Aleo:零知識證明技術驅動的隱私保護區塊鏈

Aleo是一個聚焦於隱私保護的區塊鏈項目,通過零知識證明技術實現更高水平的隱私和可擴展性。該項目的核心理念是讓用戶能夠在不泄露個人信息的前提下進行身分驗證和數據處理。

項目概覽

隱私性

Aleo的核心是零知識證明(ZKPs)技術,使交易和智能合約能夠在保護隱私的同時執行。用戶的交易細節默認是隱藏的,但允許在必要時進行選擇性披露,這一特性非常適合DeFi應用的發展。其主要組件包括:

1. Leo編譯語言:專門用於開發零知識應用(ZKApps)的語言,降低了開發者對密碼學知識的要求。

2. snarkVM和snarkOS:前者允許鏈下執行計算,後者確保數據和計算的安全。

3. zkCloud:提供安全、私密的鏈下計算環境。

Aleo還提供了集成開發環境和軟件開發工具包,支持開發者快速編寫和發布應用。

可擴展性

Aleo採用了鏈下處理方式,交易首先在用戶設備上計算證明,然後僅將驗證結果上傳到區塊鏈。這種方式大大提高了交易處理速度和系統可擴展性,避免了網路擁堵和高昂費用問題。

共識機制

Aleo引入了AleoBFT,這是一種混合架構的共識機制,結合了驗證者的即時最終性和證明者的計算能力。AleoBFT不僅提高了網路的去中心化程度,還增強了性能和安全性。

1. 區塊快速最終性:確保每個區塊在生成後立即得到確認。

2. 去中心化保障:通過將區塊生產與coinbase生成分離,防止少數實體壟斷網路。

3. 激勵機制:驗證者和證明者共享區塊獎勵,鼓勵證明者通過質押代幣成爲驗證者。

Aleo允許開發者創建不受gas限制的應用程序,因此特別適用於機器學習等需要長時間運行的應用。

最新進展

Aleo將於7月1日啓動激勵測試網,以下是一些重要的最新信息:

1. ARC-100投票通過:涉及合規方面、網路上資金的鎖定和延時到帳等安全措施的提案已獲通過。

2. 驗證者激勵計劃:將於7月1日啓動,旨在驗證新的puzzle機制。計劃將運行至7月15日,期間將分配100萬Aleo積分作爲獎勵。

3. 代幣供應:初始供應量爲15億代幣,初始流通供應量約爲10%。

4. Testnet Beta重置:這是最後一次網路重置,完成後將不會添加新功能。

5. 代碼凍結:已於一周前完成。

6. 驗證節點擴展計劃:初始驗證節點數量爲15個,目標是在年內增加到50個,並最終達到500個。

Synthesis Puzzle算法解析

Aleo最新版的puzzle算法核心稱爲Synthesis Puzzle,其核心是針對每個epoch固定產生一個共同的EpochProgram,通過爲輸入和EpochProgram構建R1CS證明電路,產生對應R1CS assignment並作爲Merkle tree的葉子節點,計算出所有葉子節點後生成Merkle root並轉換爲solution的proof_target。

算法流程

1. 每次puzzle計算稱爲nonce,由接收挖礦獎勵的地址、epoch_hash和隨機數counter構建。

2. 每個epoch中,所有prover計算的EpochProgram相同,由當前epoch_hash產生的隨機數從指令集中抽樣出來。

3. 使用nonce作爲隨機數種子生成EpochProgram的輸入。

4. 聚合EpochProgram對應的R1CS和input,進行witness計算。

5. 計算出所有witness後,將其轉換爲Merkle tree的葉子節點序列。

6. 計算merkle root並轉換爲solution的proof_target,判斷是否滿足當前epoch的latest_proof_target。

7. 同一epoch中可通過迭代counter更新EpochProgram的輸入進行多次solution計算。

挖礦變化及影響

新算法將puzzle從生成proof轉變爲生成witness,每個epoch內的所有solution計算邏輯一致,但不同epoch間計算邏輯差異較大。這一變化摒棄了之前對MSM和NTT計算的優化,同時由於witness生成過程中存在串行執行依賴,實現並行化面臨較大挑戰。