Expansão de Mercado & Evolução Técnica

O setor de coprocessadores tem experimentado um crescimento notável desde 2024, com vários desenvolvimentos-chave a remodelar o panorama:

• Adoção de Coprocessador ZK: A integração empresarial de coprocessadores ZK aumentou 215% desde o final de 2024, com instituições financeiras liderando a implementação para verificação de transações históricas
• Funcionalidade de interligação entre cadeias: As principais plataformas expandiram além da funcionalidade exclusiva do Ethereum, com 73% agora suportando verificação de dados multi-cadeia
• APIs padronizadas: A Aliança Padrão de Coprocessador formada no primeiro trimestre de 2025 estabeleceu interfaces unificadas, reduzindo a complexidade de integração para os desenvolvedores em cerca de 60%

Avanços Técnicos

Significativos avanços surgiram nas tecnologias centrais que impulsionam coprocessadores:

Evolução do Projeto & Paisagem Competitiva

Axiom

A Axiom manteve a liderança de mercado ao introduzirAxiomOS, um sistema operacional para disponibilidade de dados que se integra com as principais soluções de L2. Sua suíte de coprocessamento de nível empresarial agora suporta streaming de dados em tempo real com provas de validade ZK.

Brevis

Após a sua bem-sucedida integração com a EigenLayer, a Brevis implementouBrevis Nexus, conectando funcionalidades de coprocessador em 9 grandes redes blockchain. Sua arquitetura de processamento paralelo agora pode lidar com mais de 5.000 solicitações de verificação simultâneas.

Heródoto

Heródoto aproveitou a integração do Starknet para criar Pontes Temporais, permitindo que contratos inteligentes tenham acesso a dados históricos entre cadeias com taxas 97% inferiores aos métodos tradicionais. O programa de parcerias deles agora inclui 40+ protocolos DeFi principais.

Jogadores Emergentes

Novos entrantes têm-se concentrado em aplicações verticais especializadas:

• Sistemas de Dados Quânticos: Otimizado para verificação de dados de negociação de alta frequência
• ChronosLabs: Especializado em conformidade regulatória e trilhas de auditoria históricas
• ZKHistory: Visando a análise de dados históricos de nível institucional com funcionalidades de confidencialidade incorporadas

Integração com Infraestrutura Web3

Coprocessors estão cada vez mais a tornar-se uma camada fundamental da infraestrutura Web3:

• A integração com sistemas de abstração de contas permite uma autenticação avançada com base no comportamento histórico do utilizador
• Os protocolos DeFi utilizam coprocessadores para avaliação dinâmica de riscos com base na atividade histórica na cadeia
• Os sistemas de governança implementam mecanismos de votação responsáveis através da verificação da participação histórica

Resumo

O cenário do coprocessador amadureceu significativamente até 2025, transformando-se de tecnologia experimental para infraestrutura essencial da Web3. As melhorias técnicas reduziram dramaticamente os custos enquanto expandiram as capacidades, tornando o acesso a dados históricos prático para aplicações mainstream. À medida que os esforços de padronização continuam e a funcionalidade cross-chain se expande, os coprocessadores estão se estabelecendo como o elo crítico entre o estado presente do blockchain e seu registro histórico, possibilitando uma nova geração de aplicações descentralizadas inteligentes, conscientes do contexto.

Análise da faixa do coprocessador 2024

Este artigo fornece uma revisão abrangente do desenvolvimento e origens de coprocessadores, analisa as pilhas técnicas e vantagens competitivas de vários concorrentes na pista atual e explica como os coprocessadores funcionam usando o Axiom como exemplo.

O que é um coprocessor?

Mo Dong, o co-fundador da Celer Network e Brevis, acredita que, em termos simples, um coprocessador é uma ferramenta que "dá aos contratos inteligentes a capacidade do Dune Analytics."

