Aleo: Конфіденційність і масштабованість з доказами з нульовим розголошенням

Aleo є блокчейн-проектом, який зосереджений на захисті конфіденційності, що реалізує вищу конфіденційність і масштабованість за допомогою технології zk-SNARKs (ZKP). Основна ідея проекту полягає в тому, щоб дозволити користувачам здійснювати верифікацію особи та обробку даних без розкриття особистих даних.

У цій статті буде представлено огляд проекту Aleo та його останні досягнення, а також детальний аналіз нової алгоритму puzzle.

Огляд проекту

Конфіденційність

Основою Aleo є zk-SNARKs (ZKPs) технологія, яка дозволяє виконання транзакцій та смарт-контрактів при збереженні конфіденційності. Деталі транзакцій користувачів, такі як відправник і сума транзакції, за замовчуванням приховані. Такий дизайн не тільки захищає конфіденційність користувачів, але й дозволяє при необхідності здійснювати вибіркове розкриття, що робить його дуже підходящим для розвитку DeFi-додатків. Основні компоненти включають:

1. Leo мова програмування: адаптована на основі мови Rust, спеціально призначена для розробки zk-SNARKs застосунків (ZKApps), зменшуючи вимоги до знань криптографії для розробників.

2. snarkVM та snarkOS: snarkVM дозволяє виконувати обчислення поза ланцюгом, а в ланцюзі лише перевіряти результати обчислень, що підвищує ефективність. snarkOS забезпечує безпеку даних та обчислень і дозволяє виконувати функції без дозволу.

3. zkCloud: забезпечує безпечне, приватне середовище для обчислень поза ланцюгом, підтримує програмну взаємодію між користувачами, організаціями та DAO.

Aleo також пропонує інтегроване середовище розробки (IDE) та набір інструментів для розробки програмного забезпечення (SDK), що підтримує розробників у швидкому написанні та публікації додатків; крім того, розробники можуть розгортати додатки в реєстрі програм Aleo без залежності від третіх сторін, що зменшує ризики платформи.

Масштабованість

Aleo використовує офчейн підхід, коли транзакції спочатку обчислюють докази на пристрої користувача, а потім лише завантажують результати перевірки в блокчейн. Цей метод значно покращує швидкість обробки транзакцій і масштабованість системи, уникаючи перевантаження мережі і високих комісій, аналогічних Ethereum.

механізм консенсусу

Aleo впровадив AleoBFT, це гібридний архітектурний механізм консенсусу, що поєднує миттєву фінальність валідаторів та обчислювальні можливості доказувачів. AleoBFT не лише підвищує рівень децентралізації мережі, але й покращує продуктивність і безпеку.

1. Швидка остаточність блоку: AleoBFT гарантує, що кожен блок підтверджується відразу після його генерації, покращуючи стабільність вузла та користувацький досвід.

2. Децентралізоване забезпечення: шляхом розділення виробництва блоків і генерації coinbase, валідатори відповідають за створення блоків, а доказники виконують обчислення доказів, щоб запобігти монополізації мережі небагатьма сутностями.

3. Механізм стимулювання: валідатори та доказувачі ділять блокові винагороди; заохочення доказувачів стати валідаторами через стейкінг токенів, що підвищує рівень децентралізації та обчислювальну потужність мережі.

Aleo дозволяє розробникам створювати програми без газу, що робить його ідеальним для довготривалих програм, таких як машинне навчання.

Останні новини

Aleo запустить тестову мережу з підтримкою винагород 1 липня, нижче наведена деяка важлива остання інформація:

1. Голосування за ARC-100 пройшло: пропозиція ARC-100( "Найкращі практики дотримання вимог для розробників та операторів Aleo" стосується аспектів дотримання вимог, блокування коштів в мережі Aleo та затримки зарахування тощо. Голосування завершено та було схвалено. Команда проводить фінальні коригування.

2. Програма стимулювання валідаторів: ця програма розпочнеться 1 липня і має на меті перевірку нової механіки puzzle. Програма триватиме до 15 липня, під час якої буде розподілено 1 мільйон Aleo балів як винагороду. Відсоток балів, отриманих вузлом, визначить його частку винагороди, кожен валідатор повинен заробити щонайменше 100 токенів, щоб отримати винагороду. Конкретні деталі ще не узгоджені.

3. Початкова пропозиція та обіг: Початкова кількість становить 1,5 мільярда токенів, початкова обігова пропозиція становить приблизно 10%) ще не остаточно визначена(. Ці токени в основному надходять з завдань Coinbase)7500 тисяч(, які будуть розподілені протягом перших шести місяців, а також включають нагороди за стейкінг, роботу валідаторів та верифікаційних вузлів.

4. Тестова мережа Beta скидання: це останнє скидання мережі, після завершення не будуть додаватися нові функції, мережа буде схожа на основну мережу. Скидання потрібно для додавання ARC-41 та нової функції puzzle.

