Microsoft công bố zkVM Magnetar, đạt thông lượng cao gấp 10–39 lần trong 15 bài thử

Microsoft($MSFT) công bố Magnetar, một máy ảo không kiến thức (zkVM) có thể xác minh kết quả thực thi chương trình thông thường. Trong 15 bài thử, nhóm nghiên cứu ghi nhận thông lượng chứng minh cao hơn các hệ thống đối chiếu.

Microsoft Research cho biết trong thông cáo ngày 15 tháng 10 rằng Magnetar chứng minh được 7,2–8,7 triệu lệnh bộ xử lý mỗi giây trên máy tính xách tay. Trong 15 bài thử, thiết bị này đạt thông lượng trung bình cao gấp 10–39 lần các hệ thống hiện có được so sánh trên cùng máy; thời gian xác minh bằng chứng khoảng 12 mili giây. Tóm tắt bài nghiên cứu nêu mức tăng tốc trung bình nhân theo từng đối tượng so sánh là khoảng 39 lần so với SP1 Hypercube, 18 lần so với Jolt-Dory và 9,6 lần so với Jolt-Akita. Kết quả chỉ áp dụng cho các tác vụ, hệ thống đối chiếu và môi trường thử nghiệm do nhóm nghiên cứu lựa chọn.

Chứng minh không kiến thức là công nghệ cho phép xác nhận một kết quả xuất phát từ phép tính đã định mà không cần chạy lại chương trình. Tùy đối tượng cần chứng minh, việc xác minh cũng có thể không tiết lộ dữ liệu đầu vào. Trong blockchain, công nghệ này có thể được dùng để chứng minh tính chính xác của phép tính ngoài chuỗi, giúp bên xác minh kiểm tra kết quả.

Magnetar chứng minh quá trình thực thi chương trình được biên dịch cho RISC-V, một tập lệnh bộ xử lý. Nhà phát triển có thể biên dịch chương trình viết bằng Rust, Go hoặc C để sử dụng. Nhóm nghiên cứu cho biết các bài thử còn bao gồm việc chuyển token được xử lý bằng một trình thông dịch máy ảo Ethereum (EVM) thu gọn.

Microsoft Research cho biết thiết kế chia phép tính dài thành nhiều phần, chứng minh từng phần rồi kết hợp lại có thể áp dụng cho các hệ thống hoạt động lâu dài như sổ cái hoặc blockchain. Tuy nhiên, thử nghiệm lần này không đo chi phí vận hành toàn bộ một rollup thương mại hay phí người dùng. Vì vậy, không thể diễn giải thông lượng nhóm nghiên cứu báo cáo thành tỷ lệ giảm chi phí của một mạng cụ thể.

Thiết kế bảo mật sử dụng các hàm băm tiêu chuẩn như SHA-256 và SHA-3. Microsoft Research nêu việc không phụ thuộc vào đường cong elliptic, mật mã dựa trên lưới hay thiết lập tin cậy ban đầu là đặc điểm trong thiết kế hướng tới khả năng chống chịu trước máy tính lượng tử. Tóm tắt bài nghiên cứu ghi nhận kích thước bằng chứng khoảng 600 KiB và thời gian xác minh từ 11 đến 13 mili giây trong môi trường thử nghiệm. Đây là mô tả thiết kế và kết quả thử nghiệm của nhóm nghiên cứu, không phải đánh giá trong môi trường triển khai thực tế.

Hiệu năng và đặc tính bảo mật của Magnetar được báo cáo trong các tác vụ và môi trường thử nghiệm do nhóm nghiên cứu lựa chọn. Thử nghiệm công bố có bao gồm tác vụ trên trình thông dịch EVM thu gọn, nhưng chưa đưa ra kết quả tích hợp vào blockchain thương mại hoặc số liệu đo chi phí thực tế.