作者：Kyle Liu，Bing Ventures 投資經理
導語：隨著ZKP（Zero-Knowledge Proof，零知識證明）技術的不斷發展，人們對於其在成本和性能方面的關係產生了濃厚的興趣。實施和維護零知識證明系統需要大量的計算資源和演算法最佳化。這些計算可能會導致高昂的成本，尤其是在處理大規模資料和複雜計算時。因此，ZKP 的成本優勢並非絕對存在，而是取決於特定的應用情境。
在Aztec Connect 被迫關閉的新聞背景下，我們認為不得不重新評估ZKP 技術所聲稱的成本優勢。儘管ZKP 被標榜為一種能夠提供高度私密性的解決方案，但Aztec Connect 的暫時失敗至少證明現階段這種技術在成本方面面臨著巨大的挑戰。
如果ZKP 技術真的具有成本優勢，為什麼Aztec Connect 在營運中無法實現永續性？更耐人尋味的是，Aztec 也鼓勵社區分叉、部署和操作新版本的Aztec Connect。這暗示著獨立運作Aztec Connect 所需的龐大資源。這也進一步加劇了我們對ZKP 成本效益的懷疑。如果ZKP 的成本優勢是真實存在的，那麼為什麼社群需要如此大的投入才能讓這個計畫繼續運作？
因此，我們需要認真審視ZKP 技術所聲稱的成本優勢。或許ZKP 的成本優勢只是一個過度誇大的幻象，而實際情況可能更加複雜。在追求成本優勢時，不僅要考慮單一方面的最佳化，還需要綜合考慮整體系統的效能和成本平衡。例如，降低計算成本可能會增加通訊成本，抑或是使用更有效率的演算法可能需要更複雜的硬體支援。因此，我們在針對特定項目時需要進行全面的成本效益分析，權衡各個面向的最佳化策略，並找到最佳的平衡點。
被打破的成本神話
首先，這裡需要先定義下ZKP 的成本結構。目前各種定義方式紛繁複雜，標準不一，至少包含了硬體成本、運算成本、驗證成本、儲存成本等部分。但從筆者的角度來看，遵循ZKP 的原生原則，我們在這篇文章中對於成本結構的定義專注於通訊成本和運算成本這兩大核心成本。通訊成本是指證明者和驗證者之間交換資訊的成本，而計算成本是指證明者和驗證者執行計算的成本。這兩大成本在ZKP 中扮演核心競爭力的角色，因為它們直接影響證明和驗證的效率和安全性。如果通訊成本和計算成本太高，那麼證明和驗證的效率就會降低，進而影響整個系統的效能。
現在回到Aztec 的隱私架構中，我們要認識到Aztec 的Rollup 方式與其他ZK 系Layer 2 解決方案有顯著差異。相較於將多筆交易聚合打包產生證明，Aztec 需要將每筆交易分別產生證明，再進行打包。這種方式導致了每筆交易都需要產生獨立的證明，從而增加了計算成本和gas 費用，使Aztec 的gas 費用高於其他Rollup 方案。
另外，只有使用者在本地產生的隱私證明才是真正不洩漏資訊的零知識證明，而在其之上的內部Rollup 和外部Rollup 證明並不一定是零知識的。這使得ZKP 的隱私優勢變得模糊，進一步質疑了ZKP 成本優勢的可行性。 Aztec Connect 的網關方式本身就比較臃腫，將交易聚合到Layer 1，並透過Aztec Bridge Contract 實現資金聚合和Defi 功能呼叫。然而，這種網關方式在費用分攤方面可能只適用於特定類型的交易，並且對專案部署的靈活性產生了限制。
難以衡量的成本效益
成本與性能之間的關係是複雜且動態的。通常情況下，較低的成本可以提高效能，因為它可以減少計算和通訊的開銷，從而提高整個系統的效率。然而，過度追求低成本會導致效能下降，因為犧牲了一定的計算和通訊資源。因此，ZKP 系統需要在成本與效能之間找到適當的平衡點，以滿足不同應用領域的需求。