5. Замороження коду: Замороження коду було завершено тиждень тому.

6. План розширення валідаційних вузлів: початкова кількість валідаційних вузлів становить 15, мета - збільшити їх до 50 протягом року, а в підсумку до 500. Щоб стати делегатом, потрібно 10 000 токенів, щоб стати валідаційним вузлом - 10 000 000 токенів, ці суми поступово зменшуватимуться з часом.

Інтерпретація алгоритму синтез-головоломки

Aleo нещодавно оновив останню версію алгоритму головоломки, який більше не фокусується на генерації результатів доказу zk, видаляє обчислення MSM і NTT, а зосереджується на генерації свідків проміжних даних до того, як будуть згенеровані докази.

![Інтерпретація останнього алгоритму Aleo Synthesis Puzzle: веде революцію приватності Web3])https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-fd98786228320367ac6fe8f41a965499.webp(

) Процес досягнення консенсусу

На рівні консенсусного протоколу, у його процесі prover та validator відповідно відповідають за отримання обчислювального результату solution та за створення блоку та агрегацію рішення. Процес виглядає наступним чином:

1. Професор розраховує головоломку, щоб побудувати рішення і транслювати його в мережу

2. Агрегація транзакцій валідатора та рішення для наступного нового блоку, гарантування того, що кількість рішень не перевищує обмеження консенсусу ###MAX_SOLUTIONS(

3. Легітимність рішення потрібно перевірити, чи відповідає epoch_hash останньому epoch_hash, що підтримується валідатором, чи відповідає proof_target, розрахований ним, останньому proof_target, що підтримується валідатором у мережі, і чи кількість рішень, що містяться в цьому блоці, менша за консенсусне обмеження.

4. Можна отримати консенсусні винагороди за ефективні рішення

) Головоломка синтезу в деталях

Остання версія алгоритму має назву Synthesis Puzzle, її основа полягає в тому, що для кожного epoch фіксовано генерується спільна EpochProgram. Створюючи R1CS доказові схеми для вхідних даних та EpochProgram, отримуємо відповідні R1CS призначення ###, тобто свідчення (, які виступають як листові вузли Меркле-дерева. Після обчислення всіх листових вузлів генерується корінь Меркле та перетворюється на proof_target розв'язання. Детальний процес побудови Synthesis Puzzle та його специфікації такі:

1. Кожен обчислення puzzle називається nonce, він створюється з адреси, що отримує винагороду за майнінг, epoch_hash та випадковим числом counter. Щоразу, коли потрібно обчислити новий solution, можна отримати новий nonce, оновивши counter.

2. В кожному епосі всі провайдери в мережі повинні розрахувати один і той же EpochProgram, що вибирається з інструкційного набору на основі випадкового числа, згенерованого з поточного epoch_hash. Логіка вибірки така:

   • Інструкційний набір є фіксованим, кожна інструкція )instruction( містить одну або кілька обчислювальних операцій, кожна інструкція має заздалегідь встановлену вагу та кількість операцій.
   • Під час вибірки випадкове число генерується на основі поточного epoch_hash, на основі цього випадкового числа з інструкційного набору отримуються інструкції з урахуванням ваги та упорядковуються, накопичення операційного рахунку зупиняється після досягнення 97.
   • Скомпонуйте всі інструкції в програму EpochProgram

3. Використовуйте nonce як насіння випадкових чисел для генерації вхідних даних EpochProgram

4. Агрегуйте R1CS та input, що відповідають EpochProgram, для виконання обчислення witness)R1CS assignment(.

5. Після того, як всі свідки будуть обчислені, вони будуть перетворені в послідовність листових вузлів, що відповідають дереву Меркла, яке є 8-елементним К-арійським деревом Меркла з глибиною 8

6. Обчислити merkle root та перетворити його на proof_target рішення, визначити, чи відповідає він останньому proof_target поточного epoch, якщо так, то обчислення успішне, подати адресу винагороди, epoch_hash та counter, необхідні для побудови вхідних даних, як рішення та транслювати.

7. У ту ж епоху можна оновити вхід EpochProgram, повторюючи лічильник для обчислення рішення кілька разів

![Розгляд нової алгоритму Aleo Synthesis Puzzle: Лідер Web3 революції приватності])https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-248292393dc48af499b670cbe18d5eaf.webp(

) Зміни та вплив майнінгу

Після цього оновлення puzzle перетворився з генерації proof на генерацію witness, логіка обчислення всіх рішень в кожному епосі є однією й тією ж, але логіка обчислення в різних епохах має значні відмінності.

Це оновлення повністю відмовляється від оптимізацій GPU, які широко використовувалися в попередній тестнеті, і оскільки процес генерації свідка генерується виконанням програми, яка слідує за змінами епохи, а інструкції матимуть деякі залежності послідовного виконання, розпаралелювання є досить складним завданням.