Aleo: プライバシーブロックチェーンの先駆者

Aleoはプライバシー保護に特化したブロックチェーンプロジェクトで、ゼロ知識証明技術（ZKP）を利用して、より高いレベルのプライバシーとスケーラビリティを実現しています。このプロジェクトの核心理念は、ユーザーが個人データを保護しながら、認証とデータ処理を行えるようにすることです。

プロジェクト概要

プライバシー性

Aleoのコアはゼロ知識証明（ZKPs）技術で、トランザクションとスマートコントラクトの実行をプライバシーを保持したままで行うことを保証します。ユーザーのトランザクションの詳細はデフォルトで隠されており、この設計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な開示を可能にし、DeFiアプリケーションの発展に非常に適しています。

主要コンポーネントは次のとおりです：

1. Leo コンパイラ言語：Rust を基に改編され、ゼロ知識アプリケーション（ZKApps）の開発に特化しており、開発者の暗号学知識の要求を低減しました。

2. snarkVM と snarkOS：snarkVM はオフチェーンで計算を実行し、オンチェーンでは計算結果のみ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確保し、許可なしで機能を実行することを可能にします。

3. 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、および 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 は統合開発環境（IDE）とソフトウェア開発キット（SDK）を提供しており、開発者が迅速にアプリケーションを作成して公開できるよう支援しています。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く、プラットフォームのリスクを低減します。

###スケーラビリティ

Aleoはoff-chainの処理方式を採用しており、取引はまずユーザーのデバイス上で証明を計算し、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。この方式により、取引の処理速度とシステムのスケーラビリティが大幅に向上し、ネットワークの混雑や高額な手数料を回避できます。

コンセンサス機構

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を強化します。

1. 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エクスペリエンスを向上させます。

2. 非中央集権の保障：ブロックの生成とcoinbaseの生成を分離することで、バリデーターがブロックを生成し、証明者が証明計算を行い、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。

3. 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、ネットワークの分散化の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ため、特に長時間実行が必要な機械学習などに適しています。

最新の開発

Aleoは7月1日にインセンティブテストネットを開始する予定で、以下は重要な最新情報です：

1. ARC-100 投票通過：合規に関する事項、ネット上の資金のロックおよび遅延入金などのセキュリティ対策に関する提案が承認され、チームは最終調整を行っています。

2. バリデーターインセンティブプログラム：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布されます。

3. 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%です。これらのトークンは主にCoinbaseのタスクから来ており、最初の6ヶ月間に配布されます。

4. 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、完了後は新機能が追加されず、ネットワークはメインネットに類似します。

5. コードの凍結：1週間前に完了しました。

6. 検証ノード拡張計画：初期の検証ノードの数は15個で、目標は年内に50個に増加し、最終的に500個に達することです。

シンセシスパズル：新しいアルゴリズムの解析

Aleo の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的に共通の EpochProgram を生成します。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 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、それを solution の proof_target に変換します。

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アルゴリズムプロセス

1. 各回のパズル計算はノンスと呼ばれ、受信するマイニング報酬のアドレス、エポックハッシュ、ランダム数カウンターから構築されます。

2. 各エポックにおいて、すべてのプロバーが計算するEpochProgramは同じであり、現在のepoch_hashから生成されたランダム数が命令セットからサンプリングされます。

3. nonceをランダム数シードとして使用してEpochProgramの入力を生成します。

4. EpochProgram に対応する R1CS と input を集約し、ウィットネス計算を行います。

5. すべての witness を計算した後、Merkle tree の葉ノードシーケンスに変換します。

6.マークルルートのproof_targetを計算し、それを解に変換して、現在のエポックのlatest_proof_targetが満たされるかどうかを判断します。

7. 同じエポック内でカウンターをイテレートしてEpochProgramの入力を更新することで、複数回のソリューション計算が可能です。

マイニングの変化と影響

新しいパズルは、生成された証明から生成された証人へと変更されました。各エポック内のすべてのソリューションの計算ロジックは一貫していますが、異なるエポック間では計算ロジックに大きな差異があります。この更新では、以前のMSMおよびNTT計算を廃止しました。同時に、証人を生成するプロセスは、エポックに応じて変化するプログラムを実行することを含んでおり、その命令には一部の逐次実行の依存関係があります。並行処理を実現することは、かなりの課題に直面することになります。

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