Aleo: Blockchain de proteção de privacidade baseada em zk-SNARKs

Aleo é um projeto de blockchain dedicado à proteção da privacidade, que utiliza a tecnologia zk-SNARKs para alcançar maior privacidade e escalabilidade. A filosofia central do projeto é permitir que os usuários realizem a autenticação de identidade e o processamento de dados, ao mesmo tempo que protegem os dados pessoais.

Visão Geral do Projeto

proteção de privacidade

A tecnologia central da Aleo é zk-SNARKs ( ZKPs ), permitindo que a execução de transações e contratos inteligentes ocorra sob a premissa de proteger a privacidade. Por padrão, detalhes das transações, como o remetente e o valor, são ocultados. Este design não só protege a privacidade do usuário, mas também permite a divulgação seletiva quando necessário, sendo muito adequado para o desenvolvimento de aplicações DeFi.

Os principais componentes incluem:

1. Linguagem de programação Leo: uma linguagem especialmente projetada para desenvolver aplicações zk-SNARKs (ZKApps), reduzindo os requisitos de conhecimento em criptografia para os desenvolvedores.

2. snarkVM e snarkOS: snarkVM permite a execução de cálculos fora da cadeia, validando apenas os resultados na cadeia, aumentando assim a eficiência. snarkOS garante a segurança dos dados e dos cálculos, e suporta a execução de funções sem permissão.

3. zkCloud: fornece um ambiente de computação off-chain seguro e privado, suportando interações de programação entre usuários, organizações e DAOs.

Aleo também oferece um ambiente de desenvolvimento integrado (IDE) e um kit de ferramentas de desenvolvimento de software (SDK), suportando os desenvolvedores a escrever e publicar aplicações rapidamente. Os desenvolvedores podem implantar aplicações no registro de programas da Aleo, sem depender de terceiros, reduzindo assim o risco da plataforma.

Escalabilidade

Aleo adota um método de processamento off-chain, onde as transações são primeiramente calculadas no dispositivo do usuário e, em seguida, apenas os resultados da verificação são carregados para a Blockchain. Este método aumenta consideravelmente a velocidade de processamento das transações e a escalabilidade do sistema, evitando problemas de congestão da rede e altos custos.

mecanismo de consenso

Aleo introduziu o AleoBFT, que é um mecanismo de consenso de arquitetura híbrida, combinando a finalização instantânea dos validadores com a capacidade de computação dos provadores. O AleoBFT não só aumenta o grau de descentralização da rede, como também melhora o desempenho e a segurança.

Principais características:

1. Bloco de finalização rápida: garantir que cada bloco gerado seja imediatamente confirmado, melhorando a estabilidade dos nós e a experiência do usuário.

2. Garantia descentralizada: separar a produção de blocos da geração de coinbase, os validadores são responsáveis pela geração de blocos, os provadores realizam o cálculo da prova, prevenindo que poucas entidades monopolizem a rede.

3. Mecanismo de incentivo: validadores e comprovadores partilham recompensas de bloco; incentiva os comprovadores a tornarem-se validadores através do staking de tokens, aumentando assim o grau de descentralização e a capacidade computacional da rede.

Aleo permite que os desenvolvedores criem aplicações sem restrições de gas, sendo especialmente adequado para aplicações que exigem longos períodos de execução, como o aprendizado de máquina.

Últimos desenvolvimentos

Aleo irá lançar a rede de teste incentivada no dia 1 de julho, aqui estão algumas informações importantes:

1. A proposta ARC-100 foi aprovada, envolvendo medidas de conformidade e segurança.

2. O programa de incentivos para validadores começará a 1 de julho e funcionará até 15 de julho, distribuindo 1 milhão de pontos Aleo como recompensa.

3. A oferta inicial é de 1,5 mil milhões de tokens, com uma oferta circulante inicial de cerca de 10%.

4. A Testnet Beta passará pela última redefinição da rede, adicionando o ARC-41 e a nova funcionalidade de puzzle.

5. A congelamento do código foi concluído.

6. Plano de expansão de nós de validação: inicialmente 15, com o objetivo de aumentar para 50 dentro do ano, e finalmente atingir 500. Para se tornar um delegador, são necessários 10.000 tokens, e para se tornar um validador, são necessários 10 milhões de tokens, esses valores serão gradualmente reduzidos.

Análise do Algoritmo Synthesis Puzzle

Aleo atualizou recentemente o algoritmo puzzle, não se concentrando mais na geração de resultados de zk proof, mas sim na geração de dados intermediários witness antes da geração do proof. O novo algoritmo é chamado de Synthesis Puzzle, e seu núcleo é gerar um EpochProgram comum para cada epoch, construindo um circuito de prova R1CS, produzindo a correspondente atribuição R1CS (, ou seja, witness ), e como nó folha da árvore Merkle, calcular a raiz Merkle e convertê-la para o proof_target da solução.

Principais processos:

1. Cada cálculo de puzzle é chamado de nonce, construído pelo endereço que recebe a recompensa de mineração, epoch_hash e o número aleatório counter.

2. Em cada epoch, todos os provers calculam o mesmo EpochProgram, e o número aleatório gerado pelo epoch_hash é amostrado do conjunto de instruções.

3. Usar nonce como semente de número aleatório para gerar a entrada do EpochProgram.

4. Agregar o R1CS e o input correspondentes ao EpochProgram, para realizar o cálculo do witness.

5. Converter o witness em uma sequência de nós folha da árvore Merkle.

6. Calcular a raiz Merkle e converter para o proof_target da solução, verificando se atende ao latest_proof_target do epoch atual.

7. É possível realizar múltiplos cálculos de solução atualizando a entrada do EpochProgram através do contador iterativo na mesma epoch.

Esta atualização transforma o puzzle de geração de proof para geração de witness, a lógica de cálculo da solution é consistente dentro de cada epoch, mas há grandes diferenças na lógica de cálculo entre epochs diferentes. O novo algoritmo abandonou os cálculos MSM e NTT anteriores, apresentando desafios para a otimização de GPU. Devido à dependência serial no processo de geração de witness, a implementação da paralelização também enfrenta dificuldades.