證明網路：連接協處理器與區塊鏈

什麼是證明網路？

證明網路是一個鏈下基礎設施層，協調零知識證明的生成、驗證和交付，服務於區塊鏈應用程序。它作爲 ZK 協處理器和區塊鏈層之間的連接組織，確保在鏈下生成的證明能夠以可擴展和去中心化的方式在鏈上高效驗證。

ZK 協處理器能夠爲任意計算生成密碼學證明。然而，這些系統需要一種方法將證明路由到正確的鏈上環境、管理數據依賴性，並確保證明按時生成且具有完整性。證明網路通過充當去中心化或半去中心化層來解決這些需求，管理證明者、驗證者和相關的協調組件。

每個智能合約、rollup 或應用程序不必設置自己的隔離證明基礎設施，證明網路允許多個實體接入共享的證明者生態系統。這減少了重復，降低了成本，並爲零知識應用程序創建了更加模塊化和可組合的生態系統。

它們如何連接協處理器和智能合約

證明網路的角色是接收由 ZK 協處理器生成的證明，並將其以智能合約可以使用的格式交付給鏈上驗證者。這個過程涉及幾個步驟，通常對最終用戶是抽象的。

首先，用戶或合約通過前端或 API 向 ZK 協處理器提交請求。協處理器執行所需的邏輯並生成證明。該證明不直接發布到鏈上，而是發送到證明網路協調者，協調者確保證明是有效的、與正確的計算相關聯，且不重復。

一旦驗證，證明網路要麼自己將證明發布到鏈上，要麼將其返回給用戶或中繼者，後者將其包含在交易中。智能合約接收證明並使用預加載的驗證密鑰對其進行驗證。如果驗證通過，合約基於受信任的結果繼續其邏輯。

這種架構使 ZK 基礎設施可擴展且可組合。開發者不需要將特定電路或證明系統硬編碼到每個智能合約中，而是可以依靠證明網路作爲中間件層，將鏈下計算連接到鏈上狀態轉換。

關鍵部分：證明者、驗證者、中繼者、協調者

典型的證明網路包括幾個功能角色。證明者負責生成密碼學證明。它們運行由應用程序定義的計算，並使用密碼學庫創建證明，證明計算被正確執行。根據網路設計的不同，證明者可能是專門的節點、GPU 工作者或可信執行環境。

驗證者是鏈上智能合約，檢查提交的證明的有效性。它們是輕量級、確定性和安全的。一旦證明通過驗證，相關的計算被區塊連結受爲有效。

中繼者是處理證明基礎設施和區塊鏈之間通信的鏈下參與者。它們將證明提交給適當的合約，包含必要的元數據，並確保及時交付。在某些網路中，中繼者是可選的；在其他網路中，它們是受激勵的參與者。

協調者管理請求與證明者的匹配。它們接收用戶查詢或計算請求，並將其分配給可用的證明者。協調者還可以聚合結果、去除重復的相同計算，並提供可用性保證。在去中心化網路中，這個協調層可以通過質押和罰沒機制來確保完整性。

這些角色的分離允許靈活的架構。在較小的網路中，單個參與者可以執行多個角色，或者在更大的系統中，角色可以分散在許多參與者之間。這種模塊化是在不同區塊鏈和用例中擴展證明系統的關鍵。

現實世界的例子：Succinct、ZeroGravity、Lagrange

幾個項目正在生產環境中構建證明網路。Succinct 的 Prover Network 允許開發者按需生成 ZK 證明並將其推送到任何兼容 EVM 的鏈。它支持去中心化證明，旨在使任何鏈上應用程序都可以通過簡潔的證明進行驗證。Succinct 還在 Tools for Humanity 的 World Chain rollup 實驗上試用了其基礎設施。

ZeroGravity 正在構建一個完全去中心化的證明層，支持多個證明後端。它專注於互操作性，旨在將 ZK 協處理器與以太坊、rollup 和模塊化區塊鏈（如 Celestia）連接起來。通過抽象證明生成和驗證堆棧，它允許應用程序接入統一的 ZK 層。

Lagrange Network 專注於可驗證的數據可用性和狀態查詢。它使應用程序能夠請求對跨鏈查詢的證明支持的回答，例如驗證其他鏈上的代幣餘額或 NFT 所有權。Lagrange 使用模塊化方法，允許開發者根據應用需求選擇證明系統和數據源。

這些網路中的每一個都解決了問題的不同層面。有些專注於計算，有些專注於數據訪問，還有一些專注於協議級基礎設施。它們共同塑造了一個生態系統，在這個生態系統中，零知識計算可以成爲區塊鏈設計中的標準化、可重用層。

原生驗證 vs. 模塊化驗證

證明網路與區塊鏈交互的方式有兩種主要模型：原生驗證和模塊化驗證。

原生驗證意味着區塊鏈本身，通常在協議層面，支持零知識證明的驗證。以太坊就是這種情況，它包含用於驗證 Groth16 和 PLONK 證明的預編譯合約。原生支持確保更快的驗證和更低的 gas 成本，但它需要標準化並限制可以使用的證明類型。

模塊化驗證採用不同的方法。它將證明網路視爲可以使用合約或橋接連接到任何鏈的外部服務。鏈上驗證者合約可能由應用程序本身部署，證明格式在鏈下定義。這種模型更加靈活，允許開發者使用新的證明系統和自定義邏輯。然而，它帶來了更高的成本和復雜性。

在原生驗證和模塊化驗證之間的選擇取決於應用程序的需求。原生驗證適合具有可預測證明格式的高交易量應用程序。模塊化驗證更適合研究、自定義邏輯或快速發展的系統。證明網路越來越多地設計爲支持這兩種模型，提供後備路徑和兼容性層。

隨着 ZK 技術的不斷發展，證明網路正在成爲可擴展、無需信任計算的關鍵基礎設施。它們使開發者能夠構建強大的鏈下系統並將它們安全地連接到區塊鏈環境。這樣，它們將零知識證明從密碼學概念轉變爲生產就緒的技術棧。