Aleo: Gizlilik ve ölçeklenebilirlik sağlamak için zk-SNARKs kullanarak

Aleo, sıfır bilgi kanıtı teknolojisi aracılığıyla daha fazla gizlilik ve ölçeklenebilirlik sağlayan gizlilik odaklı (ZKP) blok zinciri projesidir. Projenin temel fikri, kullanıcıların kişisel verileri ifşa etmeden verileri doğrulamasını ve işlemesini sağlamaktır.

Bu makalede Aleo projesinin genel görünümü ve en son gelişmeleri tanıtılacak, ayrıca yeni piyasaya sürülen puzzle algoritması detaylı bir şekilde açıklanacaktır.

Proje Özeti

gizlilik

Özünde Aleo, gizliliği korurken işlemlerin ve akıllı sözleşmelerin yürütülmesine olanak tanıyan (ZKPs) teknolojisine karşı sıfır bilgi kanıtıdır. Gönderen ve işlem tutarı gibi kullanıcının işlem ayrıntıları varsayılan olarak gizlidir. Bu tasarım yalnızca kullanıcı gizliliğini korumakla kalmaz, aynı zamanda gerektiğinde seçici ifşaya izin vererek DeFi uygulamalarının büyümesi için ideal hale getirir. Ana bileşenleri şunları içerir:

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

2. snarkVM ve snarkOS: snarkVM, hesaplamaların zincir dışında gerçekleştirilmesine ve yalnızca zincir üzerinde doğrulanmasına izin vererek verimliliği artırır. snarkOS, veri ve hesaplama güvenliğini sağlar ve izinsiz işlevlerin yürütülmesine izin verir.

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

Aleo ayrıca, geliştiricilerin uygulamaları hızlı bir şekilde yazmasını ve yayınlamasını desteklemek için entegre bir geliştirme ortamı (IDE) ve bir yazılım geliştirme kiti (SDK) sağlar. Buna ek olarak, geliştiriciler uygulamaları üçüncü taraflara güvenmeden Aleo'nun program kayıt defterinde dağıtabilir ve bu da platform riskini azaltır.

Ölçeklenebilirlik

Aleo, off-chain işleme yöntemini benimsemiştir; işlemler önce kullanıcı cihazında kanıt hesaplanır ve ardından yalnızca doğrulama sonuçları blok zincirine yüklenir. Bu yöntem, işlemlerin işlenme hızını ve sistemin ölçeklenebilirliğini büyük ölçüde artırmakta, Ethereum gibi ağ tıkanıklığı ve yüksek ücretlerden kaçınmaktadır.

konsensüs mekanizması

Aleo, doğrulayıcıların anlık nihaiğini ve kanıtlayıcıların hesaplama gücünü birleştiren, hibrit mimarili bir konsensüs mekanizması olan AleoBFT'yi tanıttı. AleoBFT, ağın merkeziyetsizlik derecesini artırmanın yanı sıra performans ve güvenliği de güçlendirir.

1. Blok hızlı kesinliği: AleoBFT, her blok oluşturulduktan sonra hemen onaylanmasını sağlar, bu da düğüm kararlılığını ve kullanıcı deneyimini artırır.

2. Merkeziyetsiz Güvence: Blok üretimini coinbase üretiminden ayırarak, doğrulayıcılar blokları oluşturmakla, kanıtlayıcılar ise kanıt hesaplaması ile sorumludur, böylece azınlık varlıkların ağı tekelleştirmesi engellenir.

3. Teşvik Mekanizması: Doğrulayıcılar ve kanıtlayıcılar blok ödüllerini paylaşır; kanıtlayıcıları, stake edilmiş tokenlerle doğrulayıcı olmaya teşvik ederek ağın merkezsizlik derecesini ve hesaplama gücünü artırır.

Aleo, geliştiricilerin gas kısıtlaması olmayan uygulamalar oluşturmasına izin verir, bu nedenle özellikle uzun süreli çalışmaya ihtiyaç duyan makine öğrenimi gibi uygulamalar için uygundur.

Son Gelişmeler

Aleo, 1 Temmuz'da teşvikli test ağını başlatacak, işte bazı önemli güncellemeler:

1. ARC-100 oylaması kabul edildi: ARC-100( "Aleo geliştiricileri ve operatörleri için uyum en iyi uygulamaları" önerisi, uyum konuları, Aleo ağı üzerindeki fonların kilitlenmesi ve gecikmeli hesaplara geçiş gibi güvenlik önlemlerini içermektedir. ) oylaması sona erdi ve kabul edildi. 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 milyon Aleo puanı ödül olarak dağıtılacak. Düğümler tarafından üretilen puanların yüzdesi, ödül payını belirleyecek, her doğrulayıcının ödül alabilmesi için en az 100 token kazanması gerekecek. Detaylar henüz netleşmedi.

3. Başlangıç arzı ve dolaşım arzı: Başlangıç arzı 1.5 milyar token, başlangıçta dolaşımda olan arz yaklaşık %10 ( henüz kesinleşmemiştir ). Bu tokenlar esasen Coinbase görevlerinden gelmektedir ( 750 milyon ), ilk altı ay içinde dağıtılacak ve aynı zamanda stake etme, doğrulayıcı çalıştırma ve doğrulama düğümlerinin ödüllerini içerecektir.

