Vitalik Buterin'in Yeni Gözdesi: GKR Protokolü Nedir?

Ethereum kurucularından Vitalik Butterin vardır ortaya kriptografik bir çerçeve olarak bilinen şeye olan artan ilgisi Goldreich–Kahan–Rothblum (GKR) protokolüBunu, günümüzün en hızlı araçlarının çoğuna güç veren teknolojinin önemli bir parçası olarak tanımlıyor. sıfır bilgi (ZK) ispatı sistemler.

Onun içinde yeni bir makaleButerin, GKR'nin ara veri katmanlarını işleme ihtiyacını ortadan kaldırarak kanıt maliyetini önemli ölçüde azaltabileceğini açıklıyor. Bunun yerine, yalnızca girdi ve çıktı taahhütlerihesaplamaların çok daha verimli bir şekilde kanıtlanmasına olanak tanır.

Basitçe ifade etmek gerekirse, GKR, hesaplamaların doğru yapıldığını kanıtlayan araçlar olan ZK kanıtlayıcıların daha hızlı ve daha ucuza çalışmasına yardımcı olur.

Temel Bilgiler: GKR Protokolü Ne Yapar?

GKR protokolü bir kriptografik kanıt sistemi Karmaşık hesaplamaları daha az iş gücüyle doğrulamak için tasarlanmıştır. Karma işlevler veya sinir ağı işleme gibi birçok küçük işlemin birden fazla katmanda tekrarlandığı görevler için özellikle verimlidir.

GKR, bir hesaplamanın her adımını kaydetmek yerine süreci basitleştirir. Yalnızca başlangıç ​​ve bitiş noktalarını kontrol eder ve aradaki işlemlerin çoğunu atlar. Bu tasarım, her ikisine de doğal bir uyum sağlar. ZK-kanıtları ve makine öğrenimi çıkarım kanıtlarıBenzer yapısal kalıpları paylaşan .

"Toplu × çok katmanlı hesaplama" kavramı, GKR'nin verimliliğinin temelini oluşturur. Büyük veri kümelerini birden fazla katmanda işler, ancak gereksiz kriptografik işlemlerden kaçınarak yalnızca temel olanları korur.

GKR Sıfır Bilgi Kanıtları İçin Neden Önemlidir?

Sıfır bilgi kanıtları, Ethereum'un uzun vadeli ölçeklenebilirlik planlarının merkezinde yer alır. Bir tarafın, ilgili tüm verileri göstermeden bir hesaplamanın doğru olduğunu kanıtlamasına olanak tanırlar. Ancak çoğu ZK sistemi (SNARK veya STARK gibi), her hesaplama katmanını ele almak zorunda oldukları için yoğun işlem gücü tüketir.

GKR protokolü bu darboğazı ortadan kaldırıyor.

Buterin'e göre, kanıtlama amacıyla kullanıldığında Poseidon2 karma fonksiyonları, GKR teorik kanıtlama yükünü azaltabilir 100x ila yaklaşık 10x—geleneksel STARK'lara göre büyük bir gelişme.

Basitçe söylemek gerekirse, ZK kanıtlarını 10 kat daha hızlı ve ucuz hale getirebilir.

Umut Vaat Eden Projeleri Keşfedin...

Umut Vadeden Projeler...

(İlan)

Makale devam ediyor...

GKR'nin Verimliliğinin Arkasındaki Temel Bileşenler

1. Daha Az Taahhüt

Geleneksel STARK kanıtları, bir hesaplamanın her ara katmanında taahhütler (kriptografik özetler) gerektirir. Her taahhüt, yoğun karma ve polinom işlemleri içerir.
GKR bunu yalnızca taahhüt ederek önler Girdi ve çıktılar, kanıt başına binlerce işlemden tasarruf sağlar.

2. Sumcheck Protokolü

GKR'nin kalbinde şunlar yer alır: toplam kontrol, büyük bir hesaplamanın doğru bir şekilde gerçekleştirildiğini, yeniden yapmadan doğrulamak için kullanılan bir yöntem.

Toplam kontrolünün her "turu", belirli matematiksel ilişkilerin tüm veri katmanlarında geçerli olduğunu doğrular. Bu süreç hafif ve paralelleştirilebilir, yani GPU'larda veya çok çekirdekli CPU'larda iyi ölçeklenebilir.

3. Gruen'in Hilesi ve Doğrusal Toplu İşleme

Buterin ayrıca şu optimizasyonlardan da bahsediyor: Gruen'in hilesi ve doğrusal toplu işlemeBu da bellek ve işlem maliyetlerini daha da azaltır. Bu yöntemler, birden fazla benzer hesaplamanın doğrulama adımlarını tek tek tekrarlamak yerine paylaşmasına olanak tanır.

4. Kısmi Turlar ve Poseidon2 Karma İşlemi

Buterin makalesinde şunu kullanıyor: Poseidon2 karma işlevi Pratik bir örnek olarak Poseidon2, aritmetik dostu tasarımı nedeniyle ZK sistemlerinde sıklıkla kullanılır. GKR bunu şu şekilde optimize eder: kısmi turlar—sadece kübik ilk elemanları tutan daha hafif matematiksel döngüler—kanıt bütünlüğünü azaltmadan zamandan tasarruf sağlar.

