原文：《Criticism on ZK》by msfew
*注：首先，這是一個用一個小時寫的草稿。主要是為了快速收集信息，所以可能存在非常多的潛在錯誤和不完整的信息。
對ZK 的主要批評包括兩個：
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一是證明時間長(因此有各種benchmark、各種新的ZK 協議和各種硬件優化）；
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一是系統和應用程序安全性仍然需要測試。
證明生成性能
零知識證明是區塊鏈領域非常流行的技術。由於鏈上計算資源稀缺且昂貴，零知識證明允許這些計算在鏈下進行，雖然鏈下證明生成的總時間消耗非常高，但它仍然壓縮了最終證明和相關的計算驗證，從而允許計算“在鏈上”。
ZK 證明生成時間過長的問題往往被研究者和開發者所忽視，因為這本質上是ZK 需要做出的權衡。
雖然他們沒有直接批評ZK 的這個缺點，但是他們有很多從對面解決這個缺點的方法和討論。
也就是說，他們通過提出各種解決方案並進行大量基準測試來隱含地談論ZK 的極長證明時間。
a) Benchmark
在衡量ZK 應用之前，我們首先要測試ZK 協議底層commitment 的性能。
因為比如，FRI 導致STARK，KZG 導致常規SNARK，IPA 導致Bulletproof 。底層承諾的性能測試對於ZK 應用的性能並不直觀，但對於理解ZK 證明時間長的問題很有幫助。
從上面的鏈接我們可以看出，這些底層承諾協議不僅計算複雜(可能導致證明時間長)，而且還存在內存消耗非常大的問題。
當然，內存消耗其實更多的是跟硬件配置要求有關，這跟我們今天要討論的話題是不一樣的。
對於具體的SNARK 性能測試，a16z crypto 將它們分為前端和後端：
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前端通常是ZK 應用開發者接觸到的Cairo 語言/ zkVM 高級語言等；
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而後端是更接近SNARK 證明生成時間的承諾等底層密碼學操作。
其中，作者提到SNARK 證明生成具有大約100 倍的計算開銷，並且每個ZK 協議都有額外的開銷，例如：
“In Groth16, P must work over a pairing-friendly group, whose operations are typically at least 2x slower than groups In Groth16, P must work over a pairing-friendly group, whose operations are typically at least 2x slower than groups that aren’t pairing friendly. , this results in at least an additional factor-6 slow down relative to the 100-|C| estimate above.”
總體而言，可以說 zk-SNARK 的額外性能開銷在200 – 1000 倍的範圍內。
此外，文章還提到了zk-SNARK 的其他限制，例如可信設置和內存使用。
Modulus Labs 的文章測量了一些ZK 協議的實際性能。有些基準是針對參數數量的，這對我們來說不是很直觀。然而，在應用中，文章提到在Worldcoin 用例中，即使使用“最快” 的Plonky2，仍然需要幾分鐘的證明生成時間和數十GB 的內存消耗，無法在個人電腦上運行。
b) 遞歸和批處理
為了減少證明生成時間，我們可以並行證明多個證明。
通常，有兩種方法可以做到這一點：一種是批處理，另一種是遞歸。
簡單來說，批處理是同時證明一批證明，最後將它們聚合在一起，而遞歸是在一個證明中驗證其他證明。一般而言，遞歸方法具有更小證明大小 的額外優勢。
一些更常見的聚合方法包括Halo2、Plonky2。他們每個人都以不同的方式執行批處理和遞歸，從而減少了證明時間。
除了ZK的協議層，ZK的應用層也可以有針對性的優化。例如，可以同時使用多個ZK 協議(STARK + SNARK ），或者針對宏觀採取遞歸策略進行特定於應用程序的調優。
一般來說，這實際上減少了協議和證明分配方面的證明生成時間。在探索新的ZK 協議時，減少證明時間是最重要的考慮因素。
c) 硬件加速
此外，從硬件角度進一步減少ZK 應用在物理和節點層面的證明時間也做了很多努力。
首先，與前面提到的新協議一樣，ZK 協議被設計為盡可能對硬件友好，例如HyperPlonk。
Paradigm 提到，ZK 的證明生成速度慢主要是由於涉及大量的MSM 和FFT，它們對硬件不友好，導致由於隨機內存訪問等問題導致最終證明生成速度慢。對於這些底層加密計算，ZK 協議需要在它們的組成和規模上進行一些權衡，以使其對硬件更加友好。
幾家ZK 硬件加速廠商表示，GPU 實際上是目前最經濟和可配置的硬件選擇，我們最終將有FPGA 過渡到ASIC 階段。根據zk 硬件公司的說法，他們的第一版ASIC 可以直接減少至少30% 的ZK 證明生成時間。
此外，由於不同的服務器配置，將不同的雲服務器作為節點運行可能涉及不同的硬件特定優化。
Security
ZK 現在的另一個批評是電路代碼仍然需要正確(沒有bug)。
如果ZK 協議從健全性、完整性、零知識的角度受到攻擊，我們將不再擁有有效的ZK 系統。我們可以在這個鏈接中看到各種角度的攻擊示例。
雖然ZK 應用可以被稱為trustless，但我們仍然需要確保項目的ZK 協議和應用的代碼和架構是正確的。區塊鏈領域中存在多種ZK 錯誤。例如，由於zkEVM 的ZK 電路代碼庫龐大的問題，Vitalik 談到了 ZK 應用程序的多證明者的需求。
因此，ZK 系統可能需要與形式驗證等安全工具或Ecne 等其他安全相關工具搭配使用。應用程序級別，它需要更多的審計，特別是對於像zkEVM 這樣的大項目。