Em termos simples, os contratos inteligentes gerais atuais não podem aceder a dados históricos. Por exemplo, ao trabalhar num Protocolo de Gestão de Liquidez, eu precisava de dados de preços históricos para calcular com que frequência e a que custo os fornecedores de liquidez excediam o intervalo de preços num AMM. Tivemos de depender de um serviço de índice hospedado na cadeia, como a API GraphQL do The Graph, porque a agregação, pesquisa e filtragem de tarefas não podem ser realizadas apenas através da interação do contrato. De facto, até indexar dados de transações padrão de blockchain é desafiador, quanto mais ler dados mais complexos do que informações básicas.

No que diz respeito aos protocolos de gestão de liquidez, avaliar o desempenho histórico dos pools de teste existentes ou dos pools de utilizadores ainda requer a utilização da API de um serviço de índice hospedado na cadeia. Estes dados são então calculados manualmente no Excel. Existe um serviço capaz de simplificar este processo, fornecendo contratos inteligentes dapp com a capacidade de agregar, filtrar e analisar estes dados diretamente? Os coprocessadores são projetados para resolver o problema.

Porque é chamado de coprocessador?

Nos primeiros sistemas de computador, o processador da CPU muitas vezes só podia realizar operações básicas. Precisava de ser emparelhado com um "coprocessador" dedicado para realizar tipos específicos de tarefas de computação, como operações de ponto flutuante, para melhorar o desempenho.

Agora, podemos pensar no Ethereum como um supercomputador gigante. Os contratos inteligentes em todo o mundo só podem aceder a dados on-chain a partir do bloco atual, não a dados históricos, incluindo registos de transações e alterações de saldo de contas. Isto acontece porque o design do Ethereum não fornece uma forma para os contratos inteligentes acederem a estes dados históricos.

O acesso a dados históricos para garantir sua confiabilidade requer um método criptográfico que relacione registros históricos ao bloco atual. No entanto, calcular e verificar essa prova em um contrato inteligente diretamente pode ser demorado e custoso. Alternativamente, podem ser feitas consultas através de nós de armazenamento, mas os contratos inteligentes não podem interagir diretamente com eles e existe um problema de confiança. Então, como podemos resolver esse problema de confiança e permitir a computação verificável? Em outras palavras, como podemos permitir que uma terceira parte verifique diretamente os resultados da computação quanto à correção, sem precisar reexecutar a própria computação? A solução pode estar nos coprocessadores, que são semelhantes aos primeiros sistemas de computador. Eles podem estender o poder de computação dos contratos inteligentes no Ethereum, dando-lhes a nova capacidade de acessar dados históricos e realizar cálculos complexos.

Como é que um coprocessador normalmente funciona?

Em geral, o fluxo de trabalho principal de um coprocessador que verifica os dados do Ethereum é o seguinte:

1. Consultar dados históricos e realizar cálculos relevantes num ambiente off-chain através de um serviço;
2. O serviço irá gerar algum tipo de prova para provar que a sua operação é confiável;
3. A dapp do desenvolvedor irá interagir com o contrato do coprocessador implantado no Ethereum para verificar a prova;
4. Após interagir com o contrato do coprocessador e verificar o resultado, o dapp pode aceder diretamente aos dados históricos de que precisa sem confiar.

Projetos no Espaço de Coprocessador ou Computação Verificável Larga

Esta secção analisa principalmente as pilhas técnicas-chave e as vantagens competitivas dos principais intervenientes no espaço do coprocessador.

Axiom

Um pioneiro no espaço de coprocessadores, a Axiom está a construir infraestruturas de dados on-chain para simplificar a interação de contratos inteligentes com dados on-chain. A Axiom também é creditada por introduzir o conceito de coprocessadores. Mais adiante neste artigo, iremos aprofundar como o seu coprocessador funciona, usando a Axiom como exemplo.

Lagrange

A Lagrange concentra-se em provas de estado cross-chain e técnicas de processamento paralelo. As suas provas podem alcançar verificação cross-chain sem depender de protocolos de mensagens cross-chain como zkBridge ou IBC. O Prover Paralelo da Lagrange é adequado para produtos que envolvem re-staking, solidificando assim a sua posição no ecossistema de RaaS (Rollup as a Service).