4. Testnet Beta Sıfırlama: Bu son ağ sıfırlamasıdır, tamamlandıktan sonra hiçbir yeni özellik eklenmeyecek ve ağ Mainnet'e benzer olacaktır. Sıfırlama, ARC-41 ve yeni bulmaca özelliğini eklemekti.

5. Kodun dondurulması: Kod dondurulması bir hafta önce tamamlandı.

6. Doğrulayıcı düğüm genişletme planı: Başlangıçta doğrulayıcı düğüm sayısı 15'tir, hedef yıl içinde 50'ye, nihayetinde 500'e ulaşmaktır. Temsilci olmak için 10.000 token, doğrulayıcı olmak için 10.000.000 token gereklidir, bu miktarlar zamanla kademeli olarak azalacaktır.

Synthesis Puzzle algoritması analizi

Aleo, yakın zamanda en son puzzle algoritmasının güncellemesini yaptı, yeni algoritma artık zk proof sonuçlarının üretilmesine odaklanmıyor, MSM ve NTT hesaplamalarını kaldırdı, proof'tan önceki ara veriler olan witness'ın üretilmesine odaklanıyor.

! Aleo'nun en son algoritması Synthesis Puzzle'ın Yorumlanması: Web3 Gizlilik Devrimine Öncülük Etmek

konsensüs süreci

Konsensüs protokolü açısından, süreçte prover ve validator sırasıyla hesaplama sonucu solution üretmekte ve block oluşturup solution'u birleştirip paketlemektedir. Süreç aşağıdaki gibidir:

1. Prover, bir çözüm oluşturmak için bulmacayı hesaplar ve bunu ağa yayınlar

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

3. Solution'un geçerliliği, epoch_hash'inin validator tarafından tutulan latest_epoch_hash ile uyuşup uyuşmadığını, hesaplanan proof_target'ın ağdaki validator tarafından tutulan latest_proof_target ile uyuşup uyuşmadığını kontrol etmeyi gerektirir. Ayrıca bu block içinde bulunan solution sayısı konsensüs sınırından daha az olmalıdır.

4. Etkili çözümler için fikir birliği ödülleri alınabilir

Detaylı Sentez Bulmacası

Son sürüm algoritmasının çekirdeği Synthesis Puzzle olarak adlandırılmaktadır. Bu çekirdek, her epoch için sabit bir ortak EpochProgram üretmeyi hedeflemektedir. Girdi ve EpochProgram için R1CS kanıt devresi inşa ederek, karşılık gelen R1CS atamasası ( yani witness ) oluşturulmakta ve Merkle ağacının yaprak düğümü olarak kullanılmaktadır. Tüm yaprak düğümleri hesaplandıktan sonra Merkle kökü üretilmekte ve çözümün proof_target'ine dönüştürülmektedir. Synthesis Puzzle'ı inşa etmenin detaylı süreç ve standartları aşağıdadır:

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

2. Her bir epoch'ta, ağdaki tüm prover'ların hesaplaması gereken EpochProgram aynı, bu, mevcut epoch_hash'tan üretilen rastgele sayılardan talimat setinden örneklem alınarak oluşturulur, örnekleme mantığı ise:

   • Talimat seti sabittir, her bir talimat (instruction) bir veya daha fazla hesaplama işlemi içerir, her bir talimatın önceden belirlenmiş bir ağırlığı ve işlem sayısı vardır.
   • Mevcut epoch_hash'e göre rastgele sayı üretmek için örnekleme yapılır, bu rastgele sayıya göre talimat setinden ağırlıklarla talimatlar alınır ve sıralanır, 97'ye kadar işlem sayısı birikir ve ardından örnekleme durdurulur.
   • Tüm komutları EpochProgram olarak birleştir

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

4. EpochProgram'un karşılık gelen R1CS ve input'unu birleştirerek witness(R1CS atamasını) hesaplayın.

5. Tüm tanıklar hesaplandıktan sonra, 8 derinliğe sahip 8 elementli bir K-ary Merkle ağacı olan merkle ağacına karşılık gelen bir yaprak düğümü dizisine dönüştürülecektir.

6. Merkle kökünü hesaplayın ve çözümün proof_target dönüştürün, mevcut dönemin latest_proof_target karşılayıp karşılamadığını belirleyin, eğer öyleyse hesaplama başarılı olur, çözüm olarak inşaat girdisi için gerekli olan ödül adresini, epoch_hash ve sayacı gönderin ve yayınlayın

7. Aynı dönemde, çözümü birden çok kez hesaplamak için sayacı yineleyerek EpochProgram'ın girişini güncelleyebilirsiniz.

madenciliğin değişimi ve etkileri

Bu güncellemeden sonra, puzzle proof üretiminden witness üretimine dönüştü, her epoch içindeki tüm çözüm hesaplama mantığı tutarlıdır ancak farklı epoch'ların hesaplama mantığı önemli ölçüde farklıdır.

Bu güncelleme, önceki testnet'te yaygın olarak kullanılan GPU optimizasyonlarını tamamen terk eder ve bir tanık oluşturma süreci, dönem değişikliklerini takip eden bir programın yürütülmesiyle oluşturulduğundan ve talimatların bazı seri yürütme bağımlılıklarına sahip olacağından, paralelleştirme oldukça zordur.