搜索
Brevis Pico：模块化高效的零知识虚拟机
微小发报道：Brevis 团队发布了 Pico，一款超高效的模块化零知识虚拟机（zkVM）。开发者们可以像拼乐高一样，根据应用需求自由构建，优化性能和用户体验。多种内置选项让选择变得简单，甚至可以完全自定义证明后端和虚拟机实例，打造专属计算流程。
Pico 重新定义了「Glue-and-Coprocessor」架构，不仅支持底层协处理器（例如，利用预编译模块加速 VM 指令操作），还原生集成 Brevis 的链上数据 zkCoprocessor，使得区块链历史数据应用性能提升高达 32 倍 🚀。
虽然 Pico 目前还没有完整的 GPU 加速集群方案，但在 CPU 端它的表现已经达到了世界顶尖水平。与 RISC0、SP1 和 OpenVM 等其他 zkVM 相比，Pico 在 CPU 上的速度快 70% 至 155%，树立了新的性能标杆。
随着 Pico v1.0 的发布，我们迎来了全球首个支持自定义计算架构的 zkVM，开发者可以灵活调整以下关键参数：
-
可选证明后端：支持 KoalaBear 和 BabyBear 上的 STARK，以及 Mersenne 31 上的 CircleSTARK。
-
灵活的证明流程：优化安全性、可扩展性和证明生成效率，适应不同的应用需求。
-
链上历史数据访问：通过内置链上数据 zkCoprocessor，开发者可以自由查询和计算历史区块链数据，构建 dApps，实现最佳的计算性能和编程灵活性。
Pico 兼容 RISC-V 指令集，支持 Rust 开发工具链。由于其模块化架构，未来 Pico 可持续升级，轻松适配最新 ZK 理论研究，无论是下一代 zk 应用还是 ZK 领域的前沿探索，Pico 都能为开发者提供稳定、强大的计算基础。💻✨ 欢迎你来看看微小发报道的Pico开发指南！🚀 这里有GitHub代码库可以探索哦，快来感受一下：https://github.com/brevis-network/pico。想要了解最新动态，或者参与讨论？那就加入我们的Telegram和Discord群吧，和大家一起推动ZK计算的未来！🎉
为什么选择Pico？ 链上数据 zkCoprocessor，Brevis 的首款产品，已经在 DeFi 等多个领域大展拳脚。🔥 众多合作伙伴纷纷在主网部署基于 Brevis 的创新功能，像是：
不止这些哦，PancakeSwap 👉、Celer 👉、Gamma 👉、Quickswap 👉、Frax 👉、Mask Network 👉、Kernel 👉、BeraBorrow 👉、Thena 👉、Kim Protocol 👉、0G 👉、Bedrock 👉、Mellow Finance 👉、ZettaBlock 👉、Hemera 👉 以及 Mendi Finance 👉 等顶级协议和应用，也在基于 Brevis 开发他们的下一代产品和功能。🚀 在与前沿团队的合作中，我们发现 zk 计算的应用需求越来越多样化，同时也面临一些核心挑战：
-
适配多样化需求
不同项目的业务逻辑各有千秋，性能需求也是五花八门。传统的“千篇一律”zkVM和固定的ZK电路方案根本无法满足这些变化。如果没有灵活定制证明流程的能力，或者不能集成自定义电路（无论是操作码层面还是应用层面），那么zkVM的可扩展性就会大打折扣。 -
跟上最前沿的ZK技术
ZK领域发展飞快，新的证明后端、框架和密码学突破层出不穷。许多现有的zk解决方案因为架构封闭，难以迅速整合这些创新技术，导致证明过时、性能低下、计算成本高、优化受限。
Pico的模块化方案：真正实现灵活可扩展
为了解决这些挑战，Pico采用了模块化架构，提供：
- 多种证明后端支持： 随时切换或升级到最新的证明后端，确保计算性能和兼容性。
- 可定制的证明流程： 开发者可以自由定制证明生成管道，以满足特定应用需求。
- 可扩展的协处理器集成： 支持构建或集成专用协处理器，不再受限于固定的zkVM框架。
创新架构Glue-and-Coprocessor：突破zkVM的瓶颈
Pico采用了“Glue-and-Coprocessor”架构，结合高效的专用电路（协处理器）与通用zkVM（Glue），在性能、通用性和可扩展性之间取得了良好的平衡。
- 协处理器（Coprocessors）： 优化密集型任务（如算术运算、加密计算、机器学习等），提升ZK证明效率。
- 通用zkVM（Glue）： 负责整体证明和验证流程的管理，确保所有逻辑计算安全进行。
这种架构的优势是什么？
与传统zkVM相比，Pico通过结合通用性和专用电路的计算能力，生成证明的速度更快，编程灵活度更高。
预编译（Precompiles）就像一个小帮手，专门用来扩展 RISC-V 指令集，加速哈希计算、签名验证等底层操作。Pico 让开发者能够根据自己的需求轻松定制预编译模块，还提供了现成的优化方案，一开始就能用上。
