Преодоление аппаратных ограничений: Виталик выступает за оценку реальной производительности ZK и FHE по «коэффициенту эффективности»

Сооснователь Ethereum Виталик Бутерин недавно предложил новые рекомендации по методам оценки производительности в области нулевых доказательств (ZK) и полностью однородного шифрования (FHE), а также ответил на вопросы сообщества о том, как обеспечить независимость от аппаратного обеспечения. Он выступил за использование более отражающих эффективность самих криптографических технологий показателей потерь, а также предложил использовать комплексные показатели, основанные на общедоступном оборудовании в сочетании с экономическими и энергетическими затратами для оценки.

1. 🚀 Ограничения традиционных показателей производительности
Виталик отметил, что многие разработчики ZK и FHE в настоящее время привыкли использовать "количество выполнений в секунду" (или аналогичные показатели скорости) для представления производительности. Ограничение этого показателя заключается в том, что он сильно зависит от конкретной аппаратной конфигурации, на которой он выполняется. Число операций в секунду, измеренное на высокопроизводительном сервере, будет значительно отличаться от результатов, полученных на обычном персональном компьютере, что затрудняет справедливое и значимое сравнение между различными технологическими решениями. Эта зависимость от аппаратного обеспечения скрывает эффективность самих криптографических алгоритмов и не позволяет четко ответить на важнейший для разработчиков вопрос: "Сколько первичной эффективности я на самом деле жертвую ради криптографической безопасности?"

2. 💡 Новый оценочный показатель: "Коэффициент эффективности"
Для решения вышеупомянутой проблемы Виталик настоятельно рекомендует использовать "отношение времени шифрования к времени оригинальных вычислений" в качестве основного оценочного показателя. Это соотношение можно интуитивно понимать как "фактор накладных расходов" (overhead factor), который измеряет, во сколько раз время, необходимое для выполнения зашифрованных вычислений, больше времени, необходимого для выполнения аналогичных оригинальных (незашифрованных) вычислений. Основное преимущество этого соотношения заключается в его независимости от аппаратного обеспечения. Независимо от используемого оборудования, это соотношение относительно стабильно отражает потери производительности, вызванные самой криптографической технологией, позволяя разработчикам сосредоточиться на оптимизации и сравнении эффективности алгоритмов. Виталик также признает, что из-за различий в эффективности выполнения различных вычислительных операций на аппаратном обеспечении (гетерогенность операций) это соотношение все же будет подвержено влиянию оборудования, но он считает, что оно все равно является более информативным измерением по сравнению с традиционными показателями.

3. ⚙️ Обеспечьте независимость и целесообразность оцененного оборудования
В ответ на вопросы сообщества о том, "как обеспечить независимость оборудования" и "нужно ли дорогостоящее специализированное оборудование", Виталик дал ясный и практичный ответ. Он предложил, чтобы оценка основывалась на "публично доступном оборудовании", а не на дорогом или кастомизированном специализированном оборудовании, что гарантирует универсальность и доступность оценочных критериев. Более того, он предложил более комплексный "разумный первичный показатель": то есть вычисление геометрического среднего значений "капитальных затрат на операцию за секунду (в долларах)" и "энергозатрат на операцию (в джоулях)" для операций после шифрования и исходных операций. Этот комплексный показатель расширяет оценку производительности не только до измерения скорости, но и до экономических затрат (капитальные затраты) и энергетической эффективности (энергозатраты), предоставляя принимающим решения более полное представление о компромиссах эффективности.

4. 🌐 Значение новых индикаторов для развития отрасли
Методологический сдвиг, пропагандируемый Виталиком, имеет важное значение для здорового развития технологий ZK и FHE. Он побуждает разработчиков больше сосредоточиться на основной эффективности криптографических технологий, способствуя оптимизации на алгоритмическом уровне, а не просто полагаться на более мощное оборудование для повышения производительности. Единые и более сопоставимые стандарты оценки помогут способствовать честной конкуренции и техническому прогрессу между различными проектами. В конечном итоге это поможет всей отрасли более научно находить оптимальный баланс между безопасностью и эффективностью в процессе перехода от модели "зависимости от доверия" к модели "криптографической безопасности", заложив прочный фундамент для построения следующего поколения безопасных и эффективных приложений блокчейна и вычислений с соблюдением конфиденциальности.