LON:详解OlaVM-ODAILY

TL;DR

1.我们正在努力构建第一个基于PE-VM的ZKVM，通过ZK-friendly的设计和ZK算法的改进，使它具备更高的吞吐率；其技术特点如下：

a.证明快：

i.ZK-friendly:获得更小的电路规模，以及精简的底层约束单元；

ii.更快的ZK实现:对plonky2的进一步优化改进；

b.执行快：

采用并行执行的VM。

2.我们已经做的工作：

a.2022年7月份，发布了OlaVM的白皮书；

b.2022年11月份，完成指令集的设计和开发，并初步实现了OlaVM的虚拟机执行模块，你可以打开链接：https://github.com/Sin7Y/olavm去查看我们的代码，持续更新中！！！

c.针对目前执行效率最快的ZK算法，我们完成plonky2的电路设计及算法研究，你可以打开链接：https://github.com/Sin7Y/plonky2/tree/main/plonky2/designs去了解plonky2更多的设计，下一步我们将对其进行优化改进，请持续关注。。。

汤姆猫：公司接入ChatGPT产品功能原型封闭式测试已结束:金色财经报道，汤姆猫在互动平台表示，目前公司接入ChatGPT产品功能原型封闭式测试已结束。公司暂无控股西湖心辰的相关计划。[2023/4/27 14:29:25]

我们正在做什么？

OlaVM是首个把并行执行的VM引入的二层的ZKVM，融合两种方案的技术点，获得更快的执行速度和更快的证明速度，从而在未来实现更高的系统吞吐率。

在现在的以太坊系统中，造成吞吐率慢的原因主要有两个：

1.共识的过程：每个节点重复执行交易进行交易的有效性校验；

2.交易的执行：交易的执行是单线程的。

为了解决问题第1点，且需要同时具备可编程性，许多项目进行了ZK(E)VM的研究，即交易在链下完成，链上只验证状态，但是想要真正提高系统吞吐率，则需要尽可能快的生成证明；为了解决问题第2点，Aptos,Solona,Sui等新公链引入了可以并行执行的VM来提高系统的吞吐率。

Aave 战略负责人：去中心化可分为独裁、寡头治理、代议制、无状态等四个阶段:金色财经报道，Aave 战略负责人 Marc Zeller 发布文章探讨去中心化的四个阶段，分别为独裁（Autocracy）、寡头治理（Oligarchy）、流动性代议制民主（Liquid Representative Democracies）、无状态（Stateless Stage）。

具体而言，独裁中开发团队几乎完全控制项目，专制阶段允许团队快速开发和迭代，使其能够构建最小可行产品并努力实现产品市场契合度。

寡头治理阶段通常在融资轮次之后，代币持有者开始在治理方面获得更多权力，而早期投资者的影响可能具有挑战性。

只有当代币供应分配到足以稀释第 2 阶段寡头的影响力时，才能实现流动性代议制民主阶段。Marc Zeller 认为目前还没有项目达到成熟的 DAO 阶段，MakerDAO 和 Aave 正处于从第 2 阶段过渡到第 3 阶段的边缘。

无状态阶段与无国家社会类似，目前，LUSD、以太坊和比特币是 Marc Zeller 认为第 4 阶段中仅有的重要参与者。[2023/4/4 13:44:23]

尽管在现阶段，对于ZK(E)VM来讲，影响整个系统吞吐率瓶颈在于证明的生成；但是当采用Parallelprove去加快整个系统吞吐率时，区块生成的越快，则对应的证明生成开始的时间就越早。

一休眠超9年的狗狗币地址被激活，疑似与“推特或考虑添加加密支付选项”报道有关:2月6日消息，根据Whale Alert提供的数据，一个包含2043137枚DOGE（约合186364美元）的狗狗币地址最近在长达9.1年的休眠期后被激活。

这一激活引起了社区的关注，一位用户指出，该地址的所有者在价格高峰时仅投资800美元就赚了150万美元。值得注意的是，在Elon Musk为推特引入支付系统后不久，该地址就被激活了。（U.Today）[2023/2/6 11:50:09]

如何获取高吞吐率？

尽可能快的证明生成(目前最高优先级)

想要加速证明的生成，其大体可以分为两个部分：尽可能小的电路规模和尽可能快的算法执行；尽可能快的算法执行又可以分为：算法本身参数的提升和外部执行环境的改善。

1.尽可能小的约束规模

是的，证明生成的消耗是和约束的整体规模n强相关的，如果能大幅缩减整体的约束规模，则证明的生成的时间则会明显减少。这就要求，在VM的设计中，你需要使用尽可能多的设计以减少整体的约束规模。

