Brevis, uma plataforma de processamento de cálculo verificável alimentada por provas de conhecimento zero, acabou de lançar Pico, uma máquina virtual (zkVM) modular e de alto desempenho.
Pico permite criar fluxos de trabalho especializados para cada necessidade, integrando um coprocessador de dados on-chain avançado que melhora o desempenho até 32 vezes.
Aprofundamos o discurso abaixo.
Summary
Brevis e os novos desafios no panorama das aplicações on-chain
Brevis é uma entidade web3 que desenvolve tecnologias avançadas para otimizar o uso das Zero-Knowledge Proofs no âmbito blockchain.
Graças à sua infraestrutura avançada, permite que as aplicações criptográficas transfiram cálculos computacionais caros para um ambiente off-chain, aumentando a escalabilidade enquanto preserva a segurança do L1.
Até hoje, várias entidades do ecossistema DeFi (tanto cadeias quanto dApps) adotaram com sucesso as funcionalidades inovadoras da Brevis, como por exemplo Kwenta, Usual, PancakeSwap, Frax, Quickswap, Mellow Finance, BeraBorrow e outros mais.
No entanto, à medida que Brevis se relacionava com novos parceiros, viu emergir novos desafios e novas exigências no contexto dos fluxos de trabalho personalizáveis.
Em primeiro lugar, cada vez mais projetos têm exigido prioridades únicas em termos de desempenho e complexidade na lógica empresarial, com funções altamente personalizáveis.
Em segundo lugar, com o crescimento das novas tecnologias ZK, percebeu-se que os sistemas sem uma arquitetura modular muitas vezes tiveram dificuldades em desempenho e otimizações.
Brevis chegou à conclusão de que precisa de uma máquina virtual zkVM capaz de se adaptar de forma flexível ao ambiente circundante com base na complexidade de cada aplicação individual, sem ter que usar uma abordagem rígida monolítica.
Assim nasceu o Pico, um verdadeiro ponto de viragem para os motores de cálculo computacionais.
Brevis lancia Pico: uma revelação para os desenvolvedores web3
Pico representa uma zkVM com arquitetura modular, projetada para permitir que os desenvolvedores construam aplicações ZK sob medida para suas próprias necessidades.
Os desenvolvedores de aplicações web3 podem montar módulos Pico como se fossem blocos de Lego, de modo a se adaptarem especificamente a cada requisito de cálculo.
Quer se trate de otimizar a segurança, a escalabilidade ou a eficiência na geração de provas, este framework de Brevis permite criar fluxos de trabalho especializados para cada necessidade.
De um ponto de vista técnico. Pico apresenta uma arquitetura “glue-and-coprocessor”, baseada em processadores de dados on-chain avançados capaz de melhorar significativamente as performances. Além disso, é compatível com o padrão RISC-V e suporta as toolchains de programação Rust, adaptando-se facilmente aos conjuntos de ferramentas utilizados pelos desenvolvedores.
Ao lançar a versão v1.0 do Pico, a Brevis apresentou ao mundo o primeiro zkVM que permite aos desenvolvedores testar programas com:
- Demonstração dos backends: STARK em KoalaBear e BabyBear e CircleSTARK em Mersenne 31.
- Demonstração dos fluxos de trabalho: otimiza os objetivos de segurança, escalabilidade e geração de provas para satisfazer as necessidades específicas da tua app.
- Acesso aos dados históricos on-chain: integrando-se com o zkCoprocessor para os dados on-chain, os desenvolvedores são capazes de criar dApps capazes de acessar e processar dados históricos on-chain com total segurança, com o melhor desempenho e programabilidade.
Design e flexibilidade da arquitetura glue-and-coprocessor
Como mencionado, Pico é composto por uma arquitetura “glue-and-coprocessor” que combina a eficiência dos co-processadores especializados com a flexibilidade de uma zkVM para uso geral.
Para quem não sabe, os co-processadores são circuitos personalizados que aceleram operações complexas, como a aritmética ou a criptografia. A máquina virtual ZkVM atua como uma cola no processo de demonstração e verificação dos dados, assegurando que a lógica não coberta pelos co-processadores seja ainda assim demonstrada de forma segura.
Além disso, Pico utiliza precompilações (ferramentas já prontas) que tornam mais rápidas algumas operações básicas, como as verificações de hash ou assinatura. Mas para aplicações mais complexas, as precompilações por si só não são suficientes.
Por isso, Pico tem outro nível: integra um coprocessador para aplicações que gerencia operações específicas relacionadas aos dados em blockchain, como por exemplo aqueles usados para Uniswap. Este coprocessador acelera ainda mais o acesso e a verificação dos dados, tornando as provas ZK mais rápidas, enquanto mantém uma grande flexibilidade para os desenvolvedores que precisam gerenciar lógicas mais complexas.
Para mostrar as vantagens de uma abordagem híbrida semelhante, a equipe da Brevis comparou o desempenho de uma Pico VM “vanilla” com uma Pico VM “boosted” consagrada com o zkCoprocessor de dados on-chain.
Dos resultados surgiu um desempenho superior em mais de 32 vezes para a Pico VM com coprocessador consagrado, com um custo equivalente a apenas 33% da despesa da Pico original.
Apesar de a nova versão ser ainda mais lenta do que a original, esta zkVM representa um ótimo compromisso entre desempenho e programabilidade, não disponível hoje no mercado.
É importante destacar que este modelo de design geral não se aplica apenas aos casos de uso de cálculo e acesso aos dados on-chain. Na verdade, Pico está integrando inferência de IA verificável e coprocessadores Reth a nível de app para acelerar significativamente a geração de provas mesmo para esses casos.
Desempenho sem precedentes para Pico: a comparação com outras soluções zkVM
Em comparação com outras soluções zkVM existentes, o Pico possui um desempenho mais eficiente em termos de velocidade nas operações de prova em CPU.
A equipe da Brevis comparou o Pico com as últimas versões de RISC0, SP1 e OpenVM, comparando assim infraestruturas com cargas de trabalho elevadas.
O teste foi realizado na mesma máquina CPU, ou seja, uma instância AWS r7a.48xlarge com 192 núcleos CPU e 1,5 TB de RAM, permitindo que todas as zkVM gerem provas até a prova STARK final antes de ser transformada em um SNARK.
Foi avaliada tanto a carga de trabalho de Fibonacci comumente utilizada, quanto dois cenários do mundo real: Tendermint e um bloco Reth #17106222.
Dos resultados, surgiu que Pico mostra acelerações de cálculo significativas, com performance melhores de 155% em relação à segunda melhor solução.
Esses números estabelecem um novo benchmark de velocidade para o mundo zkVM, abrindo novas oportunidades no mundo do desenvolvimento de aplicações com altas exigências.
Em tudo isso, Brevis lançará em breve a GPU de Pico, para que seja possível gerenciar operações de alta intensidade de cálculo em paralelo. Assim, os resultados de desempenho da CPU se traduzirão em cálculos na GPU.
 modular e de alto desempenho para o desenvolvimento de aplicações Web3.){kind=link}