深度 | ALEO零知识证明挖矿更简单，未来能否媲美以太坊挖矿？

在公链赛道上，零知识证明（ZKP）的路线已经非常清晰。 未来大概率以以太坊L1为核心保障安全，在L2上部署ZKP实现隐私功能。

除了L2，使用ZKP的公链还有Aleo、Mina、Filecoin。

由于以太坊结束POW，而ZKP需要大量的算力来维持，所以在可预见的未来，ZKP将承担大量的GPU算力。

在文章“合并后以太坊矿工会做什么？” 6月，Messari分析了ZKP承接以太坊算力的可行性。

“随着用户寻求更具表现力、高性能和隐私的计算，使用 ZKP 的复杂性将会增加。这将导致证明生成速度变慢，需要专门的硬件来及时生成证明。当比特币刚推出时，任何拥有标准 CPU/GPU 的人都可以挖比特币。最终，专业矿工开发出更高效的硬件 (ASIC)，这使得 CPU/GPU 挖矿无利可图。ZK 挖矿可能会遵循类似的路径，从标准 GPU 矿工开始，然后开发更高效的矿工（ASIC 或 FPGA）。ZKP 仍处于起步阶段，但 Paradigm 预测 ZK 矿工/证明者市场在未来可能会增长到 PoW 挖矿市场的规模。”

对比F​​PGA和GPU，顶级FPGA的硬件成本（领先的工艺节点、时钟频率、功耗比和内存带宽）仅为顶级GPU的1/3，功耗比超过GPU 10倍。

与FPGA和ASIC相比，ASIC在编程时是一次性的，ZKP的代码不如比特币稳定以太坊挖矿原理，不同的ZKP逻辑也不一样。 显然，ASIC 并不适合这种多变的业务。 而FPGA只需刷新即可修改程序，这意味着它可以兼容多套ZKP逻辑。

因此，从长远来看，FPGA可能会主导ZKP挖矿行业。 但FPGA编程难度较大，技术尚不成熟。 短期内，GPU 将成为 ZKP 挖矿的主要设备。

对于那些曾经的以太坊矿工来说，他们自然有更大的商业动机来支持ZKP公链，而不是将他们的算力投入到ETC或ETHW等废弃的公链上。

L2 ZKP

目前 ZK-Rollup 的 Proof and Batch 提交流程是中心化的，单个 Sequencer 决定提交顺序。 如果要扩大矿工规模，这个过程需要去中心化，即任何矿工都可以向L1提交Proof。

关于如何实现去中心化，Vitalik 提出了一些建议，比如设立一个 DAO 进行定期的 Sequencer 决策权拍卖，或者随机分配给其中一个节点，节点被选中的概率与数量有关。它以 Rollup Proportional 的形式存入 ETH。 但无论哪种方式本质上都是POS机制，即收益高低由质押量决定，这与传统的挖矿方式（收益高低由算力大小决定）不同。

目前主要采用 ZK-Rollup 的 L2 包括 zkSync 和 StarkNet。

zkSync 的日常运作依赖于为区块生成零知识证明的计算服务提供商，即“Stichting ZK Sync”，这是一家在阿姆斯特丹注册的荷兰非盈利基金会。

根据开发团队 Matter Labs 的开发路线图，zkSync 未来计划通过引入独立的共识机制来实现去中心化，该共识机制具有两种不同的角色：Validators 和 Guardians。

验证者负责将交易打包成区块并为它们生成零知识证明。 他们的节点必须运行在安全的环境中，网络带宽要好，也就是我们通常理解的大型矿池。

Guardians 是 zkSync 的 Token 持有者，根据 Token 份额提名验证者。 守护者节点可以运行在普通电脑或云服务器上，不需要专门的服务商，不易被审查。 相反，守护者可以通过监控交易数据来选举不可审查的验证者节点。

StarkNet 在去中心化的道路上也需要发行 Token。 目前 StarkNet 服务费用以 ETH 支付，未来可能使用 StarkNet 原生 Token，或者同时支持原生 Token 和 ETH 支付。

