Aleo: Privacidade e escalabilidade com provas de conhecimento zero

O Aleo é um projeto de blockchain focado em privacidade que alcança maior privacidade e escalabilidade por meio de (ZKP) tecnologia à prova de conhecimento zero. A ideia central do projeto é permitir que os utilizadores autentiquem e processem dados sem revelar dados pessoais.

Este artigo apresentará a visão geral do projeto e o progresso mais recente do Aleo, e explicará em detalhes seu novo algoritmo de quebra-cabeça.

Resumo do projeto

privacidade

O núcleo da Aleo são os zk-SNARKs ( ZKPs ), que permitem que as transações e a execução de contratos inteligentes sejam realizadas mantendo a privacidade. Os detalhes da transação dos usuários, como o remetente e o montante da transação, estão ocultos por padrão. Este design não apenas protege a privacidade dos usuários, mas também permite a divulgação seletiva quando necessário, sendo muito adequado para o desenvolvimento de aplicações DeFi. Seus principais componentes incluem:

1. Leo linguagem de compilação: adaptada da linguagem Rust, especialmente para o desenvolvimento de zk-SNARKs (ZKApps), reduzindo a exigência de conhecimentos de criptografia para os desenvolvedores.

2. snarkVM e snarkOS: snarkVM permite a execução de cálculos fora da cadeia, com a verificação dos resultados dos cálculos apenas na cadeia, aumentando assim a eficiência. snarkOS garante a segurança dos dados e dos cálculos, permitindo a execução de funcionalidades sem permissão.

3. zkCloud: Fornece um ambiente de computação off-chain seguro e privado que suporta interação programática 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; além disso, os desenvolvedores podem implantar aplicações no registro de programas da Aleo, sem depender de terceiros, o que reduz o risco da plataforma.

Escalabilidade ###

A Aleo emprega uma abordagem off-chain, onde as transações primeiro computam provas no dispositivo do usuário e, em seguida, apenas carregam os resultados da verificação para o blockchain. Este método melhora muito a velocidade de processamento das transações e a escalabilidade do sistema, evitando o congestionamento da rede e altas taxas semelhantes ao Ethereum.

mecanismo de consenso

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

1. Conclusão rápida do bloco: o AleoBFT garante que cada bloco seja confirmado imediatamente após ser gerado, melhorando a estabilidade do nó e a experiência do usuário.

2. Garantia de descentralização: Ao separar a produção de blocos da geração de moedas, os validadores são responsáveis pela geração de blocos, e os provadores realizam cálculos de prova, evitando que algumas entidades monopolizem a rede.

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

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

Últimos desenvolvimentos

Aleo irá lançar a rede de testes incentivados em 1 de julho, aqui estão algumas informações importantes:

1. Votação do ARC-100 aprovada: A proposta "ARC-100( Melhores Práticas de Conformidade para Desenvolvedores e Operadores Aleo", que envolve medidas de segurança relativas à conformidade, bloqueio de fundos na rede Aleo e atrasos na contabilização, já teve a votação encerrada e foi aprovada. A equipe está fazendo os ajustes finais.

2. Plano de Incentivo para Validadores: Este plano será lançado a 1 de julho, com o objetivo de validar o novo mecanismo de puzzle. O plano funcionará até 15 de julho, durante o qual serão distribuídos 1 milhão de pontos Aleo como recompensa. A percentagem de pontos gerados pelos nós irá determinar a sua parte da recompensa, sendo que cada validador deve ganhar pelo menos 100 tokens para receber a recompensa. Os detalhes específicos ainda não foram finalizados.

3. Fornecimento inicial e fornecimento circulante: O fornecimento inicial é de 1,5 bilhão de tokens, e o fornecimento circulante inicial é de aproximadamente 10% ) ( ainda não foi finalizado. Esses tokens, que vêm principalmente da Coinbase Mission )7500 10.000 (, serão distribuídos ao longo dos primeiros seis meses, juntamente com recompensas por staking, execução de validadores e validadores.

4. Testnet Beta Reset: Esta é a última redefinição de rede, nenhum novo recurso será adicionado após a conclusão, e a rede será semelhante à Mainnet. A redefinição foi para adicionar ARC-41 e o novo recurso de quebra-cabeça.

5. Congelamento de código: o congelamento de código foi concluído há uma semana.

6. Plano de Expansão do Validador: O número inicial de validadores é de 15, com o objetivo de aumentar para 50 dentro do ano e, eventualmente, chegar a 500. São necessários 10.000 tokens para se tornar um delegador e 10 milhões de tokens para se tornar um validador, e essas quantidades diminuirão gradualmente ao longo do tempo.

