Pi Squared能否成爲下一代可驗證計算新範式？

雲計算能否被廣泛應用,最主要的一個決定因素就是其可信度。在實際應用過程中,雲計算上的所有數據都要完整，同時，在程序執行過程中,要具有較高的精確性，這樣就能夠有效拓寬雲計算的應用範圍。另外，雲計算協議能夠判斷服務器內所有的反饋結果，遠程服務器並不需要重新操作有關程序。近幾年,可驗證計算受到了研究人員的高度關注,已經成爲可信雲計算發展的主要趨勢。

Pi Squared由伊利諾伊大學厄巴納-香檳分校的計算機科學教授Grigore Rosu領導，這家公司致力於通過零知識技術實現可驗證計算。Pi Squared的核心理念源自Rosu在學術界多年的研究，他與學生們多年來共同探索了這一技術，並最終形成了Pi Squared的概念。

在業內人士看來，Pi Squared如果成功將徹底變革可驗證計算，該技術不僅將用於區塊鏈的通用結算層（USL），可信雲計算、還將擴展至科學和知識的驗證領域，並適用於所有語言和虛擬機，天生正確且高速。

可以說Pi Squared的應用場景和價值空間是非常具有想象空間的。

在深入了解Pi Squared之前，有必要先了解其他幾種基於ZK技術的創新項目，以及它們與Pi Squared的區別和聯系。

01

競品分析

ZKsync

ZKsync是以太坊擴展解決方案，利用ZK-rollup技術實現高吞吐量和低交易費用。它通過將多個交易批量處理並生成ZK證明來實現擴展性。ZKsync的主要優勢在於其交易速度和費用顯著降低，同時保持以太坊的安全性。

ZK-native

ZK-native指的是那些從底層設計上就採用零知識證明技術的區塊鏈。這些區塊鏈通常具有更強的隱私保護和數據壓縮能力，例如StarkNet和Mina Protocol。它們通過在協議層面直接集成ZK技術，確保交易和數據的隱私性和高效性。

ZK Chain

ZK Chain是指那些將零知識證明技術作爲核心組件的區塊鏈系統。這些系統通常旨在提高區塊鏈的隱私保護和可擴展性，例如Aztec和Zcash。ZK Chain通過利用ZK-SNARK或ZK-STARK等技術，爲用戶提供強大的隱私保護和高效的交易處理能力。

Pi Squared與上述技術的主要區別在於其通用性和驗證方法。雖然ZKsync、ZK-native和ZK Chain都專注於提高特定區塊鏈的性能和隱私保護，Pi Squared則通過其通用結算層（USL）爲所有區塊鏈、虛擬機和編程語言提供通用的可驗證計算解決方案。Pi Squared的PoP技術不僅適用於區塊鏈，還可以擴展到其他計算領域，實現真正的普適計算。

02

USL：Pi Squared殺手鐗

Pi Squared的首款產品是通用結算層（USL），它是一個模塊化的區塊鏈架構，具備以下核心特點：

（1）通用性

USL支持任何語言或虛擬機的計算，無需編譯器。這意味着开發者可以使用自己熟悉的編程語言進行區塊鏈交易結算。

（2）可證明的正確性

USL通過數學證明驗證計算的正確性，任何外部實體都可以獨立驗證USL狀態的正確性。

（3）信任基礎最小化

USL透明地暴露上層計算中的信任假設，通過正確性證明最終最小化信任基礎，增加用戶的信任和透明度。

（4）應用互操作性

USL支持不同應用模塊和網絡之間的互操作性，如appchains之間的交互。

（5）確定性和可重復性

USL的驗證過程是確定性的，任何外部實體都可以獨立重復驗證。

Pi Squared的USL架構由多個層次和組件組成，每一層次和組件都在實現高效、可驗證的計算中扮演着重要角色。

首先，計算層

計算層位於架構的頂層，是各種語言和虛擬機執行計算的地方。包括交易執行引擎、完全功能的應用鏈和執行rollups。計算層中的計算可能非常復雜，環境可以實現自己的優化和並行處理，USL無需了解這些計算是如何執行的。

其次，Sequencer Network

Sequencer Network負責在計算層和USL之間處理交易。Sequencers驗證並收集交易到區塊中，促進效率和提高交易吞吐量。Sequencer Network通常是去中心化的，運行共識算法來安全地排序交易。Sequencer Network層的預確認是樂觀的，可以在USL驗證後撤銷無效交易。

第三，執行層接口

執行層接口位於計算層下方，使計算層系統能夠與USL通信。它接受“計算交易”，包括交易、狀態變化和過渡元數據。元數據定義了執行計算的程序、受信實體列表和其他細節。

第四，Pi Squared的USL層

USL層作爲樂觀rollup運作，將計算交易解釋爲邏輯理論中的數學聲明。USL生成計算序列的數學證明以確保正確性，主要由π²網絡和證明者池（Prover Pool）組成。

最後，π²網絡和Prover Pool

π²網絡由運行共識協議的節點組成，驗證交易後狀態的有效性。驗證過程是透明的、可重復的，任何外部實體都可以獨立驗證。Prover Pool則由證明者節點組成，生成交易或區塊的零知識證明（ZKP）。ZKP通過重新執行交易或區塊並生成匹配邏輯正確性證明來實現。生成的ZKP比原始數學證明小得多，可以更快地傳輸和驗證。

03

USL在Web3領域的應用價值

Pi Squared團隊設想USL作爲一個語言和虛擬機無關的層，將顯著提升Web3行業的跨鏈應用和流動性訪問。具體應用包括：

Rollup-in-a-box

該服務支持L2/L3 rollups和應用鏈的創建，用戶可以選擇系統特性，所有交易由USL透明結算。

Multi-chain bridging

多鏈橋接使得在USL上運行的應用和rollups能夠無縫地在不同鏈上橋接代幣，無需離鏈代碼。

Cross-chain financial applications

USL使DeFi應用能夠在不同rollups和應用鏈之間平滑過渡，提供更好的質押和借貸利率。例如，將以太坊上的ETH質押在Cosmos鏈上並借出USDC。

Heterogeneous ZK verification

用戶可以利用USL支持的各種ZK rollups和應用，選擇自己熟悉的ZK平台，USL通過相應的ZK後端驗證交易。

小結

Pi Squared憑借其創新的PoP技術和通用結算層（USL），在可驗證計算領域樹立了新的標杆。USL不僅解決了當前區塊鏈生態系統中的許多挑战，還爲未來的科學和知識驗證奠定了基礎。

雖然USL在很多方面表現出色，但也存在一些局限性，例如：USL不以增強隱私爲目標，僅對計算正確性的匹配邏輯證明保持私密性。未來可能考慮特定應用的隱私需求；交易結構允許指定信任依賴項列表，由系統組件指定。USL不會主動發現缺乏信任依賴項規範的交易的信任基礎，初步關注信任基礎驗證。

但我們從其技術上取得的重要突破中可以看出USL在實踐中展現出來的解決實際問題的能力。未來，隨着更多應用的崛起和基礎設施的完善，Pi Squared必將爲區塊鏈行業帶來更多創新和變革。