Curve在Github上新增针对js开发人员使用的Curve稳定币的SDK:9月6日消息，Curve在Github上新增针对js开发人员使用的Curve稳定币的软件开发工具包（SDK）。此前，Curve创始人Michael Egorov在社群表示，Curve原生稳定币crvUSD有可能会在本月推出。[2022/9/6 13:11:08]

a.Prophet

Prophet的意思为“预言家”，先“预言”再“校验“，其主要目的是：针对一些复杂的计算，我们不需要用VM的指令去实现这些复杂的计算；而是利用内置的Prophet去完成计算，并且把结果发送给VM，然后VM只是执行对于这个结果的合法性校验。Prophet是一些具备特定计算功能的内置函数，比如除法计算，平方根计算，立方根计算等等，我们会根据实际场景，逐渐丰富Prophets库，使得对于大部分复杂计算场景，整体约束的缩减效果达到最大化。

b.Zk-friendly

当计算是复杂计算时，Prophet可以帮助缩减VM执行的轨迹大小；但在此之前，我们更希望这个计算本身是Zk-friendly。因此，在设计中，我们会采用一些Zk-friendly的操作，比如常见的哈希算法，验签算法等；这些优化也经常存在于其他ZK(E)VM的方案里；但最终的关键就是，当你选择一个Zk-friendly的复杂计算时，如何用更小的约束去约束这个复杂的计算？

中国香港前财政司司长：香港可通过Web3的参与来为全球社会服务:金色财经报道，中国香港前财政司司长曾俊华周三表示，虚拟经济对香港很重要，鼓励年轻一代积极主动通过Web3参与和技术采用。

曾俊华进一步阐述，他很欣赏Web3上的新商业模式，这是一个进行大规模、去中心化活动的平台，是基于Web2的基础基础设施。他希望人们能够从中受益。

然而，曾俊华也表示，由于加密货币的波动性，他仍然对加密货币持怀疑态度，建议公众在金融方面应采取保守的态度，并补充说加密货币与NFT在本质上会有所不同。[2022/8/10 12:15:41]

VM本身除了要执行计算逻辑之外，还会有一些其他的操作同样需要被证明，比如RAM操作。基于堆栈的VM，每次访问时，都要进行POP，PUSH的操作；而在验证层面，仍然需要去校验这个操作的有效性，这些操作会组成独立的Table，然后用约束去校验这些堆栈操作的有效性；而基于寄存器的VM，执行相同的逻辑，得到的执行轨迹更小，因此约束规模也更小。

2.尽可能快的算法执行

由于Plonky2的惊人性能表现，我们暂时以Plonky2作为OlaVM的ZK后端。我们已经深入分析了Plonky2的Gate设计，Gadget设计和协议原理，并从中找到了一些优化方向，你可以关注我们的GithubRepo:Plonky2designs去了解更多相关的信息。

更快的交易执行(现阶段不是瓶颈)

在OlaVM的设计中，Prover是无许可的，任何人都可以接入；因此，当你有许多Prover资源时，你可以并行的去为这些区块生成证明，然后把这些证明聚合在一起，提交到链上验证。由于Prover是可以并行的，因此区块生成的越快，对应的证明就可以提前生成，这样最终链上验证的时间也会提前。

当证明生成需要很久的时候，比如几个小时，并行执行带来的提升并不是很明显；有两个场景可以提高这种并行带来的效果，一个是聚合的区块数量变大，达到量变引起质变；另外一个是证明时间大大缩短。当然两个提升效果叠加，会更好一些。

兼容性？

对于ZKVM来说，具备某种兼容性是为了方便初期的生态构建，毕竟在区块链行业发展至今，已经有许多成熟的应用部署在现有的系统上，以太坊上的生态更为丰富。因此，能实现对这些既有生态的兼容，使得这些项目可以无缝迁移，对项目初期生态的构建有很大的帮助。

当然，OlaVM的主要目标仍然是构建一个高吞吐的ZKVM，当我们的第一步做的不错时，我们会考虑去实现兼容性，特别是以太坊的兼容性，这也会在我们的路线图中。

AllTogether

集成上述所有模块，整个系统的数据流程图大概如下图所示：

ComingSoon

1.2022-12月初：

a.完成OlaVMDSL设计；

b.完成OlaVM预编译合约的设计和开发；

c.完成OlaVM指令约束和Context约束和预编译合约约束；

d.完成Plonky2的第一阶段优化。

参考

1.OlaVM:https://olavm.org/whitepaper/OlaVM-07-25.pdf

2.Plonkish:https://zcash.github.io/halo2/concepts/arithmetization.html

3.CairoVM:https://starknet.io/docs/how_cairo_works/cairo_intro.html#field-elements

4.Plonky2:https://github.com/Sin7Y/plonky2/blob/main/field/src/goldilocks_field.rs

5.Ingonyama:https://github.com/ingonyama-zk/cloud-ZK

6.Semisand:https://semisand.com/

7.Plonky2designs:https://github.com/Sin7Y/plonky2/tree/main/plonky2/designs

关于我们

Sin7y成立于2021年，由顶尖的区块链开发者组成。我们既是项目孵化器也是区块链技术研究团队，探索EVM、Layer2、跨链、隐私计算、自主支付解决方案等最重要和最前沿的技术。

微信公众号：Sin7Y

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