原文：《Criticism on ZK》by msfew
*注：首先，这是一个用一个小时写的草稿。 主要是为了快速收集信息，所以可能存在非常多的潜在错误和不完整的信息。
对 ZK 的主要批评包括两个：
一是证明时间长 (因此有各种 benchmark、各种新的 ZK 协议和各种硬件优化）；
一是系统和应用程序安全性仍然需要测试。
零知识证明是区块链领域非常流行的技术。 由于链上计算资源稀缺且昂贵，零知识证明允许这些计算在链下进行，虽然链下证明生成的总时间消耗非常高，但它仍然压缩了最终证明和相关的计算验证，从而允许计算“在链上”。
ZK 证明生成时间过长的问题往往被研究者和开发者所忽视，因为这本质上是 ZK 需要做出的权衡。
ETH 2.0总质押数已达2532.63万:金色财经报道，数据显示，ETH 2.0总质押数已达2532.63万，为25326262个，按当前市场价格，价值约498.42亿美元。此外，目前ETH 2.0质押总地址数已超83.76万，为837599个。[2023/7/5 22:19:17]
虽然他们没有直接批评 ZK 的这个缺点，但是他们有很多从对面解决这个缺点的方法和讨论。
也就是说，他们通过提出各种解决方案并进行大量基准测试来隐含地谈论 ZK 的极长证明时间。
在衡量 ZK 应用之前，我们首先要测试 ZK 协议底层 commitment 的性能。
因为比如，FRI 导致 STARK，KZG 导致常规 SNARK，IPA 导致 Bulletproof 。 底层承诺的性能测试对于 ZK 应用的性能并不直观，但对于理解 ZK 证明时间长的问题很有帮助。
美国国会法案呼吁联邦政府研究加密货币用于非法活动的案例，并就如何减少这些用途提出建议:4月27日消息，周四向美国参议院和众议院提交的一项两党法案将呼吁联邦政府研究加密货币用于非法活动的案例，并就如何减少这些用途提出建议。《金融技术保护法案》建议成立一个工作组，负责研究恐怖分子或其他犯罪分子如何使用加密货币和其他新的金融技术，并为国会和监管机构提出旨在打击这些用途的建议。[2023/4/27 14:31:26]
从上面的链接我们可以看出，这些底层承诺协议不仅计算复杂 (可能导致证明时间长)，而且还存在内存消耗非常大的问题。
当然，内存消耗其实更多的是跟硬件配置要求有关，这跟我们今天要讨论的话题是不一样的。
对于具体的 SNARK 性能测试，a16z crypto 将它们分为前端和后端：
前端通常是 ZK 应用开发者接触到的 Cairo 语言/ zkVM 高级语言等；
全国政协委员皮剑龙：加快网络虚拟财产保护立法:金色财经报道，第十四届全国政协委员、北京市金台律师事务所主任皮剑龙拟向两会提交《关于加快网络虚拟财产保护专门立法的提案》。这一提案认为，当前对网络虚拟财产保护进行专门立法的条件已基本成熟，建议全国人大尽快将《网络虚拟财产保护法》列入立法规划，启动相关立法进程。皮剑龙认为，下一代互联网会是价值网，而区块链、智能合约、预言机、元宇宙、人工智能等等科技，是资产数字化的重要科技。许多国家以及欧盟均高度重视虚拟财产的发展，并且纷纷制定相关法规。如何发挥提升我国在下一代互联网与新型数字经济领域的国际竞争力，是摆在我们面前极其重要的问题。[2023/3/2 12:37:59]
而后端是更接近 SNARK 证明生成时间的承诺等底层密码学操作。
其中，作者提到 SNARK 证明生成具有大约 100 倍的计算开销，并且每个 ZK 协议都有额外的开销，例如：
加拿大加密新法规要求交易平台遵守投资者保护承诺:金色财经报道，加拿大证券管理局周三公布了当地加密货币行业的新指南，警告交易所和其他平台必须遵守 \"加强投资者保护承诺\"。
根据一份新闻稿，希望在加拿大运营的公司必须通过预注册程序做出这些承诺，同时致力于他们的实际注册。他们有30天的时间来遵守。在这个预注册过程中，交易所和其他公司将必须遵守托管规则，其中讨论了隔离为当地客户持有的加密货币资产，禁止保证金或其他形式的杠杆，以及禁止未经CSA许可出售稳定币。[2023/2/23 12:23:44]
“In Groth16, P must work over a pairing-friendly group, whose operations are typically at least 2x slower than groups In Groth16, P must work over a pairing-friendly group, whose operations are typically at least 2x slower than groups that aren't pairing friendly. , this results in at least an additional factor-6 slow down relative to the 100-|C| estimate above.”
