Aleo Blok Zinciri Projesi: zk-SNARKs Teknolojisi ile Gizlilik Koruma ve Ölçeklenebilirlik Sağlama

Aleo, gizlilik koruma odaklı bir Blok Zinciri projesidir ve gizliliği ve ölçeklenebilirliği artırmak için zk-SNARKs teknolojisini (ZKP) kullanmaktadır. Aleo'nun temel ilkesi, kullanıcıların kişisel verilerini ifşa etmeden kimlik doğrulama ve veri işleme yapabilmelerini sağlamaktır.

Bu makale, Aleo projesinin genel görünümünü ve en son gelişmelerini tanıtmaktadır ve piyasanın büyük ilgi gösterdiği puzzle algoritması güncellemesini detaylı bir şekilde incelemektedir.

En Güncel Algoritma Tanıtımı

Aleo ağı her saat rastgele bir ZK devresi oluşturur. Madencilerin bu bir saat içinde devre girişi olarak farklı nonce'lar denemeleri, witness( yani devredeki tüm değişkenleri hesaplamaları gerekir, bu süreç aynı zamanda synthesize) olarak da adlandırılır, witness için Merkle root istenir ve ardından madencilik zorluk gereksinimlerinin karşılanıp karşılanmadığı kontrol edilir. Devrelerin rastgeleliği nedeniyle, bu madencilik algoritması GPU'lar için dostça değildir ve hesaplama hızlandırması açısından büyük zorluklar bulunmaktadır.

Finansman Durumu

Aleo, 2021 yılında a16z'nin liderliğinde 28 milyon dolarlık A serisi finansmanı tamamladı ve 2024 yılında 200 milyon dolarlık B serisi finansmanı gerçekleştirdi. B serisi yatırımcıları arasında Kora Management, SoftBank Vision Fund 2, Tiger Global, Sea Capital, Slow Ventures ve Samsung Next gibi isimler bulunmaktadır. Bu finansman turu, Aleo'nun değerlemesini 1.45 milyar dolara çıkardı.

Proje Özeti

Gizlilik

Aleo'nun çekirdeği zk-SNARKs(ZKPs) teknolojisidir, bu teknoloji işlemlerin ve akıllı sözleşmelerin yürütülmesini gizliliği koruyarak gerçekleştirilmesini sağlar. Kullanıcıların işlem detayları, gönderen ve işlem miktarı gibi, varsayılan olarak gizlidir. Bu tasarım, yalnızca kullanıcı gizliliğini korumakla kalmaz, aynı zamanda gerektiğinde seçici ifşaya da olanak tanır, bu da DeFi uygulamalarının gelişimi için oldukça uygundur. Ana bileşenler şunlardır:

1. Leo derleyici dili: Rust diline dayalı olarak geliştirilmiştir, özellikle (ZKApps) sıfır bilgi uygulamaları geliştirmek için tasarlanmıştır ve geliştiricilerin kriptografi bilgisi gereksinimlerini azaltmaktadır.

2. snarkVM ve snarkOS: snarkVM, zincir dışı hesaplamaların gerçekleştirilmesine ve zincir üzerinde yalnızca hesaplama sonuçlarının doğrulanmasına olanak tanır, böylece verimliliği artırır. snarkOS, verilerin ve hesaplamaların güvenliğini sağlar ve izin gerektirmeyen işlevlerin gerçekleştirilmesine izin verir.

3. zkCloud: Güvenli, özel bir zincir dışı hesaplama ortamı sağlayarak kullanıcılar, organizasyonlar ve DAO'lar arasında programlama etkileşimini destekler.

Aleo ayrıca entegre geliştirme ortamı (IDE) ve yazılım geliştirme kiti (SDK) sunmaktadır. Bu, geliştiricilerin uygulamaları hızlı bir şekilde yazıp yayımlamasını destekler. Geliştiriciler, üçüncü taraflara bağımlı olmadan uygulamaları Aleo'nun program kayıt defterine dağıtabilirler, bu da platform riskini azaltır.

Ölçeklenebilirlik

Aleo, işlemeleri zincir dışı bir yöntemle gerçekleştirmektedir, işlemler öncelikle kullanıcı cihazında kanıtlanmakta, ardından yalnızca doğrulama sonuçları Blok Zinciri'ne yüklenmektedir. Bu yöntem, işlem işleme hızını ve sistemin ölçeklenebilirliğini büyük ölçüde artırmakta, Ethereum benzeri ağ tıkanıklığı ve yüksek maliyet sorunlarını önlemektedir.

