zkVM详解：功能、应用及项目介绍

随着智能合约的复杂性不断增加，DApp变得越来越先进，而区块空间却日益稀缺，运行链上代码的成本也在上升。zkVM的出现很好地解决了这些问题，但很多人对zkVM还不是很了解。zkVM是一个由零知识证明保障安全、可验证和可信特性的虚拟机。简单来说，用户输入旧状态和程序，就能返回新状态。zkVM虚拟机能让所有的应用都被赋予零知识证明的超能力。接下来，我将为大家全面介绍一下zkVM。

zkVM是什么？

zkVM是一种通过零知识证明来确保安全和可信特性的虚拟机。它可以输入原来的状态和程序，然后输出新的状态。zkVM实现了易用性、通用性、简洁性和递归性。开发者无需掌握零知识开发，就能实现图灵完备，不需要重复生成整个虚拟机的电路，对虚拟机的验证也可以通过虚拟机本身来进行。

zkVM是一种基于零知识证明的通用计算平台，能够执行各种计算任务，包括执行智能合约、数据处理和复杂算法运算等。其核心功能是生成零知识证明，这种证明能验证计算的正确性而不透露执行细节。通过SNARKs技术，这些证明可以在链下进行验证，验证者不需要在区块链上重新执行整个计算过程，从而节省了昂贵的计算成本。

zkVM的设计不仅仅限于加密货币交易，它的通用性使其可以在多种应用场景中部署，如医疗数据处理、供应链管理、秘密投票系统等，这些应用都需要在确保数据安全性的同时，验证处理逻辑的正确性。zkVM能够让所有的应用都被赋予零知识证明的超能力，简单来说，就是输入旧状态和程序，返回新状态。

zkVM项目有哪些？

当前zkVM项目主要有Jolt、RISCZero、Succinct等。尽管面对zk技术的挑战，市场上仍然有一些项目方在开发zkVM解决方案上展现出了技术实力。以下是具体介绍：

1、Jolt

Jolt是一种新型的zkVM，它运行速度快，而且对开发者来说更易于扩展和进行代码审计。与其他基于STARK框架的zkVM不同，Jolt利用了Lasso查找参数和基于sumcheck的技术。这种创新方法不仅简化了新虚拟机指令的实施，还提高了系统的整体速度。Jolt的设计强调易用性和效率，它的代码库非常精简，每条CPU指令只需50行Rust代码即可实现。此外，Jolt的性能也非常出色，在初步基准测试中，执行零知识证明的速度比RISCZero快5倍以上，比SP1快2倍。

2、RISC Zero

RISCZero是一种具有递归SNARK结构的zkVM，其特点在于采用了一种支持证明相互嵌套的递归方法。在SNARKs技术中，递归可以将复杂的证明分解成更小、更易于管理的证明。这些小型证明可以独立进行验证，并最终合并成一个完整的大证明，这一过程不会影响证明的有效性。RISCZero的独特之处在于其实现递归的方法，将多层证明无缝集成到一个单一的证明链中，不仅减少了计算负荷和需要处理的数据量，还能在多个计算步骤中保持验证过程的安全性和完整性。

RISCZero的另一个独特之处在于它使用了RISC-V指令集，这是一种开放式标准ISA(指令集架构)，旨在实现可扩展性和可扩展性。这一选择确保了RISCZero可以利用广泛的工具和支持生态系统，使其与其他可能使用专有或不太通用架构的zkVM相比，更易于访问和集成到现有系统中。

3、Succinct

Succinct开发了zkVMSP1，SP1专为执行以Rust或任何其他可通过LLVM编译的语言编写的代码而定制，灵活性和易用性更高。SP1支持模块化架构，允许开发人员通过「预编译」来定制和扩展其功能。预编译指特定的、可由开发者添加或修改的模块，这些模块增强了核心虚拟机的功能，使得它可以更高效地处理特定的任务或运算。

此外，SP1构建了去中心化的证明者网络，简化了证明的部署和执行，从而降低了使用高级加密方法的门槛。该网络使开发人员只需点击一下就能高效地生成证明，提供了一种简化的方法。