零知識證明涉及透過訊息傳遞在不同的參與者之間驗證某個主張的正確性，因此溝通成本是關鍵因素。為了降低通訊成本，可以考慮使用高效的通訊協定和壓縮演算法，以減少訊息的大小和傳輸時間。特別是對於像Aztec 這樣的Layer2 專案來說，跨鏈通訊需要在不同的區塊鏈網路之間傳遞訊息和數據。傳遞訊息涉及網路通訊和交互，這會導致一定的通訊成本。尤其是對於大規模的全鏈DApp 構建，訊息的傳遞量會更大，增加了通訊成本的壓力。
零知識證明需要進行大量的計算來產生證明和驗證證明的正確性。為了降低運算成本，可以採用最佳化演算法和資料結構，減少不必要的運算步驟和儲存開銷。此外，還可以利用平行運算和分散式運算的技術，將運算任務分散到多個節點上，以提高運算效率。 ZKP 在目標鏈上的驗證相對便宜，但在源鏈上產生證明的過程就需要較大的計算成本。特別是在使用傳統方法進行驗證時，驗證成本較高，使用者無法負擔。
更有效的成本控制策略
筆者認為，隨著科技的發展，通訊成本可能不再是主要的限制因素。現代通訊技術的不斷進步意味著通訊成本的成規模地下降趨勢。因此，我們需要將更多的關注點放在計算成本的最佳化上，可能會更有意義。然而，隨著此類協議的應用範圍擴大，通訊成本可能仍然是一個重要的考慮因素，需要繼續關注其特定的場景進行靈活使用。
同時，我們也要明白，優化計算成本的方法不僅限於演算法最佳化。除了改進協議的演算法，還可以考慮透過專用硬體、分散式計算或深度學習等領域的技術創新來降低計算成本。這些方法需要更多的長期研究和實證，但絕對會帶來突破性的效能提升和成本優勢。我們認為以下方向在未來的ZKP 競賽中更值得關注：
- 高效能和低運算成本：一個具有高效能和低運算成本的ZKP 專案將是備受關注的。這意味著該專案能夠在保持安全性和隱私性的同時，以高效的方式產生和驗證證明。這樣的計畫將具備廣泛的應用潛力，能夠滿足大規模的實際需求。目前有許多不同的ZKP 證明系統，每種系統都有其獨特的優點和限制。我們更看好致力於改進和創新證明系統，的專案提高效率、減少運算成本，並增強安全性。開發者需要探索更有效率的零知識證明構造和更優化的零知識證明驗證演算法，以實現更快速、更可靠的證明產生和驗證過程。
- 一個成功的ZKP 專案應具備在真實世界中可部署的特性。這意味著它需要考慮到現實環境中的限制，並提供實用的解決方案。例如，與現有基礎設施和系統的兼容性、易於整合和使用性等方面的考慮都是重要的。利用專用硬體來加速ZKP 運算是一個重要的研究方向。未來的研究可以關注硬體加速技術的創新，例如使用FPGA（現場可編程閘陣列）或ASIC（應用特定積體電路）等客製化硬體。透過硬體加速，可以提高ZKP 系統的效能和效率，為大規模應用和即時場景提供更好的支援。
- 安全問題的解決：在ZKP 系統中，安全性是至關重要的。 ZKP 系統中的安全性問題是最大的隱性成本，如攻擊和漏洞的防禦、參數設定的安全性和隨機性的保證等。此類專案只有透過不斷提升ZKP 系統的安全性，才可確保其在實際應用中的可靠性和可信度，為使用者提供更高層級的保護和隱私保障，這將貫穿整個成本和效能的設計過程。
綜上所述，一個有前景的ZKP 專案應具備高效能和低運算成本、面向實際應用、安全可信、真實世界可部署和全製程安全等特點。我們可以預見ZKP 技術的持續發展將為隱私保護和驗證效能提供更廣闊的應用前景。我們在評估ZKP 專案的成本效益時也需要考慮多個因素，包括運算資源、安全性需求、效能需求以及實施和維護的複雜性。在某些情況下，ZKP 可能會帶來顯著的隱私保護和安全優勢，抵消了成本的增加。然而，在其他情況下，成本可能超過了所能提供的實際價值。
