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Aleoのマイニングアルゴリズムの更新 ウィットネス生成に焦点を当て プライバシーとスケーラビリティの向上
Aleoブロックチェーンプロジェクト:zk-SNARKs技術を通じてプライバシー保護とスケーラビリティを実現
Aleoはプライバシー保護に重点を置いたブロックチェーンプロジェクトで、zk-SNARKs技術(ZKP)を利用してプライバシーとスケーラビリティを向上させます。Aleoのコア理念は、ユーザーが個人データを漏らすことなく、身分証明とデータ処理を行えるようにすることです。
本稿では、Aleoのプロジェクト概要と最新の進展について紹介し、市場で高く注目されているpuzzleアルゴリズムの更新を詳しく解説します。
最新のアルゴリズムの紹介
Aleoネットワークは毎時ランダムにZK回路を生成します。マイナーはこの1時間内にさまざまなnonceを回路入力として試し、witness(すなわち回路内のすべての変数を計算する必要があります。このプロセスはsynthesize)とも呼ばれ、witnessのMerkle rootを求めた後、マイニングの難易度要件を満たしているかどうかを判断します。回路のランダム性により、このマイニングアルゴリズムはGPUに優しくなく、計算加速の面で大きな課題があります。
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資金調達
Aleoは、2021年にa16zが主導する2,800万ドルのシリーズAラウンドを、2024年に2億ドルのシリーズBラウンドを完了しました。 シリーズBの投資家には、Kora Management、SoftBank Vision Fund 2、Tiger Global、Sea Capital、Slow Ventures、Samsung Nextが含まれます。 この資金調達ラウンドにより、Aleoの評価額は14億5000万ドルになります。
プロジェクト概要
プライバシー性
Aleoのコアはzk-SNARKs(技術であり、取引とスマートコントラクトの実行がプライバシーを保護しながら行えるようにします。ユーザーの取引の詳細、例えば送信者や取引金額はデフォルトで隠されています。このデザインはユーザーのプライバシーを保護するだけでなく、必要に応じて選択的開示を行うことを可能にし、DeFiアプリケーションの発展に非常に適しています。主なコンポーネントは以下の通りです:
Leoコンパイラ言語：Rust言語を基に改編され、特に零知識証明)ZKApps(の開発に使用され、開発者の暗号学の知識に対する要求を低減しました。
snarkVMとsnarkOS: snarkVMはオフチェーンで計算を実行し、オンチェーンで計算結果を検証することで効率を向上させます。snarkOSはデータと計算の安全性を保証し、無許可の機能を実行できるようにします。
zkCloud:安全でプライベートなオフチェーン計算環境を提供し、ユーザー、組織、DAO間のプログラミングインタラクションをサポートします。
Aleoは、開発者がアプリケーションを迅速に作成および公開できる)IDE(および)SDK(を提供しています。開発者は、Aleoのプログラムレジストリにアプリケーションをデプロイでき、第三者に依存する必要がないため、プラットフォームリスクが低減されます。
)スケーラビリティ
Aleoはオフチェーン処理方式を採用しており、取引は最初にユーザーのデバイス上で証明を計算し、その後に検証結果のみをブロックチェーンにアップロードします。この方式は取引処理速度とシステムのスケーラビリティを大幅に向上させ、Ethereumのようなネットワークの混雑や高額な手数料の問題を回避します。
コンセンサスアルゴリズム
AleoはAleoBFTを導入しました。これは、検証者の即時最終性と証明者の計算能力を組み合わせたハイブリッドアーキテクチャのコンセンサスメカニズムです。AleoBFTは、ネットワークの分散化の程度を高めるだけでなく、パフォーマンスとセキュリティも強化します。
ブロックの迅速な最終性:AleoBFTは各ブロックが生成後すぐに確認されることを保証し、ノードの安定性とユーザー体験を向上させます。
非中央集権の保障: ブロック生成とコインベース生成を分離することにより、バリデーターがブロックを生成し、プローバーが証明計算を行い、少数のエンティティによるネットワークの独占を防ぎます。
インセンティブメカニズム: バリデーターとプロバーはブロック報酬を共有します; プロバーがトークンをステーキングしてバリデーターになることを奨励し、ネットワークの非中央集権的な程度と計算能力を向上させます。
Aleoは、開発者がガス制限のないアプリケーションを作成できるようにするため、特に機械学習などの長時間実行するアプリケーションに適しています。
現在の進行状況
Aleoは7月1日にインセンティブテストネットを開始します。以下は重要な最新情報です。
ARC-100投票が承認されました: ARC-100### "Aleo開発者とオペレーターのコンプライアンスベストプラクティス" 提案は、コンプライアンスの側面、Aleoネットワーク上の資金のロックと入金の遅延などのセキュリティ対策(に関するもので、投票は終了し、承認されました。チームは最終調整を行っています。
検証者インセンティブプログラム:このプログラムは7月1日に開始され、新しいパズルメカニズムの検証を目的としています。プログラムは7月15日まで実施され、その期間中に100万Aleoポイントが報酬として配分されます。ノード生成のポイント割合がその報酬のシェアを決定し、各検証者は報酬を得るために少なくとも100トークンを獲得する必要があります。具体的な詳細はまだ確定していません。