Konsensüs Mekanizması

Aleo, doğrulayıcıların anlık nihaiyetini ve kanıtlayıcıların hesaplama yeteneklerini birleştiren hibrit mimari bir konsensüs mekanizması olan AleoBFT'yi tanıttı. AleoBFT, ağın merkeziyetsizliğini artırmakla kalmaz, aynı zamanda performansı ve güvenliği de güçlendirir.

1. Blok hızlı nihai: AleoBFT, her bloğun üretiminden hemen sonra onaylanmasını sağlar, bu da düğüm istikrarını ve kullanıcı deneyimini artırır.

2. Merkeziyetsiz Güvence: Blok üretimini coinbase üretiminden ayırarak, doğrulayıcılar blok üretiminden sorumlu olur, kanıtlayıcılar ise kanıt hesaplamasını gerçekleştirir, böylece az sayıda varlığın ağı tekelleştirmesini önler.

3. Teşvik Mekanizması: Doğrulayıcılar ve kanıtlayıcılar blok ödüllerini paylaşır; kanıtlayıcıları token stake ederek doğrulayıcı olmaya teşvik eder, böylece ağın merkeziyetsizliğini ve hesaplama gücünü artırır.

Aleo, geliştiricilerin gas kısıtlaması olmayan uygulamalar oluşturmasına izin verir, bu nedenle özellikle uzun süre çalışması gereken makine öğrenimi gibi uygulamalar için uygundur.

Mevcut Gelişmeler

Aleo, 1 Temmuz'da teşvikli test ağını başlatacak. Aşağıda bazı önemli güncellemeler yer almaktadır:

1. ARC-100 oylaması geçti: ARC-100( "Aleo geliştiricileri ve operatörleri için uyum en iyi uygulamaları" teklifi, uyumla ilgili konuları, Aleo ağı üzerindeki fonların kilitlenmesi ve gecikmeli yatan gibi güvenlik önlemlerini içeriyor. ) oylaması sona erdi ve geçti. Ekip son ayarlamaları yapıyor.

2. Doğrulayıcı Teşvik Programı: Bu program 1 Temmuz'da başlayacak ve yeni puzzle mekanizmasını doğrulamayı amaçlıyor. Program 15 Temmuz'a kadar sürecek ve bu süre zarfında 1.000.000 Aleo puanı ödül olarak dağıtılacak. Düğüm tarafından üretilen puan yüzdesi, ödül payını belirleyecek ve her doğrulayıcının ödül almak için en az 100 token kazanması gerekecek. Ayrıntılar henüz kesinleşmedi.

3. Başlangıç arzı ve dolaşım arzı: Başlangıç arz miktarı 1.5 milyar token, başlangıç dolaşım arz miktarı yaklaşık %10 ( henüz kesinleşmemiştir ). Bu tokenler esasen Coinbase görevinden gelmektedir ( 750 milyon ), ilk altı ay içinde dağıtılacaktır, aynı zamanda staking, doğrulayıcı çalıştırma ve doğrulama düğümlerinin ödüllerini içermektedir.

4. Testnet Beta sıfırlama: Bu son ağ sıfırlaması, tamamlandıktan sonra yeni özellikler eklenmeyecek, ağ ana ağa benzer hale gelecek. Sıfırlama, ARC-41 ve yeni puzzle özelliklerini eklemek içindir.

5. Kod Dondurma: Kod dondurma bir hafta önce tamamlandı.

6. Doğrulayıcı Düğüm Genişletme Planı: Başlangıçta doğrulayıcı düğüm sayısı 15'tir, hedef yıl içinde 50'ye çıkmak ve nihayetinde 500'e ulaşmaktır. Temsilci olmak için 10.000 token, doğrulayıcı olmak için 10.000.000 token gerekmektedir, bu miktarlar zamanla kademeli olarak azalacaktır.

Algoritma Güncellemesi Yorumu

Aleo, en son test ağı haberini duyururken, puzzle algoritmasının en son sürümünü güncelledi. Yeni algoritma, zk proof sonuçlarının üretilmesine odaklanmıyor, MSM ve NTT('i kaldırdı; bunlar zk'de proof üretiminde yaygın olarak kullanılan hesaplama modülleridir. Önceki test ağı katılımcıları, bu algoritmanın verimliliğini optimize ederek madencilik kazançlarını )'in hesaplamasını artırmaya odaklandılar ve proof'tan önceki ara verilerin witness olarak üretilmesine odaklandılar. Aşağıda en son algoritmanın basit bir tanıtımı yer almaktadır.

