零知识证明（ZKP）是一种加密工具，它为推动 Web3 服务的大幅扩展提供了关键的构建模块，并可以为金融、医疗保健、数据存储、游戏、政府应用等传统行业增加价值。使用零知识证明数学的应用程序可以证明某些信息，而无需传递该信息的具体细节，从而增强隐私并实现保护用户身份和数据内容的强大解决方案。另一个用例允许将计算能力外包给第三方，同时确认计算已正确完成。
量化这个新兴市场的近期和中期潜在规模是确保投资者充分认识到投资架构和硬件（“镐和铲子”）的机会的关键一步，以支持生成复杂的零知识证明数学，从而支持整个生态系统。
我们通过一个框架来分析扩展零知识证明生成的市场规模和硬件要求，从扩展以太坊区块链的最发达用例开始，然后通过预测在其他非以太坊 L1 链，比如 Aleo，结算的 ZKP 比例来估计市场规模。我们还为去中心化证明实体开发了市场清算价格，以便有利可图地生成这些证明，这对于生态系统的长期生存是必要的。
根据分析，零知识证明市场在 2024 年的收入将达到 7500 万美元，到 2030 年收入有可能超过 100 亿美元。仅 Web3 应用程序预计在 2030 年就需要近 900 亿个 zK 证明，我们预计每个证明的平均市场清算价格将从 2024 年的 0.21 美元降至 2030 年的 0.12 美元。
预测：到 2030 年将有 870 亿个零知识证明
以太坊 L1 的设计目标是以牺牲可扩展性为代价实现最大程度的去中心化和安全性。因此，用户体验廉价、快速交易的执行环境将由 L2 解决方案组成，即与以太坊兼容的零知识证明 Rollups，其中许多解决方案将于 2023 年在主网上推出。我们假设以太坊被 zkEVM 和 zKVM 大量使用，从而推导出 zK 证明的潜在市场规模，然后我们研究了其他 L1 链结算交易的潜力。
由于 zkEVM 非常新（例如，两个主要候选者刚刚在 2023 年 3 月推出了主网版本），我们尚未看到大规模采用，并且数据有限。因此，我们将重点介绍一些重要的假设以供分析：
• 以太坊作为分析的基石：该分析假设，考虑到区块链的安全性、透明性和不变性，许多 L2 rollups（区块链扩展协议）将选择以太坊网络来解决 zK 证明。
• 每个以太坊区块的 zK 交易：每个以太坊区块的目标 gas 上限为1500 万 Gwei（以太坊的 gas 单位），每笔 zK 证明交易使用约 50 万 Gwei。每个以太坊区块目前平均可支持 30 笔 ZKP 交易。
• 以太坊每年生成的 zK 证明：每个 zK 区块可能产生 30 个证明，每天 7,200 个区块可能意味着以太坊 L1 每天最多可能产生 216,000 个 ZKP，或每年 78.8mm 个 ZKP。随着行业的发展，到 2024 年，以太坊区块空间的 25% 将被 zK 证明使用，到 2030 年将增长到 90%。第 2 层扩展协议将能够在以太坊区块链上获得空间，因为它们可以将 gas 费用分配给许多 zK 证明和交易。
• 扩展每个区块的 zK 证明：以太坊区块中的每个 zK 交易都有可能随着时间的推移成为多个 ZKP 的汇总。此外，随着新方法和协议的开发（其中一些可能是对以太坊协议本身的调整），每个 zK 的证明数量可能会增加。分析假设最初在 L1 结算的每个 zK 区块将结算 15 个 ZKP，到 2027 年将增长到 810 个 ZKP。
• 其他非以太坊 L1 链：分析假设许多 L2 rollup（区块链扩展协议）将选择以太坊网络来记录 zK 证明，但其他 L1 zK 原生链也有已经推出的，比如 Aleo。该模型假设，出于上述原因，90% 的 zK 证明将在 2024 年在以太坊上进行，到 2030 年将下降到 66%。
分析预测，到 2030 年，将进行 870 亿次零知识证明来支持 Web3 应用程序，这将涵盖 2.6 万亿笔交易——约每秒 8.3 万笔交易。
相比之下，Visa 网络每秒处理的交易量高达 65,000 笔，而支付宝网络每秒处理的交易量超过 250,000 笔。考虑到这一预测不包括金融、医疗保健等商业应用的链下 zK 证明，这可以看作是对 zK 证明市场规模的保守预测。
预测：2030 年每 zK 证明的市场价格为 0.12 美元
为了完成对市场财务规模的计算，我们需要确定每个 zK 证明的市场清算价格。这是公司或组织能够支付运营成本、投资摊销、资本成本以及为利益相关者提供合理利润水平的每个证明的价格。在较低的价格下，供应方面的投资不足以满足市场需求，而较高的价格则会因竞争而下降。短期内，价格和供应会波动，但随着时间的推移，这种均衡价格清算机制为计算预期收入提供了一个强大的框架，尤其是在市场规模达到相当规模时。
• zK 证明的复杂性： zK 证明有很多种，更复杂的证明需要更先进的硬件和计算来处理零知识证明数学。我们认识到，将需要一系列硬件，从用于复杂 ZKP 的最新一代高性能 GPU，到后期的专用硬件加速ASIC。
• 每天的 zK 证明数量：技术堆栈的预期容量为平均每天 3,000 个零知识证明，或每年 1,095,000 个证明。
• 容量利用率：假设容量利用率为 50%，即每年约 547,500 个零知识证明。对于高度专业化的专用硬件配置，这种利用率被认为是合适的（或可能有点高），因为这种配置可能会经历处理需求的大幅波动，并可能受到网络问题、协议性能变化等的影响。
根据我们粗略推算，一家零知识证明公司每年可获得 117,300 美元的收入，完成 540,000 个零知识证明，将获得每个证明 0.22 美元的市场清算价格，这将支持一个有利可图的 zK 证明者生态系统，即使考虑到运营成本和摊销费用。
扩展一项技术及其支持生态系统往往会降低平均市场价格，尽管 zK 证明的缓解因素可以保持价格上涨的压力。在日益复杂的应用中采用零知识证明数学将需要显著提高处理能力，从而支持更高的证明价格。预计零知识证明功能将显著增加，这将增加对使用 zK 协议的复杂证明的需求。
预测：到 2030 年零知识证明市场规模将达到 100 亿美元
这项分析表明，零知识证明市场很可能在 2030 年产生 102 亿美元的收入——即 870 亿个零知识证明，每个零知识证明的成本为 0.12 美元。随着这个市场的发展，需要关注的关键因素包括越来越复杂的零知识证明数学的出现、在区块交易中扩展零知识证明的能力，尤其是以太坊区块链之外零知识证明的增长。预测 2030 年零知识证明市场价值超过 100 亿美元可能仍是保守的！
PS：本文很多数据和内容整理来自于网络，外加分析整理，我们希望本文能够帮助支持投资于这个令人兴奋的市场的增长，并希望得到您的反馈和见解。
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