初期供給と流通供給: 初期供給量は15億トークンで、初期流通供給量は約10%)未確定(です。これらのトークンは主にCoinbaseタスク)7500万(から来ており、最初の6ヶ月以内に配布され、同時にステーキング、バリデーターの運営、バリデーションノードの報酬が含まれます。
Testnet Betaリセット:これは最後のネットワークリセットであり、完了後は新しい機能が追加されず、ネットワークはメインネットに似るようになります。リセットはARC-41と新しいパズル機能を追加するためのものです。
コードの凍結: コードの凍結は1週間前に完了しました。
バリデータノード拡張計画: 初期バリデータノードの数は15個で、目標は年内に50個に増加し、最終的には500個に達することです。委任者になるには1万トークン、バリデータになるには1000万トークンが必要で、これらの額は時間とともに徐々に減少します。
アルゴリズム更新解釈
Aleoは最近、最新のテストネットの情報を発表すると同時に、最新バージョンのパズルアルゴリズムを更新しました。新しいアルゴリズムは、zk proofの生成に重点を置かず、MSMとNTT)の二つを削除しました。これらはzkにおいてproofを生成する際に大量に使用される計算モジュールです。以前のテストネットの参加者は、このアルゴリズムの効率を最適化して、採掘収益(の計算を向上させることに注力していました。これは、proof生成の前の中間データであるwitnessの生成に重点を置いています。以下は、最新のアルゴリズムについての簡単な紹介です。
) コンセンサスプロセス
コンセンサスプロトコルの観点から、プロセスにおいてproverとvalidatorはそれぞれ計算結果solutionを生成し、ブロックを出力してsolutionを集約・パッケージ化する責任を負います。プロセスは以下の通りです:
Proverはパズルを計算してソリューションを構築し、ネットワークにブロードキャストします。
バリデーターのアグリゲートトランザクションとソリューションは次の新しいブロックのために、ソリューションの数がコンセンサス制限###MAX_SOLUTIONS(を超えないことを保証します。
ソリューションの正当性は、そのepoch_hashがバリデータによって維持されるlatest_epoch_hashに準拠していること、および計算されたproof_targetがネットワーク内のバリエーターによって維持されるlatest_proof_targetに準拠していること、およびブロックに含まれるソリューションの数がコンセンサス制限よりも少ないことを確認する必要があります
有効なsolutionはコンセンサス報酬を得ることができます
) 合成パズル
最新版のアルゴリズムコアはSynthesis Puzzleと呼ばれ、そのコアは各エポックごとに固定された共通のEpochProgramを生成することを対象としています。入力とEpochProgramのためにR1CS証明回路を構築し、対応するR1CSアサインメント###、すなわち皆が言及するwitness(を生成し、Merkleツリーの葉ノードとして使用します。すべての葉ノードを計算した後、Merkleルートを生成し、solutionのproof_targetに変換します。Synthesis Puzzleの詳細な構築プロセスと規範は以下の通りです:
各puzzle計算はnonceと呼ばれ、これは報酬を受け取るアドレス、epoch_hash、そしてランダムな数値counterから構築されます。新しいsolutionを計算する必要があるたびに、counterを更新することによって新しいnonceを取得できます。
各エポックごとに、ネットワーク内のすべてのプローバーが計算するEpochProgramは同じであり、それは現在のepoch_hashから生成されたランダム数を命令セットからサンプリングして得られます。サンプリングのロジックは次の通りです：
nonceをランダム数シードとして使用してEpochProgramの入力を生成する
R1CSとEpochProgramに対応する入力を集約し、witness)R1CS assignment(計算を行います
すべての証人が計算されると、彼らはマークルツリーに対応する一連のリーフノードに変換されます。マークルツリーは、深さが8の8要素のK-aryマークルツリーです
マークルルートを計算し、それをソリューションのproof_targetに変換します。これが現在のエポックのlatest_proof_targetを満たすかどうかを判断します。満たす場合は計算成功とし、上記で構築した入力に必要なreward address、epoch_hash、およびcounterをソリューションとして提出し、ブロードキャストします。
同じepochの中で、イテレーションカウンターを使ってEpochProgramの入力を更新し、複数回のsolution計算を行うことができます。
! [Aleoの最新アルゴリズムSynthesis Puzzleの解釈:Web3プライバシー革命をリードする])https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-248292393dc48af499b670cbe18d5eaf.webp(
マイニングの変化と影響
今回のアップデートにより、puzzleはproofの生成からwitnessの生成に変わりました。各epoch内のすべてのsolution計算ロジックは一致していますが、異なるepochの計算ロジックには大きな違いがあります。
以前のテストネットから、私たちは多くの最適化手段がGPUを使用して生成proof段階のMSMとNTT計算を最適化し、マイニング効率を向上させることに重点を置いていることを発見しました。今回の更新では、これらの計算を完全に排除しました。同時に、witness生成のプロセスはエポックの変化に従うプログラムを実行することから生じ、そこに含まれる命令には一部の直列実行の依存関係が存在するため、並列化を実現することにはかなりの課題があります。