LON:詳解OlaVM-ODAILY

TL;DR

1.我們正在努力構建第一個基于PE-VM的ZKVM，通過ZK-friendly的設計和ZK算法的改進，使它具備更高的吞吐率；其技術特點如下：

a.證明快：

i.ZK-friendly:獲得更小的電路規模，以及精簡的底層約束單元；

ii.更快的ZK實現:對plonky2的進一步優化改進；

b.執行快：

采用并行執行的VM。

2.我們已經做的工作：

a.2022年7月份，發布了OlaVM的白皮書；

b.2022年11月份，完成指令集的設計和開發，并初步實現了OlaVM的虛擬機執行模塊，你可以打開鏈接：https://github.com/Sin7Y/olavm去查看我們的代碼，持續更新中！！！

c.針對目前執行效率最快的ZK算法，我們完成plonky2的電路設計及算法研究，你可以打開鏈接：https://github.com/Sin7Y/plonky2/tree/main/plonky2/designs去了解plonky2更多的設計，下一步我們將對其進行優化改進，請持續關注。。。

軟銀集團愿景基金最近一個季度實現稅前利潤610億日元:金色財經報道，軟銀集團連續第三個季度出現虧損，盡管其旗艦愿景基金投資部門有所復蘇，但截至 6 月份的季度仍虧損 4776 億日元（合 33 億美元）。軟銀的嚴重虧損被愿景基金部門的改善所部分抵消，該部門因全球科技估值回升而實現了 1,597.7 億日元的投資收益。這些收益包括歸屬于軟銀子公司的收益。

愿景基金部門包括愿景基金 1 和 2 以及價值 76 億美元的拉丁美洲基金，最近一個季度實現稅前利潤 610 億日元，而去年同期虧損 2.3 萬億日元。[2023/8/8 21:31:50]

我們正在做什么？

OlaVM是首個把并行執行的VM引入的二層的ZKVM，融合兩種方案的技術點，獲得更快的執行速度和更快的證明速度，從而在未來實現更高的系統吞吐率。

在現在的以太坊系統中，造成吞吐率慢的原因主要有兩個：

Ripple：SEC未能證明XRP銷售是投資合同，要求法院批準簡易判決動議:金色財經報道，Ripple Labs表示，在監管機構對其提起的訴訟中，美國證券交易委員會（SEC）無法證明該公司的XRP銷售是投資合同。此前，美國證券交易委員會于2020年底起訴Ripple，指控其將XRP作為未注冊證券出售。

在支持簡易判決動議的答復中，Ripple律師表示，“SEC未能證明XRP的任何要約或銷售都是聯邦證券法規定的投資合同。即使是涉及金錢交換的交易，SEC也未能證明購買者像Howey要求的那樣，將資金投資于一家普通企業，而不是簡單地購買資產”。

據悉，Howey測試是指美國最高法院判定一項交易是否算作“投資合同”的案例，因此需要遵守1933年《證券法》和1934年《證券交易法》的披露和注冊要求。Howey測試的關鍵要素之一是交易是否意味著預期從他人的工作中獲利，Ripple表示SEC未能證明XRP購買中存在這種預期。[2022/12/5 21:22:40]

1.共識的過程：每個節點重復執行交易進行交易的有效性校驗；

2.交易的執行：交易的執行是單線程的。

OKX Blockdream Ventures加入釜山區塊鏈VC聯盟，促進韓國區塊鏈行業發展:據官方消息，28日，OKX Blockdream Ventures與韓國釜山市簽署諒解備忘錄（MoU），加入區塊鏈風險投資聯盟（VCABB），以支持當地的區塊鏈產業。

OKX Blockdream Ventures創始人Dora表示，與釜山市的合作是 OKX Blockdream Ventures 邁出的重要一步。 我們希望在韓國投資有前景和技術創新的區塊鏈項目，通過我們在行業中的領先地位，積極推動當地區塊鏈產業的發展。[2022/10/28 11:53:37]

為了解決問題第1點，且需要同時具備可編程性，許多項目進行了ZK(E)VM的研究，即交易在鏈下完成，鏈上只驗證狀態，但是想要真正提高系統吞吐率，則需要盡可能快的生成證明；為了解決問題第2點，Aptos,Solona,Sui等新公鏈引入了可以并行執行的VM來提高系統的吞吐率。

盡管在現階段，對于ZK(E)VM來講，影響整個系統吞吐率瓶頸在于證明的生成；但是當采用Parallelprove去加快整個系統吞吐率時，區塊生成的越快，則對應的證明生成開始的時間就越早。