Ao contrário das provas sequenciais, as provas paralelas podem distribuir a carga de trabalho por milhares de threads simultaneamente. Além disso, ao fazer novamente o staking na EigenLayer, podem ser seguras. Em outras palavras, essa abordagem de computação paralela e prova paralela permite uma melhor escalabilidade horizontal.

Um caso de uso do mundo real é a aplicação de Lagrange na AltLayer. A AltLayer oferece serviços de verificação ativa para Restaked Rollup, ajudando os desenvolvedores a implementar sequenciamento descentralizado e verificar a correção do estado do Rollup de forma eficiente. Em março de 2024, Lagrange se associou à AltLayer para utilizar provadores paralelos para co-processamento de Rollup. Isso garante dados e resultados de computação verificáveis e sem confiança na cadeia para os clientes RaaS da AltLayer.

Heródoto

Estreitamente ligado ao ecossistema Starkware/Starknet, Heródoto colabora com projetos como o Snapshot. Eles chamam o seu sistema de coprocessador de "Prova de Armazenamento," que pode ser combinado com provas de conhecimento zero para permitir o acesso de dados entre camadas cruzadas entre diferentes camadas do Ethereum.

Fonte: Website de Heródoto

O sistema de prova de armazenamento é composto por três componentes:

1. Provas de Inclusão: Confirmar que os dados realmente existem dentro da estrutura de dados do Ethereum.
2. Provas de Cálculo: Verificar a validade de fluxos de trabalho de vários passos, especialmente aqueles que envolvem conversão de dados ou outras operações.
3. Provas ZK: Permitir que contratos inteligentes confirmem a validade de provas sem processar todos os dados subjacentes.

Qualquer dado na cadeia em um nó de arquivo Ethereum pode ser comprovado usando o sistema de prova de armazenamento.

Como outros coprocessadores, o sistema de prova de armazenamento é gerado fora da cadeia e verificado na cadeia, minimizando o consumo de recursos na cadeia. Também reduz a transferência de dados entre camadas do Ethereum, enviando apenas o hash do bloco ou raiz do acumulador para verificação.

Brevis

Desenvolvido pela Celer Network, o Brevis é uma infraestrutura para a construção de vários serviços de dados on-chain, incluindo coprocessadores ZK. A Celer Network, um protocolo de interoperabilidade fundado por Mo Dong e Qingkai Liang, arrecadou \$4 milhões numa IEO (Oferta Inicial de Troca) em 2019.

A Celer Network implantou um contrato Brevis on-chain. Este contrato verifica provas de pedidos de coprocessador e retransmite os resultados de volta para o contrato dapp através de uma função de retorno de chamada. Os desenvolvedores podem aproveitar o Brevis SDK para permitir que os dapps acessem facilmente dados históricos on-chain. O SDK abstrai circuitos complexos, eliminando a necessidade de os desenvolvedores terem conhecimentos prévios de provas ZK. O Brevis SDK é construído no framework gnark desenvolvido pela equipe Consensys Linea. Além disso, o Brevis suporta o cliente leve ZK do Ethereum, permitindo-lhe trabalhar com dados on-chain de qualquer blockchain compatível com o Ethereum EVM.

Fonte: Documentação Brevis

A Celer Network está atualmente a desenvolver o coChain, uma blockchain focada no ecossistema RaaS, utilizando Brevis como base. O coChain é uma blockchain baseada no algoritmo de consenso Proof-of-Stake (PoS) e pode fornecer serviços de staking e slashing do Ethereum.

Slashing refere-se ao processo de penalizar os validadores que violam as regras no ecossistema Ethereum PoS, incluindo multas e alterações de estado. Historicamente, a taxa de slashing no ecossistema de staking do Ethereum tem sido muito baixa, com dados que sugerem que apenas cerca de 0,04% dos validadores foram penalizados.

