Aleo链引爆市场:ZK硬件制造商如何抢占先机?

2023-11-07 111 0

今天我们重点介绍,Aleo 带来的重点功能:

SnarkOS 和 SnarkVM

SnarkOS 是 Aleo 网络的核心节点软件,负责处理节点之间的 P2P 网络和通信,验证交易和共识。

而 SnarkVM 则是由客户端和节点运行的零知识执行环境(zkVM),它包含了 Aleo 的核心密码学原语,并负责生成证明等功能。

Narwhal-Bullshark共识机制(PoS)

大多数现有协议都会同时进行数据共享和排序,但这两个步骤相互限制。共享数据的速度只能与订购速度相同,而订购数据的速度也只能与共享速度相同。为了解决这个问题,现代基于DAG的协议采用了关键范式转变,即将这些功能解耦。

Aleo实现了Narwhal-Bullshark(NB)共识机制,分为两部分:

1. Narwhal是用于接收交易、验证器同步和订单交易的基于DAG的内存池;

2. Bullshark是提出区块并确定哪个区块有效的共识模型。

将内存池和共识分离也提高了系统的灵活性,因为未来任何一个组件都可以被更好的组件替换,而无需对整个共识模型进行彻底修改。

与其他替代品如Tendermint相比,NB的另一个优势是降低了复杂性。更简单的设计和更少的实现代码意味着出现错误的可能性更小。然而,NB的实际测试仍然比Tendermint少得多,唯一的实时实现是由Sui完成的。

通过 Coinbase 谜题激励硬件开发

工作量证明(PoW)共识机制是一种有效的机制,可以激励硬件和软件的进步。比特币挖矿是一个很好的例子,最初使用笔记本电脑(CPU),然后逐渐转向专用硬件(ASIC)。

Aleo 利用 Coinbase 谜题(也被称为简洁工作证明或 PoSW)来实现类似的好处,旨在降低零知识证明的生成成本并提高速度。与传统的 PoW 算法相比,Coinbase Puzzles 继承了相同的经济激励,但存在两个主要区别:

1、计算实际上具有实际价值:Coinbase 谜题的设计与零知识 (ZK) 计算密切相关,而不仅仅是通过暴力方法(如SHA256)解决一个简单的问题。这些谜题的主要目标是加速当前主导生成零知识证明的两个关键子过程 - 多标量乘法 (MSM) 和快速傅立叶变换 (FFT)。

2. 奖励按比例分配:PoSW 采用非赢者通吃的模式,而是根据每个矿工在区块中的贡献按比例奖励。这意味着即使只有基本验证硬件的矿工也能参与其中,从而实现更广泛的奖励分配。

Aleo 的实际运营与 Coinbase 谜题无关,即使没有它们,网络也能正常运行。然而,有趣的是,这是 ZK 硬件公司首次拥有可预测的收入来源(即 Aleo 代币),这改变了这些公司投资开发更先进 ZK 硬件的动力。此外,随着时间的推移,Coinbase 谜题变得越来越具有挑战性,这意味着矿工/验证者必须不断升级设备以继续获得奖励。

这有可能成为推动整个行业发展的关键因素,并间接使 Aleo 受益于更短的证明时间。

LEO智能合约语言

Leo 是一种高级编程语言,用于抽象较低级别的密码概念,这使得构建私有应用程序更加直观,无需自己编写 ZK 电路。

Leo 代码首先被编译成 Aleo 指令,然后进一步编译成 Aleo 虚拟机 (AVM) 可读的电路和低级指令。这些电路用于生成 ZK 证明,而 AVM 指令则用于程序评估。Leo 是由 Aleo 团队从头开始构建的,注重可读性。它的设计类似于 JavaScript 和 TypeScript,以降低已经熟悉这些语言的开发人员的学习难度(全球有超过 1200 万开发人员)。

zkValidator 的文章提供了关于 DSL 前景的概述。与其他 DSL 相比,Leo 的一个显著特点在于它包含了一个形式验证编译器。该编译器会检查代码在转换为较低级别表示形式时是否会产生预期的输出(从 Leo 代码到 Aleo 指令再到 R1CS)。尽管错误仍然可能在编程、审计和编译的各个阶段出现,但这样做有助于尽量减少错误被忽视或利用的风险。

14- 总结

尽管目前的区块链技术主要应用于金融领域,但隐私保护在区块链上可以实现更广泛的应用如身份解决方案、zkML、游戏等,同时为对隐私要求更高的新用户提供了机会。然而,这并不意味着 Aleo 和其他可编程隐私协议是区块链发展的终点。正如我们一开始提到的,有多种不同的方法可以实现这一目标,每种方法都有其优缺点和适用场景。

从一开始,Aleo 就面临着孤立的生态系统问题,缺乏良好的互操作性,需要激励用户和开发者加入。此外,在 Aleo 上进行私密构建的内容也存在限制,因为某些应用程序需要使用公共输入和全局状态更新(适用于所有可编程隐私协议)。最后,对于更复杂的程序来说,客户端证明仍然相对较慢且成本较高,这将限制 Aleo 可以实现的性能(影响所有使用 ZKP 的应用程序)

我们相信 Aleo 仍然领先于其最接近的竞争对手几年,并计划在今年晚些时候推出主网。尽管新项目可以从早期项目的错误中吸取教训,但可编程隐私是一个复杂的问题,有多种方法可以实现它(L1 与 L2、应用层隐私与基础层隐私等)。将想法转化为可投入生产的实施并非一帆风顺,因此看到新协议的时间表延迟也是可以理解的。例如,Aleo 自己的时间表已经多次推迟。

Aleo 为整个生态系统带来了一个优势,即通过 Coinbase 谜题实现激励性硬件加速。这使硬件制造商首次拥有了开发 ZK 硬件的经济激励,同时证明者也获得了可预测的收入来源。这一举措降低了资本投资的风险,并有可能推动证明硬件和软件的改进。

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