除了用于支付服务费，Token 还可以用于通过质押进行交易排序和 STARK 证明等重大投票决策，提高网络完整性和抗审查性。

参考 Ohad 的提议：添加一个基于 BFT 的排序器，其中排序器是根据他们的权益来选择的，为每个插槽选择一个特定的排序器。 在此过程中以太坊挖矿原理，网络添加了一个罚没规则（类似于 Cosmos SDK），以尽可能最好的方式耦合定序器和证明器之间的激励。

ALEO 零知识点

今年ZKP挖矿的另一个热门项目是ALEO。

ALEO是一条隐私公链。 目前，还没有一条公链能够在隐私公链赛道上脱颖而出。 无论是oasis、secretnetwork还是platon，都没有真正实现隐私功能的dapp（编者注：Aleo上的dapp正在开发中，如Leo Wallet）。

ALEO也是如此，暂时没有实用价值。 但与其他隐私公链不同的是，其共识机制类似于传统的PoW，需要算力来维护。 不同的是，ALEO 挖矿的底层计算不是任意的哈希函数，而是知识证明，因此它不仅可以作为 PoW 来确保网络共识，还可以提供对给定区块中包含的交易的验证。

与L2的ZKP相比，ALEO有一大优势，就是挖矿算法更简单。 当验证一个区块时，算法会产生一个随机数。 如果ZK计算出的最终结果小于目标值，则计算正确，最先完成计算的节点有权出块。 矿工每验证一个区块，只需要产生一个随机数就可以开始计算。 这种挖矿逻辑在形式上与比特币没有太大区别。

L2 的 ZKP 计算不是这种情况。 L2面对的是一批交易，所以验证时需要对每笔交易进行ZKP，最后打包上传到L1。

这个过程涉及到并行计算的问题，因为即使单个 CPU 非常强大，也不可能对成千上万的交易进行逐一验证，必须通过 GPU 等具有多个计算单元的设备进行并行计算。

不过，虽然GPU是目前最适合ZKP挖矿的设备，但为了适应L2挖矿，还需要进一步的算法优化来实现并行计算。 ALEO在这方面有很大的优势，它不需要并行计算，所以GPU矿机几乎可以无缝连接。

在隐私公链和ZK L2还不成熟的今天，那些闲置的ETH矿机可能更有动力将算力接入ALEO矿池。

然而，这一切都是建立在 ZK L2 还不成熟的前提下的。 由于ETH生态的繁荣，只要L2上线，L1上的dapp就可以直接迁移。 ALEO 不是这种情况。 即使隐私公链技术成熟，团队仍然需要投入大量资金来构建整个生态系统。 这显然是 ALEO 的一大缺点。

我们可以称之为ETH系统的生态护城河：不管是什么类型的L2，只要能够在原有的底层公链技术上加入ZK，那么就有天然的价值捕获能力。 这在 ALEO 等 L1 中不可用。

总结

随着反审查要求的逐渐扩大，未来的隐私赛道必将成为革命性的应用。

目前最可行的隐私证明是ZKP，它需要大量的算力来维护，因此ZKP挖矿很可能成为与ETH挖矿规模相当的行业。

ZKP挖矿最需要解决的就是去中心化问题。 目前，zkSync 和 StarkNet 已经发布了相关路线图。 从逻辑上讲，要实现去中心化，Token 的发行是必不可少的。 Token不仅可以用来维护共识，还可以用来监督挖矿节点，一定程度上提高了抗审查性。

在挖矿设备中，FPGA是性价比最高的。 但考虑到FPGA编程难度极高，且GPU闲置矿机较多，短期内GPU独霸行业的可能性较大。

在公链中，ZK系列的任何L2都可以采用ZKP挖矿，但是L1目前只有ALEO允许。 相比之下，ALEO不需要并行计算，因此可以无缝对接闲置的GPU矿机。 L2在生态方面更有优势，用户基数更大，风险更小。

参考：

来源/吴说区块链作者/ Colin Wu

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