美国国税局将招聘新员工加大对加密税收审计力度:金色财经报道，美国总统乔·拜登本月签署成为法律的《降低通胀法案》赋予美国国税局近790亿美元的新资金，其中450亿美元仅用于IRS的执法。该机构将利用这笔钱进行招聘，加大对加密税收问题的审计力度。新法律规定，除了一般的税收执法之外，美国国税局还将开展数字资产监控和合规活动。[2022/8/20 12:36:58]
总体而言，可以说 zk-SNARK 的额外性能开销在 200 - 1000 倍的范围内。
此外，文章还提到了 zk-SNARK 的其他限制，例如可信设置和内存使用。
Modulus Labs 的文章测量了一些 ZK 协议的实际性能。有些基准是针对参数数量的，这对我们来说不是很直观。然而，在应用中，文章提到在 Worldcoin 用例中，即使使用 “最快” 的 Plonky2，仍然需要几分钟的证明生成时间和数十 GB 的内存消耗，无法在个人电脑上运行。
为了减少证明生成时间，我们可以并行证明多个证明。
通常，有两种方法可以做到这一点：一种是批处理，另一种是递归。
简单来说，批处理是同时证明一批证明，最后将它们聚合在一起，而递归是在一个证明中验证其他证明。 一般而言，递归方法具有更小证明大小 的额外优势。
一些更常见的聚合方法包括 Halo2、Plonky2。他们每个人都以不同的方式执行批处理和递归，从而减少了证明时间。
除了ZK的协议层，ZK的应用层也可以有针对性的优化。例如，可以同时使用多个 ZK 协议 (STARK + SNARK ），或者针对宏观采取递归策略进行特定于应用程序的调优。
一般来说，这实际上减少了协议和证明分配方面的证明生成时间。 在探索新的 ZK 协议时，减少证明时间是最重要的考虑因素。
此外，从硬件角度进一步减少 ZK 应用在物理和节点层面的证明时间也做了很多努力。
首先，与前面提到的新协议一样，ZK 协议被设计为尽可能对硬件友好，例如 HyperPlonk。
Paradigm 提到，ZK 的证明生成速度慢主要是由于涉及大量的 MSM 和 FFT，它们对硬件不友好，导致由于随机内存访问等问题导致最终证明生成速度慢。 对于这些底层加密计算，ZK 协议需要在它们的组成和规模上进行一些权衡，以使其对硬件更加友好。
几家 ZK 硬件加速厂商表示，GPU 实际上是目前最经济和可配置的硬件选择，我们最终将有 FPGA 过渡到 ASIC 阶段。 根据 zk 硬件公司的说法，他们的第一版 ASIC 可以直接减少至少 30% 的 ZK 证明生成时间。
此外，由于不同的服务器配置，将不同的云服务器作为节点运行可能涉及不同的硬件特定优化。
ZK 现在的另一个批评是电路代码仍然需要正确 (没有 bug)。
如果 ZK 协议从健全性、完整性、零知识的角度受到攻击，我们将不再拥有有效的 ZK 系统。 我们可以在这个链接中看到各种角度的攻击示例。
虽然 ZK 应用可以被称为 trustless，但我们仍然需要确保项目的 ZK 协议和应用的代码和架构是正确的。 区块链领域中存在多种 ZK 错误。例如，由于 zkEVM 的 ZK 电路代码库庞大的问题，Vitalik 谈到了 ZK 应用程序的多证明者的需求。
因此，ZK 系统可能需要与形式验证等安全工具或 Ecne 等其他安全相关工具搭配使用。应用程序级别，它需要更多的审计，特别是对于像 zkEVM 这样的大项目。
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