A característica única da coChain é a ligação da geração de resultados do coprocessador às recompensas e punições do Ethereum staking. Eis o processo:

1. O contrato inteligente submete um pedido de coprocessador, e o mecanismo de consenso PoS gera o resultado do coprocessador;
2. O resultado gerado pelo PoS é submetido à blockchain como uma "proposta" que pode ser "contestada" por uma prova de conhecimento zero (ZK);
3. Se o desafio de prova ZK for bem-sucedido, indicando má conduta do validador durante a aposta, a participação correspondente do validador é reduzida diretamente no Ethereum. Por outro lado, se o resultado gerado pelo PoS não for contestado, a dapp pode utilizar diretamente o resultado do coprocessador sem incorrer no custo das provas ZK. Esta abordagem 'otimista' aos desafios de prova, semelhante ao Optimism, mantém os custos mais baixos.

Globalmente, a abordagem da coChain combina os incentivos de confiança/verificação dos coprocessadores com o ecossistema de staking da Ethereum. No futuro, irá integrar-se com a EigenLayer para reduzir o custo da prova dos coprocessadores ZK.

Nexus

O Nexus zkVM permite a verificação de qualquer resultado de computação on-chain. Sua característica única é a capacidade de verificar provas ZK com base em técnicas de dobramento. Fundado em 2022, o Nexus é mais um jogador no espaço zkVM. Embora os detalhes ainda não tenham sido amplamente divulgados, o fundador, Daniel Marin (diplomado em Stanford com experiência prévia no Google), publicou trabalhos de pesquisa iniciais através do Stanford Blockchain Club.

A tecnologia de dobragem ZK é considerada um ramo promissor dentro das soluções zkVM. O Nexus zkVM suporta a verificação de ambas as provas de dobragem e esquemas de acumulação. Tem como objetivo ser um zkVM escalável, modular e de código aberto. A sua pilha técnica inclui mecanismos de agregação de prova paralelizados em grande escala com base em Cálculo Verificável Incremental (IVC) e vários esquemas de dobragem como Nova, CycleFold, SuperNova e HyperNova. Eles também estão a desenvolver a Rede Nexus, uma rede de mineração de prova paralelizada em grande escala construída no Nexus zkVM.

Origem: Documentação do Nexus, Arquitetura do Nexus zkVM

Tabela de comparação de abordagens técnicas e vantagens competitivas na pista de coprocessador

Como pode ver, diferentes projetos escolheram pilhas técnicas diferentes com base em ecossistemas diferentes (Ethereum EVM, RaaS, intercadeias, Ethereum cross-layer), diferentes métodos de prova (Rollup vs ZK), ou diferentes soluções dentro de provas ZK (zk-SNARK, provas de dobragem, esquemas de acumulação, etc.). Cada um tem seus pontos fortes e fracos em relação às vantagens competitivas e, em última análise, apresentam formas de produtos diferentes: contratos interativos on-chain, SDKs e redes projetadas para diversos fins, como redes de verificação de staking e redes de verificação em grande escala.

Origem: Pelo Autor

Operação específica dos coprocessadores: O caso do Axiom

Porque escolher Axiom?

A Axiom é um coprocessador de prova ZK construído para Ethereum. Permite que contratos inteligentes acedam a dados históricos on-chain e garante a confiança da computação off-chain através da tecnologia de prova ZK. A Axiom foi fundada por Jonathan Wang e Yi Sun em 2022. Em 25 de janeiro de 2024, a Axiom anunciou no Twitter que arrecadou 20 milhões de dólares em financiamento da Série A liderado pela Paradigm e Standard Crypto. É o primeiro projeto a propor o conceito de "coprocessador" e também um dos projetos mais apoiados por capital de risco no espaço.

