Aleo: Thực hiện quyền riêng tư và khả năng mở rộng thông qua zk-SNARK

Aleo là một dự án blockchain tập trung vào quyền riêng tư, đạt được quyền riêng tư và khả năng mở rộng cao hơn thông qua (ZKP) công nghệ bằng chứng không kiến thức. Ý tưởng cốt lõi của dự án là cho phép người dùng xác thực và xử lý dữ liệu mà không tiết lộ dữ liệu cá nhân.

Bài viết này sẽ giới thiệu tổng quan về dự án Aleo và những tiến triển mới nhất, đồng thời phân tích chi tiết về thuật toán puzzle mới được ra mắt.

Tóm tắt dự án

tính riêng tư

Cốt lõi của Aleo là zk-SNARK ( ZKPs ) công nghệ, cho phép thực hiện giao dịch và hợp đồng thông minh trong khi vẫn giữ được sự riêng tư. Chi tiết giao dịch của người dùng, chẳng hạn như người gửi và số tiền giao dịch, theo mặc định được ẩn. Thiết kế này không chỉ bảo vệ quyền riêng tư của người dùng mà còn cho phép tiết lộ có chọn lọc khi cần thiết, rất phù hợp cho sự phát triển của các ứng dụng DeFi. Các thành phần chính bao gồm:

1. Ngôn ngữ biên dịch Leo: Được điều chỉnh từ ngôn ngữ Rust, nó được sử dụng đặc biệt để phát triển (ZKApps) ứng dụng không kiến thức, giúp giảm yêu cầu về kiến thức mật mã cho các nhà phát triển.

2. snarkVM và snarkOS: snarkVM cho phép thực hiện tính toán ngoài chuỗi, chỉ xác minh kết quả tính toán trên chuỗi, từ đó nâng cao hiệu quả. snarkOS đảm bảo an toàn dữ liệu và tính toán, đồng thời cho phép thực hiện các chức năng không cần giấy phép.

3. zkCloud: Cung cấp môi trường tính toán chuỗi ngoài an toàn và riêng tư, hỗ trợ tương tác lập trình giữa người dùng, tổ chức và DAO.

Aleo còn cung cấp môi trường phát triển tích hợp (IDE) và bộ công cụ phát triển phần mềm (SDK), hỗ trợ các nhà phát triển viết và phát hành ứng dụng nhanh chóng; ngoài ra, các nhà phát triển có thể triển khai ứng dụng trong sổ đăng ký chương trình của Aleo mà không cần phụ thuộc vào bên thứ ba, do đó giảm thiểu rủi ro cho nền tảng.

Khả năng mở rộng ###

Aleo sử dụng cách tiếp cận ngoài chuỗi, trong đó các giao dịch đầu tiên tính toán bằng chứng trên thiết bị của người dùng và sau đó chỉ tải kết quả xác minh lên blockchain. Phương pháp này cải thiện đáng kể tốc độ xử lý giao dịch và khả năng mở rộng của hệ thống, tránh tắc nghẽn mạng và phí cao tương tự như Ethereum.

cơ chế đồng thuận

Aleo đã giới thiệu AleoBFT, một cơ chế đồng thuận kiến trúc hỗn hợp, kết hợp tính cuối cùng ngay lập tức của các nhà xác thực và khả năng tính toán của các người chứng. AleoBFT không chỉ nâng cao mức độ phi tập trung của mạng lưới mà còn tăng cường hiệu suất và tính bảo mật.

1. Hoàn thiện khối nhanh: AleoBFT đảm bảo rằng mỗi khối được xác nhận ngay sau khi được tạo, cải thiện độ ổn định của nút và trải nghiệm người dùng.

2. Bảo đảm phi tập trung: Bằng cách tách biệt việc sản xuất khối và việc tạo coinbase, người xác thực sẽ chịu trách nhiệm tạo ra khối, người chứng minh thực hiện tính toán chứng minh, ngăn chặn một số ít thực thể độc quyền mạng.

3. Cơ chế khuyến khích: Người xác thực và người chứng minh chia sẻ phần thưởng khối; khuyến khích người chứng minh trở thành người xác thực thông qua việc đặt cọc token, từ đó nâng cao mức độ phi tập trung và khả năng tính toán của mạng.