美銀證券：將Meta Platforms(META.O)目標價從218美元降至196美元:10月5日消息，美銀證券分析師Justin Post將Meta目標價下調至196美元，并保持買入評級，此外將Alphabet目標價下調至114美元。他降低了對Alphabet和Meta的預估，西方經濟可能出現的GDP衰退會對這些公司產生自上而下的潛在影響，也會對亞馬遜(AMZN.O)廣告增長和新的廣告支持流媒體競爭帶來潛在不利影響。Post表示，華爾街對Alphabet和Meta廣告收入的“2023年預期可能過高”，但預計由于2023年成本削減，兩家公司的每股收益都有強勁的彈性，這與2009年情況相似。分析師補充，Alphabet和Meta仍是“該行業中最具價值的股票”。(金十)[2022/10/5 18:39:43]

如何獲取高吞吐率？

盡可能快的證明生成(目前最高優先級)

想要加速證明的生成，其大體可以分為兩個部分：盡可能小的電路規模和盡可能快的算法執行；盡可能快的算法執行又可以分為：算法本身參數的提升和外部執行環境的改善。

牙買加央行行長：我們遠離加密貨幣:5月19日消息，牙買加央行行長Richard?Byles表示，我們遠離加密貨幣。 （金十）[2022/5/19 3:26:45]

1.盡可能小的約束規模

是的，證明生成的消耗是和約束的整體規模n強相關的，如果能大幅縮減整體的約束規模，則證明的生成的時間則會明顯減少。這就要求，在VM的設計中，你需要使用盡可能多的設計以減少整體的約束規模。

a.Prophet

Prophet的意思為“預言家”，先“預言”再“校驗“，其主要目的是：針對一些復雜的計算，我們不需要用VM的指令去實現這些復雜的計算；而是利用內置的Prophet去完成計算，并且把結果發送給VM，然后VM只是執行對于這個結果的合法性校驗。Prophet是一些具備特定計算功能的內置函數，比如除法計算，平方根計算，立方根計算等等，我們會根據實際場景，逐漸豐富Prophets庫，使得對于大部分復雜計算場景，整體約束的縮減效果達到最大化。

b.Zk-friendly

當計算是復雜計算時，Prophet可以幫助縮減VM執行的軌跡大小；但在此之前，我們更希望這個計算本身是Zk-friendly。因此，在設計中，我們會采用一些Zk-friendly的操作，比如常見的哈希算法，驗簽算法等；這些優化也經常存在于其他ZK(E)VM的方案里；但最終的關鍵就是，當你選擇一個Zk-friendly的復雜計算時，如何用更小的約束去約束這個復雜的計算？

VM本身除了要執行計算邏輯之外，還會有一些其他的操作同樣需要被證明，比如RAM操作。基于堆棧的VM，每次訪問時，都要進行POP，PUSH的操作；而在驗證層面，仍然需要去校驗這個操作的有效性，這些操作會組成獨立的Table，然后用約束去校驗這些堆棧操作的有效性；而基于寄存器的VM，執行相同的邏輯，得到的執行軌跡更小，因此約束規模也更小。

2.盡可能快的算法執行

由于Plonky2的驚人性能表現，我們暫時以Plonky2作為OlaVM的ZK后端。我們已經深入分析了Plonky2的Gate設計，Gadget設計和協議原理，并從中找到了一些優化方向，你可以關注我們的GithubRepo:Plonky2designs去了解更多相關的信息。

更快的交易執行(現階段不是瓶頸)

在OlaVM的設計中，Prover是無許可的，任何人都可以接入；因此，當你有許多Prover資源時，你可以并行的去為這些區塊生成證明，然后把這些證明聚合在一起，提交到鏈上驗證。由于Prover是可以并行的，因此區塊生成的越快，對應的證明就可以提前生成，這樣最終鏈上驗證的時間也會提前。

當證明生成需要很久的時候，比如幾個小時，并行執行帶來的提升并不是很明顯；有兩個場景可以提高這種并行帶來的效果，一個是聚合的區塊數量變大，達到量變引起質變；另外一個是證明時間大大縮短。當然兩個提升效果疊加，會更好一些。

兼容性？

對于ZKVM來說，具備某種兼容性是為了方便初期的生態構建，畢竟在區塊鏈行業發展至今，已經有許多成熟的應用部署在現有的系統上，以太坊上的生態更為豐富。因此，能實現對這些既有生態的兼容，使得這些項目可以無縫遷移，對項目初期生態的構建有很大的幫助。

當然，OlaVM的主要目標仍然是構建一個高吞吐的ZKVM，當我們的第一步做的不錯時，我們會考慮去實現兼容性，特別是以太坊的兼容性，這也會在我們的路線圖中。

AllTogether

集成上述所有模塊，整個系統的數據流程圖大概如下圖所示：

ComingSoon

1.2022-12月初：

a.完成OlaVMDSL設計；

b.完成OlaVM預編譯合約的設計和開發；

c.完成OlaVM指令約束和Context約束和預編譯合約約束；

d.完成Plonky2的第一階段優化。

參考

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

關于我們

Sin7y成立于2021年，由頂尖的區塊鏈開發者組成。我們既是項目孵化器也是區塊鏈技術研究團隊，探索EVM、Layer2、跨鏈、隱私計算、自主支付解決方案等最重要和最前沿的技術。

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