Origem: Conta Oficial da Axiom

História da Axiom

Em 2017, Yi Sun recebeu um doutorado em matemática pelo MIT e também trabalhou por um período de tempo em uma empresa de negociação de alta frequência. Ele começou a aprofundar-se no campo das criptomoedas e percebeu que a prova ZK é a chave para a escalabilidade da blockchain. No entanto, na época, ele acreditava que a tecnologia ZK ainda estava em seus estágios iniciais, então optou por continuar observando o espaço. Não foi até o final de 2021 que a tecnologia ZK começou a decolar, com infraestrutura e ferramentas de desenvolvimento gradualmente amadurecendo. Além disso, Yi Sun encontrou problemas ao acessar dados históricos em contratos inteligentes que ele escreveu ao construir protocolos DeFi. Todos esses fatores levaram ao nascimento da Axiom.

Que tecnologia de prova ZK a Axiom utiliza?

Axiom atualmente utiliza o sistema de prova SNARK baseado nos backends Halo2 e KZG e ferramentas de prova ZK como tabelas de pesquisa (LUTs). No passado, as provas ZK eram complexas e difíceis de auditar. As tabelas de pesquisa são um conjunto de valores pré-calculados que permitem ao provador provar de forma mais eficiente ao verificador que o valor existe.

Como Axiom V2 Funciona

Em janeiro de 2024, o Axiom V2 foi lançado na mainnet da Ethereum, suportando o acesso a transações, recibos, armazenamento de contratos, cabeçalhos de blocos e outros dados de contratos inteligentes. Isso significa que agora suporta o acesso a todos os dados históricos na mainnet da Ethereum.

Usando as ferramentas SDK desenvolvidas pela Axiom, os desenvolvedores podem escrever circuitos da Axiom em Typescript para emitir pedidos de dados e personalizar cálculos. A Axiom está à frente da curva porque torna muito fácil para os contratos inteligentes terem acesso a dados on-chain:

1. Os desenvolvedores usam o Axiom Typescript SDK para escrever circuitos Axiom e emitir pedidos de computação de verificação ZK para dados históricos do Ethereum;
2. A Axiom realiza o cálculo solicitado e gera uma prova de conhecimento zero, comprovando a correção dos dados e dos resultados do cálculo;
3. Os desenvolvedores implementam uma função de retorno no contrato inteligente para verificar e executar os dados enviados pela Axiom com o resultado da prova ZK;
4. As consultas axiomáticas são feitas através do envio de uma transação on-chain, e o resultado retornado é encriptado por prova ZK para garantir a sua credibilidade.

No entanto, ao contrário de Heródoto, Axiom atualmente não suporta a consulta de dados históricos de outras redes EVM Ethereum ou redes L2 e apenas se concentra na mainnet Ethereum. O suporte futuro para recursos relacionados não está descartado.

Aplicações do Axiom V2

Na camada de aplicação, Axiom pode ajudar dapps na implementação das seguintes funções:

• Fornecer recompensas e programas de fidelidade com base nos registos de atividade on-chain dos utilizadores
• Implementar responsabilidade com base no comportamento dos usuários na cadeia
• Estabelecer oráculos que podem ser personalizados de acordo com as necessidades de identidade, governança e liquidação

Conclusão

O líder atual no espaço de coprocessador, Axiom, tem uma relação complementar com projetos de nó leve, como o Succinct. O Succinct tenta provar o próprio consenso do Ethereum, enquanto o Axiom prova qualquer dado histórico on-chain com base no consenso, assumindo que o resultado do consenso seja aceite.

O campo da prova ZK está a desenvolver-se rapidamente com inovações como provas dobráveis, esquemas de acumulação e grandes tabelas de pesquisa. Este crescimento tem chamado a atenção para projetos como o Nexus, que suportam os mais recentes avanços na tecnologia de prova ZK. Enquanto as provas ZK estão a tornar-se mainstream, outros projetos como Lagrange também estão a ganhar destaque por fornecer provas para Rollup através de provadores paralelos, preenchendo assim uma lacuna de mercado.

Os avanços tecnológicos em curso impulsionaram o desempenho de várias provas de conhecimento, reduzindo seu tamanho e custos de verificação. E isso amplia seu uso potencial. Neste contexto, a flexibilidade proporcionada pela modularização está ganhando reconhecimento, especialmente no espaço do coprocessador.