Aleo cho phép các nhà phát triển tạo các ứng dụng không cần gas, lý tưởng cho các ứng dụng chạy lâu dài như học máy.

Những phát triển mới nhất

Aleo sẽ ra mắt một mạng thử nghiệm được khuyến khích vào ngày 1 tháng 7 và đây là một số cập nhật quan trọng:

1. ARC-100 bỏ phiếu thông qua: ARC-100( "Thực hành tốt về tuân thủ cho nhà phát triển và nhà điều hành Aleo", đề xuất liên quan đến các vấn đề tuân thủ, khóa tài sản trên mạng Aleo và các biện pháp an toàn như trì hoãn việc ghi có, bỏ phiếu đã kết thúc và được thông qua. Nhóm đang thực hiện các điều chỉnh cuối cùng.

2. Chương trình khuyến khích người xác thực: Chương trình này sẽ bắt đầu vào ngày 1 tháng 7, nhằm xác thực cơ chế puzzle mới. Chương trình sẽ kéo dài đến ngày 15 tháng 7, trong thời gian này sẽ phân phối 1 triệu điểm Aleo làm phần thưởng. Tỷ lệ phần trăm điểm do nút tạo ra sẽ quyết định phần thưởng của nó, mỗi người xác thực ít nhất cần kiếm được 100 token để nhận phần thưởng. Chi tiết cụ thể vẫn chưa được xác định.

3. Nguồn cung ban đầu và nguồn cung lưu thông: Nguồn cung ban đầu là 1.5 tỷ token, nguồn cung lưu thông ban đầu khoảng 10%) chưa được xác định cuối cùng(. Những token này chủ yếu đến từ nhiệm vụ Coinbase)7.5 triệu(, sẽ được phân phối trong sáu tháng đầu tiên, đồng thời bao gồm phần thưởng cho việc staking, vận hành xác thực viên và xác thực nút.

4. Đặt lại Testnet Beta: Đây là lần đặt lại mạng cuối cùng, sẽ không có tính năng mới nào được thêm vào sau khi hoàn thành và mạng sẽ tương tự như Mainnet. Việc thiết lập lại là để thêm ARC-41 và tính năng giải đố mới.

5. Đóng băng mã: Đóng băng mã đã hoàn thành cách đây một tuần.

6. Kế hoạch mở rộng trình xác thực: Số lượng trình xác thực ban đầu là 15, với mục tiêu tăng lên 50 trong năm và cuối cùng đạt 500. Cần 10.000 token để trở thành người ủy quyền và 10 triệu token để trở thành người xác thực và số lượng này sẽ giảm dần theo thời gian.

Giải thích thuật toán Synthesis Puzzle

Aleo gần đây đã cập nhật phiên bản mới nhất của thuật toán puzzle, thuật toán mới không còn tập trung vào việc tạo ra kết quả zk proof, đã loại bỏ việc tính toán MSM và NTT, mà tập trung vào việc tạo ra dữ liệu trung gian witness trước khi tạo proof.

![Giải thích thuật toán mới nhất của Aleo Synthesis Puzzle: Dẫn đầu cách mạng riêng tư Web3])https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-fd98786228320367ac6fe8f41a965499.webp(

) quy trình đồng thuận

Ở cấp độ giao thức đồng thuận, người chứng minh và trình xác thực chịu trách nhiệm tạo ra giải pháp kết quả tính toán và tạo khối, tương ứng, đồng thời tổng hợp và đóng gói giải pháp. Quy trình như sau:

1. Prover tính toán câu đố để xây dựng giải pháp và phát nó lên mạng

2. Giao dịch hợp nhất của Validator và giải pháp cho khối mới tiếp theo, đảm bảo số lượng giải pháp không vượt quá giới hạn đồng thuận ###MAX_SOLUTIONS(

3. Tính hợp pháp của Solution cần phải xác minh rằng epoch_hash của nó phù hợp với latest_epoch_hash do validator duy trì, proof_target được tính toán của nó phải phù hợp với latest_proof_target do validator trong mạng duy trì, đồng thời số lượng solution được bao gồm trong block đó phải nhỏ hơn giới hạn đồng thuận.