Interpretação do Algoritmo Synthesis Puzzle

Aleo recentemente atualizou a versão mais recente do algoritmo puzzle, o novo algoritmo não se concentra mais na geração de resultados zk proof, removeu os cálculos MSM e NTT, e foca na geração dos dados intermediários witness antes da criação do proof.

![Interpretação do mais recente algoritmo Synthesis Puzzle da Aleo: liderando a revolução da privacidade Web3])https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-fd98786228320367ac6fe8f41a965499.webp(

) processo de consenso

No nível do protocolo de consenso, o provedor e o validador são responsáveis por gerar o resultado do cálculo (solution) e criar blocos e agregar o packaging da solution, respectivamente. O processo é o seguinte:

1. O Prover calcula o puzzle, constrói soluções e as transmite para a rede.

2. Agregação de transações de Validator e solução para o próximo bloco, garantindo que o número de soluções não exceda o limite de consenso ###MAX_SOLUTIONS(

3. A legalidade da solução precisa verificar se o epoch_hash corresponde ao latest_epoch_hash mantido pelo validador, se o proof_target calculado corresponde ao latest_proof_target mantido pelos validadores na rede, e se o número de soluções incluídas nesse bloco é menor do que o limite de consenso.

4. Uma solução válida pode obter recompensas de consenso

) Explicação do Synthesis Puzzle

A versão mais recente do núcleo do algoritmo é chamada de Synthesis Puzzle, cujo núcleo é gerar um EpochProgram comum fixo para cada epoch. Através da construção de um circuito de prova R1CS para a entrada e o EpochProgram, é gerado o correspondente R1CS assignment ###, ou seja, witness (, que serve como nó folha da árvore Merkle. Após calcular todos os nós folha, gera-se a raiz Merkle e converte-se no proof_target da solução. O processo detalhado e as normas para construir o Synthesis Puzzle são as seguintes:

1. Cada cálculo de puzzle é chamado de nonce, que é construído a partir do endereço que recebe a recompensa de mineração, epoch_hash e um número aleatório counter. Sempre que for necessário calcular uma nova solução, um novo nonce pode ser obtido atualizando o counter.

2. Em cada epoch, todos os provers na rede precisam calcular o mesmo EpochProgram, que é amostrado do conjunto de instruções a partir de um número aleatório gerado pelo hash do epoch atual, a lógica de amostragem é:

   • O conjunto de instruções é fixo, cada instrução )instruction( contém uma ou mais operações de cálculo, cada instrução tem um peso pré-definido e uma contagem de operações.
   • Durante a amostragem, um número aleatório é gerado de acordo com a epoch_hash atual, e as instruções são obtidas a partir do conjunto de instruções combinado com pesos de acordo com o número aleatório e dispostos em ordem, e a amostragem é interrompida após a contagem cumulativa da operação atingir 97
   • Compor todos os comandos em EpochProgram

3. Use nonce como uma semente de número aleatório para gerar entrada para o EpochProgram

4. Agregar o R1CS e a entrada correspondentes ao EpochProgram, realizar o cálculo da atribuição do witness)R1CS(.

5. Após calcular todos os witnesses, esses witnesses serão convertidos na sequência de nós folha correspondentes da árvore Merkle, a árvore Merkle é uma árvore Merkle K-ária de 8 filhos com profundidade 8.

6. Calcule a raiz merkle e converta-a para o proof_target da solução, determine se satisfaz os latest_proof_target da época atual, em caso afirmativo, o cálculo é bem-sucedido, envie o endereço de recompensa, epoch_hash e contador necessários para a entrada de construção como a solução e difunda-a

7. Na mesma época, você pode atualizar a entrada do EpochProgram iterando o contador para calcular a solução várias vezes

![Interpretação do mais recente algoritmo Synthesis Puzzle da Aleo: liderando a revolução de privacidade do Web3])https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-248292393dc48af499b670cbe18d5eaf.webp(

) Mudanças e Impactos da Mineração

Após esta atualização, o puzzle passou de gerar proof para gerar witness, a lógica de cálculo de todas as soluções dentro de cada epoch é consistente, mas a lógica de cálculo entre diferentes epochs apresenta diferenças significativas.

Esta atualização abandona completamente as otimizações de GPU que eram amplamente utilizadas no testnet anterior, e como o processo de geração de uma testemunha é gerado pela execução de um programa que segue as mudanças de época, e as instruções terão algumas dependências de execução serial, a paralelização é bastante desafiadora.