不过，单靠预编译可不够满足所有应用的性能需求。就拿一个例子来说，如果开发者想证明某个交易者在过去30天内完成了10,000笔Uniswap交易，总额达5000万美元，光靠 zkVM 来算，就得费劲去写Merkle树的包含性证明程序和RLP解析程序，成本可不低。
那么，如何打破这个瓶颈呢？
Pico 原生整合了 Brevis 的链上数据 zkCoprocessor，作为应用级协处理器，帮助开发者高效访问和计算链上的历史数据，带来了 32倍的性能提升和67%的成本降低。🎉
表 1：增强版 Pico 与原生 Pico 性能对比（4096笔交易，日志大小：40）
Pico 还把这种架构扩展到可验证的 AI 推理、Reth 等应用级协处理器，进一步提高 zk 计算的效率。
结合了协处理器（Coprocessors）和通用 zkVM（Glue），Pico 为开发者提供了强大又灵活的工具，让他们在 ZK 驱动的应用中平衡性能、可编程性和适应性。
灵活的证明后端与可定制的计算流程
1. 多种证明后端的灵活支持
Pico 兼容多种零知识证明系统，包括：
STARK（KoalaBear、BabyBear）
CircleSTARK（Mersenne 31）
比如，Poseidon2 哈希函数广泛应用于 zkVM 递归证明。在同一个 STARK 系统下，KoalaBear 的证明效率远超 BabyBear，只需换个证明后端，性能就能大幅提升，计算逻辑完全不需要动。
2. 可定制的证明工作流程
Pico 让开发者可以自由调整证明生成流程，以优化可扩展性、成本和延迟。
· 实例级优化： 开发者可以定制每个 VM 实例的计算流程（包含证明后端、计算芯片、内存管理等）。
· ProverChain 证明链： 通过 RISCV → CONVERT → COMBINE → COMPRESS → EMBED → ONCHAIN 等模块化流程，优化计算效率。 去中心化验证的灵活选择：开发者可以根据自身需求，自由选择在 EVM 上进行链上验证，灵活平衡性能与去中心化。
刷新行业性能新标杆：zkVM 的新纪元
在最新的性能基准测试中，Pico 完全超越了现有的 zkVM 方案，展现出惊人的性能提升，特别是在 CPU 计算环境下。我们对 RISC0 (https://github.com/risc0/risc0/releases/tag/v1.2.2)、SP1 (https://github.com/succinctlabs/sp1/releases/tag/v4.0.1) 和 OpenVM (https://github.com/openvm-org/openvm/releases/tag/v1.0.0-rc.0) 进行了对比，测试包括以下核心计算任务：
- Fibonacci 计算
- Tendermint 区块共识
- 以太坊 Reth 区块 #17106222 证明
所有测试均在 AWS r7a.48xlarge 实例（192 核 CPU，1.5TB RAM）上进行，以确保计算环境的一致性。结果表明：
- Pico 在所有任务中的运行速度 比第二快的方案快高达 155%，彻底刷新了 zkVM 的计算性能记录！
- Pico 的 CPU 计算能力明显领先，特别适合高效计算需求的应用场景。
表 2：在 AWS r7a.48xlarge（192 核，1.5TB 内存）上，RISC0、OpenVM、SP1 和 Pico 在
Fibonacci、Tendermint 和 Reth-block 171 任务中的性能基准测试结果
即将推出的 GPU 加速版本
尽管当前数据是基于 CPU 测试，Pico 正在积极研发 GPU 加速版本，预计未来几个月将发布。GPU 加速版的 Pico 将进一步提升 zk 计算能力，提供更强的吞吐量和计算效率，完整的 GPU 性能测试报告也会随之发布。
站在巨人的肩膀上
Pico 从以下项目中汲取灵感，每个项目都代表了零知识证明系统的前沿进展。 通过创新构建，Pico 提供了一个模块化高效的 zkVM：
Plonky3： Pico 的证明后端是基于 Plonky3，开发者可以灵活选取适合应用的证明域和系统，充分利用其模块化特性。
SP1： Pico 从 SP1 的芯片设计和约束系统中获得灵感，特别是在递归编译器和预编译方面的设计。
Valida： Pico 的跨表查找实现灵感来源于 Valida 在该领域的开创性研究。
RISC0： Pico 的 Rust 工具链直接基于 RISC0 原始开发的工具链。
加入Pico开发者社区
Brevis 始终坚信，零知识技术的未来在于合作与创新。Pico 不仅是一个 zkVM，更是助力构建下一代 zk 应用的开发平台。
· 阅读 Pico 开发文档： Pico Docs
· 探索 GitHub 代码库： GitHub Repo
让我们携手拓展零知识计算的边界，共同打造智能化、去信任的去中心化世界！