4. Giải pháp hiệu quả có thể nhận được phần thưởng đồng thuận

) Giải thích về Synthesis Puzzle

Phiên bản mới nhất của lõi thuật toán được gọi là Synthesis Puzzle, và cốt lõi của nó là tạo ra một EpochProgram chung cho mỗi lần cố định kỷ nguyên và bằng cách xây dựng một mạch chứng minh R1CS cho đầu vào và EpochProgram, R1CS tương ứng assignment### tức là witness( và hoạt động như một Merkle Các nút lá của cây, sau khi tính toán tất cả các nút lá, rễ Merkle được tạo ra và chuyển đổi thành proof_target của giải. Quy trình chi tiết và thông số kỹ thuật để xây dựng Câu đố tổng hợp như sau:

1. Mỗi lần tính toán puzzle được gọi là nonce, nó được xây dựng từ địa chỉ nhận thưởng khai thác, epoch_hash và một số ngẫu nhiên counter, mỗi lần cần tính toán solution mới có thể nhận được nonce mới bằng cách cập nhật counter.

2. Trong mỗi epoch, tất cả các prover trong mạng cần tính toán EpochProgram là giống nhau, nó được tạo ra từ số ngẫu nhiên được sinh ra từ epoch_hash hiện tại được lấy mẫu từ tập lệnh, logic lấy mẫu là:

   • Tập lệnh là cố định và mỗi lệnh )instruction( chứa một hoặc nhiều hoạt động tính toán và mỗi lệnh có trọng lượng và số lượng hoạt động đặt trước
   • Trong quá trình lấy mẫu, một số ngẫu nhiên được tạo ra theo epoch_hash hiện tại và các hướng dẫn được lấy từ tập lệnh kết hợp với trọng số theo số ngẫu nhiên và được sắp xếp theo thứ tự, và việc lấy mẫu được dừng sau khi số lượng hoạt động tích lũy đạt 97
   • Ghép tất cả các lệnh thành EpochProgram

3. Sử dụng nonce làm hạt giống số ngẫu nhiên để tạo đầu vào cho EpochProgram

4. Tập hợp R1CS và input tương ứng của EpochProgram, thực hiện tính toán phân bổ witness)R1CS assignment(.

5. Tính toán tất cả các witness, sau đó các witness này sẽ được chuyển đổi thành chuỗi các nút lá tương ứng của cây Merkle, cây Merkle là một cây Merkle K-ary 8 nhánh có độ sâu 8.

6. Tính toán merkle root và chuyển đổi nó thành proof_target của solution, xác định xem nó có đáp ứng latest_proof_target của epoch hiện tại hay không, nếu có thì tính toán thành công, nộp reward address, epoch_hash và counter cần thiết để xây dựng đầu vào như solution và phát sóng.

7. Trong cùng một kỷ nguyên, bạn có thể cập nhật đầu vào của EpochProgram bằng cách lặp lại bộ đếm để tính toán giải pháp nhiều lần

![Giải thích thuật toán mới nhất của Aleo Synthesis Puzzle: Dẫn đầu cuộc cách mạng quyền riêng tư Web3])https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-248292393dc48af499b670cbe18d5eaf.webp(

) Sự thay đổi và ảnh hưởng của việc khai thác

Sau lần cập nhật này, puzzle đã chuyển từ việc tạo proof sang tạo witness, tất cả logic tính toán solution trong mỗi epoch là giống nhau nhưng logic tính toán giữa các epoch khác nhau có sự khác biệt lớn.

Cập nhật lần này hoàn toàn loại bỏ các phương pháp tối ưu hóa GPU được sử dụng rộng rãi trong mạng thử nghiệm trước đó, đồng thời do quá trình tạo witness phát sinh từ việc thực hiện một chương trình thay đổi theo từng epoch, trong đó các lệnh sẽ có một số phụ thuộc vào việc thực hiện tuần tự, vì vậy việc thực hiện song song gặp không ít thách thức.