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零知识机器学习(ZKML)生态系统全景指南

VC

ZKML生态系统在硬件加速、数据输入、分布式训练、推断、计算、工具和应用方面不断发展,为机器学习领域的信任和隐私提供了有力保障。随着各类技术的进一步完善,ZKML有望在更多领域得到广泛应用,释放AI与区块链的潜力。

根据《平衡AIML的力量:ZK与区块链的作用(Balancing the Power of AI/ML: The Role of ZK and Blockchain)》一文的研究(作者为@Hill79025920和@yuxiao_deng),ZKML可解决机器学习推断中的信任问题。现有的ZKML解决方案生态系统可分为以下七个类别:

硬件加速 Hardware Acceleration

  • @cysic_xyz和@UlvetannaHQ正在开发FPGA服务器及集群,它们通过整合多个FPGA以增加内存和并行计算能力,从而加速证明生成过程。
  • @Ingo_zk正在为Nvidia GPU开发基于CUDA的ZK加速库——ICICLE。
  • @_Supranational提供成熟的开源GPU加速解决方案,性能处于行业领先水平。
  • @Accseal正在尝试为ZKP硬件加速开发ASIC芯片。

数据输入 Data Input

  • @axiom_xyz、@HerodotusDev、@lagrangedev和@HyperOracle为了使用链上数据输入,正在改善用户访问区块链数据的方式,并提供更复杂的链上数据视图。这样,机器学习输入数据可以从导入的历史数据中提取。

分布式训练 Decentralized Training

  • @gensynai、@togethercompute、@FedML_AI和@kosenlabs专注于构建分布式计算网络,使所有人都能访问和使用边缘计算资源来训练AI模型,从而降低成本。

推断 Inference

  • @ModulusLabs正在为ZKML开发新的zkSNARK系统。此外,还有许多参与者提供ZKML解决方案。
  • @jasonmorton的ezkl库支持从常用的ML软件(如TensorFlow或PyTorch)直接导入模型。
  • @daniel_d_kang的ZKML正在构建一个用于生成零知识证明的机器学习模型执行框架。ZKML在ImageNet上的准确率达到92%,并能为GPT2、Bert和Diffusion模型生成ZK-SNARKs。
  • @gizatechxyz是一个基于StarkNet的机器学习平台,专注于部署扩展性。

计算 Computation

  • @RiscZero的ZKVM可以验证模型的精确计算是否在链上进行。
  • @axiom_xyz应用各种验证计算基元,涵盖从基本分析到密码学和机器学习的各种操作。
  • @Herodotus在查询内执行计算,例如平均值、求和、最大值和最小值。
  • @DelphinusLab提供基于ZKWasm虚拟机的无信任计算解决方案。
  • @HyperOracle是一个由ZK节点组成的网络,可以运行任何带有执行轨迹证明的计算。
  • @Poseidon_ZK正在构建作为服务的ZK-ZK聚合,聚合多个推断证明以实现ZKML的链上验证的可扩展性。
  • @ironmill_xyz在全球最大的FPGA集群之一上提供自动缩放的zkml推断计算。

工具 Tooling

  • @jasonmorton的EZKL是一个库和命令行工具,用于在zk-snark中进行深度学习模型和其他计算图的推断。
  • @drCathieSo_eth的keras2circom是一个将TensorFlow Keras模型转换为circom电路的Python工具。
  • @zama_fhe的Concrete ML提供FHE隐私保护机器学习(PPML)工具,帮助数据科学家将机器学习模型自动转换为同态等效模型。
  • @drCathieSo_eth的zkMachineLearning正在为Circom构建ZKML工具。

应用案例 Use Case

  • @Hill79025920和@yuxiao_deng的《平衡AIML的力量:ZK与区块链的作用》提出了一种利用ZKML来创建可验证AI模型的方法,这可以应用于金融、医疗、保险等领域的风险评估。
  • @OrcaProtocol正在利用ZKML技术构建信任的去中心化身份验证系统,这将有助于加强在线隐私保护。
  • @gensynai正在开发基于ZKML的去中心化AI市场,以便用户在保护隐私的前提下,共享和交换机器学习模型及其推断结果。
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