Konsens Süreci

Konsensüs protokolü açısından, süreçte prover ve validator sırasıyla hesaplama sonuçları olan solution'ı üretmek ve blok oluşturup solution'ı birleştirip paketlemekle sorumludur. Süreç aşağıdaki gibidir:

1. Prover, puzzle'ı hesaplayarak çözümleri oluşturur ve ağa yayınlar.

2. Validator toplama işlemleri ve çözüm, bir sonraki yeni blok için, çözüm sayısının mutabakat sınırını aşmamasını garanti eder (MAX_SOLUTIONS)

3. Çözümün geçerliliği, epoch_hash'ının doğrulayıcı tarafından bakılan latest_epoch_hash ile uyumlu olduğunu, hesaplanan proof_target'ın ağdaki doğrulayıcı tarafından bakılan latest_proof_target ile uyumlu olduğunu ve bu blokta bulunan çözüm sayısının konsensüs limitinden az olduğunu kontrol etmelidir.

4. Geçerli bir çözüm, konsensüs ödülü alabilir.

Sentez Bulmacası

En son sürüm algoritmasının çekirdeği Synthesis Puzzle olarak adlandırılır; bu çekirdek, her epoch için sabit bir ortak EpochProgram üretmeye yöneliktir. Girdi ve EpochProgram için R1CS kanıt devresi inşa ederek, karşılık gelen R1CS atamasını ( yani herkesin bahsettiği witness ) olarak üretir ve bunu Merkle ağacının yaprak düğümü olarak kullanır. Tüm yaprak düğümleri hesaplandıktan sonra Merkle kökü oluşturulur ve solution'ın proof_target'ine dönüştürülür. Synthesis Puzzle'ı oluşturmanın ayrıntılı süreci ve standartları aşağıda verilmiştir:

1. Her bir puzzle hesaplaması nonce olarak adlandırılır, bu, madencilik ödülünü alan adres, epoch_hash ve rastgele bir sayı counter ile oluşturulur. Yeni bir çözüm hesaplamak gerektiğinde, yeni bir nonce elde etmek için counter güncellenebilir.

2. Her bir epoch'ta, ağdaki tüm prover'ların hesaplaması gereken EpochProgram aynıdır, bu, mevcut epoch_hash'tan üretilen rastgele sayılardan talimat setinden örneklenir, örnekleme mantığı şudur:

   • Komut seti sabittir, her bir komut (instruction) bir veya daha fazla hesaplama işlemi içerir, her bir komutun önceden belirlenmiş bir ağırlığı ve işlem sayısı vardır.
   • Örnekleme sırasında mevcut epoch_hash'e göre rastgele sayı üretilir, bu rastgele sayıya göre komut setinden ağırlıkları birleştirerek komutlar alınır ve sıralanır, 97'ye kadar işlem sayısı birikir ve ardından örnekleme durdurulur.
   • Tüm talimatları EpochProgram olarak birleştir

3. EpochProgram'un girişi için nonce'u rastgele sayı tohum olarak kullanın.

4. EpochProgram'a karşılık gelen R1CS ve input'u birleştirerek, witness(R1CS ataması) hesaplama.

5. Tüm witness'lar hesaplandıktan sonra, bu witness'lar ilgili merkle ağacının yaprak düğüm dizisine dönüştürülecektir, merkle ağacı 8 derinliğinde 8'li K-ary Merkle ağacıdır.

6. Merkle kökünü hesaplayın ve bunu çözümün proof_target'ına dönüştürün, bunun mevcut epoch'un latest_proof_target'ını karşılayıp karşılamadığını kontrol edin, eğer karşılıyorsa hesaplama başarılıdır, yukarıda oluşturulan giriş için gerekli ödül adresini, epoch_hash'ı ve counter'ı çözüm olarak hesaplayın ve yayınlayın.

7. Aynı epoch içinde EpochProgram'ın girdisini güncellemek için counter'ı yineleyerek birden fazla çözüm hesaplaması yapılabilir.

Madenciliğin Değişimi ve Etkisi

Bu güncellemeden sonra, puzzle proof üretiminden witness üretimine dönüştü, her bir epoch içindeki tüm çözüm hesaplama mantığı tutarlı ancak farklı epochların hesaplama mantığı oldukça farklı.

Önceki test ağından, birçok optimizasyon yönteminin, madencilik verimliliğini artırmak amacıyla GPU kullanarak proof oluşturma aşamasındaki MSM ve NTT hesaplamalarını optimize etmeye odaklandığını görebiliriz; bu güncelleme, bu hesaplamaların tamamen ortadan kaldırılmasını sağladı. Aynı zamanda, witness oluşturma süreci, epoch değişimlerini takip eden bir programı yürütmekten kaynaklandığı için, içindeki talimatların bazı seri yürütme bağımlılıkları olacaktır, bu nedenle paralelleştirmenin gerçekleştirilmesi önemli zorluklar içermektedir.