GKR Diğer Protokollerle Nasıl Entegre Olur?

GKR çerçevesi, aşağıdaki gibi diğer kanıt sistemleriyle birleştirilebilir: Taban Katlama ve ÜCRETSİZ (Fast Reed–Solomon Etkileşimli Oracle Yakınlık Kanıtları). Bu entegrasyonlar, GKR tabanlı kanıtların güçlü bir şekilde korunmasını sağlar. polinom taahhütleri, birçok ölçeklenebilir ZK uygulaması için bir gerekliliktir.

Bu kurulumlarda GKR hesaplama için "motor" görevi görürken, BaseFold veya FRI gibi sistemler veri kodlama ve doğrulama tutarlılığını sağlar.

GKR'yi STARK'larla karşılaştırma

STARK'lar (Ölçeklenebilir Şeffaf Bilgi Argümanları), uzun zamandır şeffaf ZK kanıtları için varsayılan değer olmuştur. Güvenli ve güvensizdirler, ancak hesaplama açısından maliyetlidirler.

Buterin, GKR'nin teorik maliyetleri şu şekilde azalttığını tahmin ediyor: 100 kata kadar Geleneksel STARK tabanlı sistemlerle karşılaştırıldığında. Gerçek dünyadaki uygulamalar daha da iyi sonuçlar gösteriyor; bazen 10x genel giderin altında.

Ancak, bu sayıların donanım optimizasyonuna bağlı olduğunu da belirtiyor. Uygulamada, sumcheck'ler sırasında bellek karıştırma işlemi işleri yavaşlatabilir, ancak GKR'nin yapısı oldukça paralel olduğundan, performans yine de standart karma yöntemlerinden daha iyi ölçeklenir.

Sıfır Bilgi Tek Başına Değil

Önemli bir ayrım: GKR kendi başına sıfır bilgi protokolü değildir. Sağlar özlülük—yani kanıtları daha küçük ve daha hızlı hale getiriyor—ama bilgiyi gizlemiyor.

Gizliliği artırmak için GKR kanıtları bir ZK-SNARK or ZK-STARK Bu katmanlama, geliştiricilerin GKR'nin performans kazanımlarını gerçek sıfır bilgi kanıtlarının gizlilik avantajlarıyla birleştirmesine olanak tanır.

GKR'nin Pratik Uygulamaları

Vitalik, GKR tasarımının hesaplama yoğunluklu çok çeşitli görevlere nasıl uygun olduğunu vurguluyor. Örnekler arasında şunlar yer alıyor:

• Karma doğrulama: milyonlarca karmanın doğru hesaplandığını kanıtladı.
• Blockchain doğrulaması: Ethereum Katman 1 için daha hızlı ZK-EVM kanıtlamasını mümkün kılıyor.
• Makine öğrenimi kanıtları: büyük dil modeli çıkarım adımlarının minimum hesaplama ile doğrulanması.

GKR hem kriptografik hem de yapay zeka tarzı hesaplamalara uygun olduğundan, hayati bir rol oynayabilir. ZK-ML (sıfır bilgi makine öğrenimi) sistemler.

Fiat-Shamir Mücadelesi: Dikkatli Olmak Gerekiyor

Buterin ayrıca bir uyarıda bulunuyor. GKR hesaplamaları hızlandırırken, verimliliği bir dezavantajla karşı karşıya kalıyor:öngörülebilirlik riski belirli devrelerde kullanılan Fiat-Shamir buluşsal yöntemi.

Bu yöntem, etkileşimli kanıtları karma fonksiyonlarını kullanarak etkileşimsiz olanlara dönüştürür, ancak dikkatsizce uygulanırsa öngörülebilir rastgeleliğe yol açabilir ve güvenliği zayıflatabilir. Buterin, bu tür güvenlik açıklarını önlemek için dikkatli devre tasarımı yapılmasını tavsiye ediyor.

Sonuç

GKR protokolü, kriptografik kanıtların yapılandırılma biçiminde bir değişimi temsil eder. Her ara adıma aşırı yüklenmek yerine, süreci yalnızca temel unsurlara indirger.

Daha hızlı ve daha ucuz doğrulama peşinde koşan Ethereum ve diğer blok zinciri sistemleri için GKR pratik bir yol sunuyor. Bu bir pazarlama vaadi değil, hem ZK hem de AI alanlarında yüksek hızlı kanıtlayıcıların bir sonraki dalgasını güçlendiren bir dizi matematiksel tekniktir.

Kaynaklar

1. Bir GKR Eğitimi - Vitalik Buterin'in makalesi: https://vitalik.eth.limo/general/2025/10/19/gkr.html

2. Vitalik Buterin X platformu: https://x.com/VitalikButerin

3. Sıfır Bilgi Kanıtları Hakkında: https://www.chainalysis.com/blog/introduction-to-zero-knowledge-proofs-zkps/