协处理器：关键用例和值得关注的协处理器项目

作者：Darshan Gandhi，FutureX Labs创始人；翻译：金色财经xiaozou

区块链经历重大的发展变化，已成为金融服务和供应链管理等各领域的核心技术。通过提高交易的安全性、透明度和效率，以及dApp和智能合约的创建，区块链解决了信任、防欺诈和数据不可篡改等方面的重大问题。

尽管取得了这些进步，但许多Layer 1区块链还面临着扩容挑战。高需求往往导致：

Layer 2解决方案和分片（sharding）正在致力于解决这些问题。然而，随着消耗的增长，对更快速、更高效的交易处理的需求变得至关重要。

这就是“协处理器”（coprocessor）的用武之地。

协处理器是一种专用硬件，能够比通用CPU更高效地处理特定任务。协处理器通过与主处理器（本文中的L1或L2）一起工作来执行高要求任务，如加密操作和复杂计算，从而提供一种前景光明的解决方案。这有助于“卸载”主链上的负载，提高整体性能和吞吐量。

本文，我们将深入探讨协处理器生态，了解：

本文主要焦点将放在零知识（ZK）协处理器上，因为它们是目前可用的最先进的协处理器。让我们开始吧！

1、什么是协处理器？

协处理器是专门用于与主CPU共同处理特定任务的硬件，可提高效率和性能。

协处理器的概念起源于计算机体系结构，目的是提高传统计算机的性能。最初，计算机是完全依赖于CPU的，但随着任务变得越来越复杂，CPU力所不及。于是，为了解决这个问题，推出了GPU等协处理器来处理特定的任务，例如：

协处理器示例包括用于图形渲染的GPU、加密加速器和数学协处理器。通过在CPU和这些专用单元之间划分任务，计算机实现了显著的性能改进，使它们能够高效地处理更复杂的工作负载。

在区块链的背景下，协处理器帮助管理链下复杂任务，通过可验证计算确保透明度和信任。它们利用zk-SNARKs、MPC（多方计算）和TEE（可信执行环境）等技术来增强安全性和可扩展性。

2、为什么需要协处理器？

协处理器提供了几个好处，特别是对于像以太坊这样面临着扩容问题的链。好处包括：

为了更好地理解这一点，我们来看一个比喻：

web3中的区块链可以比作web2中的CPU，而协处理器可以比作处理大量数据和复杂计算逻辑的GPU。

3、用例及帮助解决的问题

区块链的一个重要问题是链上计算的高成本。虽然archival nodes（归档节点）存储历史数据，但对于智能合约来说，访问这些数据既昂贵又复杂。例如，EVM可以很容易地访问最新的区块数据，但很难访问较老的数据。

区块链机器专注于安全地执行智能合约代码，而不是处理大数据或计算繁重的任务。因此，链下计算或扩容技术是必要的。

协处理器通过利用ZK技术来增强可扩展性，为这些挑战提供解决方案。具体如下：

通过采用这种新设计，协处理器可以帮助应用程序访问更多数据并在更大范围内运行，而无需支付高昂的gas费。

那么，这些服务是如何工作的呢？下面是一个非常好的信息图可以让你更好地理解。

4、协处理器类型及其与rollup的比较

在将协处理器与其他技术进行比较时，必须要考虑到计算所需的安全模型和保证级别（assurance level）。

ZK协处理器是需要最大安全性和最小信任的敏感计算的理想选择。他们使用零知识证明来确保可验证的结果，而不依赖于操作员。然而，这是以牺牲效率和灵活性为代价的。

对于分析或风险建模等敏感度不高的任务，MPC和可信硬件是更有效的选择。这些方法虽然提供较少的安全保证，但却支持更广泛的计算。