracy讨论了RISC-V zkVM（零知识虚拟机）的工作原理及其应用。视频的核心内容围绕zkVM的定义、工作流程以及其在区块链和加密领域的潜在用途展开。 ### 核心内容概括 1. **zkVM的定义**：zkVM代表零知识虚拟机，它允许开发者使用常规编程语言编写程序，而不需要手动编写复杂的电路。zkVM通过将程序编译为RISC-V指令集来生成零知识证明。 2. **工作流程**： - 开发者编写Rust代码并将其编译为RISC-V字节码（ELF文件）。 - zkVM执行这些指令并生成执行轨迹（witness），以证明程序在特定输入下的正确性。 - 使用STARK（可扩展透明论证）和其他技术来约束程序的执行，确保每个指令的正确性。 - 通过分片和递归的方式处理长程序，以提高效率并减少内存消耗。 ### 关键论据和信息 1. **zkVM的优势**：与传统的电路设计相比，zkVM使得开发者可以更轻松地利用零知识证明技术，降低了技术门槛。 2. **内存管理**：视频中介绍了两种内存管理技术，Merkelized memory和offline memory checking，后者通过时间戳和查找参数来高效地验证内存访问。 3. **预编译和效率**：通过使用预编译电路（如Keccak哈希函数），zkVM可以显著减少计算周期，从而提高整体效率。 4. **长程序处理**：对于长达数亿指令的程序，zkVM通过将程序分成多个片段（shards）并并行处理每个片段的证明，来解决内存和计算效率问题。 5. **应用场景**：zkVM在区块链中的应用，特别是zk-Rollups，能够提高交易的隐私性和可扩展性，使得更多开发者能够轻松实现复杂的加密功能。 总的来说，视频深入探讨了zkVM的架构和实现细节，强调了其在现代区块链技术中的重要性和潜力。

ZK白板系列 - 模块七：零知识虚拟机（zkVM）

本视频讨论了零知识虚拟机（ZKVM）的概念及其与传统零知识证明方法的区别。以下是视频的核心内容和关键论据总结： 1. **核心内容概括**： - 零知识虚拟机（ZKVM）提供了一种便捷的方式，使开发者能够编写高层次程序并执行，同时生成输出和证明，而无需深入了解零知识证明的细节。 - ZKVM与传统的电路方法（如SNARK和STARK）相比，具有更高的灵活性和可扩展性，能够处理任意程序。 2. **关键论据和信息**： - **电路与ZKVM的区别**：传统的零知识证明依赖于特定的电路来生成证明，而ZKVM则将程序本身视为电路，允许更灵活的执行。 - **执行模型**：ZKVM使用执行跟踪（execution trace）来表示程序的状态变化，并通过查找参数（lookup arguments）来连接不同的执行部分。 - **控制流管理**：通过Merkle化抽象语法树（MAST），ZKVM能够有效管理程序的控制流，允许选择性地揭示程序的部分内容，而不是全部。 - **设计选择**：在构建ZKVM时，开发者需要在指令集架构、证明系统（如SNARK或STARK）和内存管理等方面做出多种设计选择，以优化性能和效率。 - **效率与复杂性**：ZKVM的设计虽然复杂，但通过使用专门的电路和处理器（如哈希处理器和位运算处理器），可以显著提高零知识证明的效率。 总之，视频深入探讨了零知识虚拟机的工作原理、设计选择及其在区块链和智能合约中的应用潜力，强调了其在处理复杂程序时的灵活性和效率。

深入了解zkMIPS设计以及生态

本期视频是 从0到1: 掌握零知识证明与 zkMIPS 开发实战 系列课程的第三课，本课主要包括：zkMIPS简介，构建通用结算层，zkVM概括，zkMIPS设计思想等内容。

zkVM的基本概念

本期视频是 从0到1: 掌握零知识证明与 zkMIPS 开发实战 系列课程的第二课，本课将会为大家讲解证明系统基本概念，电路与门基本概念，KZG与FRI承诺方案，虚拟机及其架构，RISC指令集架构等内容。

第50期 ZKM为通用结算层赋能

第50期 ZKM为通用结算层赋能 大纲： zkVM(零知识虚拟机)概述：特点、优势和用户案例 zkVM的技术架构 zkVM的未来技术趋势