Dẫn đầu cuộc cách mạng về quyền riêng tư trong Blockchain: Khám phá sâu về thuật toán mới nhất của $Aleo

@AleoHQ là một dự án blockchain tập trung vào việc bảo vệ quyền riêng tư, đạt được sự riêng tư và khả năng mở rộng nâng cao thông qua công nghệ chứng minh không kiến thức (#ZKP). Ý tưởng cốt lõi của #$Aleo là cho phép người dùng xác minh danh tính và xử lý dữ liệu mà không cần tiết lộ thông tin cá nhân.

Bài viết này chủ yếu giới thiệu tổng quan về dự án $Aleo và những phát triển mới nhất của nó, với một diễn giải chi tiết về cập nhật thuật toán câu đố, điều này đang thu hút sự quan tâm lớn từ thị trường. Nếu điều này giúp bạn hiểu rõ hơn về @AleoHQ, hãy thoải mái cho nó một lượt thích.

Nhìn lướt qua Thuật toán Mới nhất ;) TLDR

Mạng lưới $Aleo tạo ra một mạch ZK ngẫu nhiên mỗi giờ;

Các thợ mỏ cần thử các nonce khác nhau làm đầu vào cho mạch trong khoảng thời gian đó, tính toán nhân chứng (tức là tất cả các biến trong mạch, quá trình tính toán này cũng được gọi là tổng hợp), và sau đó xác định gốc Merkle của nhân chứng để xem liệu nó có đáp ứng yêu cầu khó khăn trong việc khai thác hay không.

Do tính ngẫu nhiên của mạch, thuật toán khai thác này không thân thiện với GPU, gây ra những thách thức đáng kể trong việc tăng tốc tính toán.

Nền tảng Tài chính

$Aleo đã hoàn thành vòng gọi vốn Series A vào năm 2021, huy động được 28 triệu USD do a16z dẫn đầu, và hoàn thành vòng gọi vốn Series B trị giá 200 triệu USD vào năm 2024, với các nhà đầu tư bao gồm Kora Management, SoftBank Vision Fund 2, Tiger Global, Sea Capital, Slow Ventures và Samsung Next. Vòng gọi vốn này đã định giá $Aleo ở mức 1,45 tỷ USD.

Tổng quan Dự án

Quyền riêng tư

Cốt lõi của $Aleo là công nghệ chứng minh không kiến thức (ZKP), cho phép thực hiện các giao dịch và thực thi hợp đồng thông minh trong khi vẫn giữ được quyền riêng tư. Chi tiết giao dịch của người dùng, chẳng hạn như người gửi và số tiền giao dịch, 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:

#Ngôn Ngữ Lập Trình Leo: Được điều chỉnh từ ngôn ngữ #Rust, được thiết kế đặc biệt để phát triển các ứng dụng zero-knowledge (ZKApps), giảm yêu cầu kiến thức về mật mã cho các nhà phát triển.

snarkVM và snarkOS: snarkVM cho phép thực hiện các phép toán ngoài chuỗi, chỉ tải lên blockchain kết quả xác minh, từ đó cải thiện hiệu suất. snarkOS đảm bảo an ninh cho dữ liệu và các phép toán, đồng thời cho phép thực hiện chức năng không cần quyền.

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

$Aleo cũng cung cấp một môi trường phát triển tích hợp (IDE) và bộ công cụ phát triển phần mềm (SDK), giúp các nhà phát triển nhanh chóng viết và triển khai ứng dụng; ngoài ra, các nhà phát triển có thể triển khai ứng dụng trong danh bạ chương trình của $Aleo mà không cần dựa vào bên thứ ba, từ đó giảm thiểu rủi ro nền tảng.

Khả Năng Mở Rộng

$Aleo áp dụng phương pháp xử lý ngoài chuỗi, nơi các giao dịch được tính toán trước trên thiết bị của người dùng, và chỉ có kết quả xác minh được tải lên blockchain. Phương pháp này cải thiện đáng kể tốc độ xử lý giao dịch và khả năng mở rộng của hệ thống, tránh tình trạng tắc nghẽn mạng và phí cao tương tự như Ethereum.

Cơ Chế Đồng Thuận

$Aleo giới thiệu AleoBFT, một cơ chế đồng thuận kiến trúc lai kết hợp sự hoàn tất ngay lập tức của các validator với khả năng tính toán của các prover. AleoBFT không chỉ nâng cao tính phân quyền của mạng lưới mà còn cải thiện hiệu suất và an ninh.

Hoàn Tất Khối Nhanh: AleoBFT đảm bảo rằng mỗi khối được xác nhận ngay lập tức sau khi được tạo ra, tăng cường tính ổn định của nút và trải nghiệm người dùng.

Đảm Bảo Phân Quyền: Bằng cách tách biệt sản xuất khối khỏi việc tạo coinbase, các validator chịu trách nhiệm về việc tạo khối, trong khi các prover thực hiện các phép toán chứng minh, ngăn chặn một số thực thể chiếm lĩnh mạng lưới.

Cơ chế Khuyến khích: Các validator và prover chia sẻ phần thưởng khối; các prover được khuyến khích đặt cược token để trở thành validator, từ đó nâng cao mức độ phi tập trung và sức mạnh tính toán của mạng lưới.

$Aleo cho phép các nhà phát triển tạo ra các ứng dụng mà không bị giới hạn gas, điều này đặc biệt phù hợp cho các ứng dụng yêu cầu quy trình chạy lâu dài, chẳng hạn như học máy.

Các Phát Triển Hiện Tại

$Aleo sẽ ra mắt testnet khuyến khích vào ngày 1 tháng 7, và dưới đây là một số cập nhật quan trọng:

Bỏ phiếu ARC-100 Được Thông Qua: Bỏ phiếu cho ARC-100 (đề xuất "Thực hành Tốt nhất cho Sự tuân thủ của Các nhà phát triển và Vận hành $Aleo", giải quyết vấn đề tuân thủ, khóa quỹ và giao dịch bị trì hoãn trên mạng $Aleo để đảm bảo an ninh) đã kết thúc với sự chấp thuận. Nhóm đang thực hiện các điều chỉnh cuối cùng.

Chương Trình Khuyến Khích Validator: Chương trình này sẽ bắt đầu vào ngày 1 tháng 7 và nhằm mục đích xác thực cơ chế câu đố mới. Chương trình sẽ kéo dài đến ngày 15 tháng 7, trong đó 1 triệu điểm $Aleo sẽ được phân bổ làm phần thưởng. Tỷ lệ phần trăm điểm được tạo ra bởi các nút sẽ xác định phần thưởng của họ, với mỗi validator yêu cầu kiếm ít nhất 100 token để đủ điều kiện nhận thưởng. Các chi tiết cụ thể vẫn chưa được hoàn tất.

Cung Ban Đầu và Cung Lưu Thông: Cung ban đầu là 1,50 tỷ token, với cung lưu thông ban đầu khoảng 10% (chưa được hoàn tất). Các token này chủ yếu đến từ nhiệm vụ Coinbase (75 triệu), sẽ được phân phối trong sáu tháng đầu, cũng bao gồm phần thưởng cho việc đặt cược, vận hành validator và xác thực nút.

Đặt Lại Testnet Beta: Đây là lần đặt lại mạng cuối cùng, và sẽ không có tính năng mới nào được thêm vào sau khi hoàn thành; mạng sẽ tương tự như mainnet. Việc đặt lại nhằm thêm ARC-41 và chức năng câu đố mới.

Đóng Băng Mã: Việc đóng băng mã đã hoàn tất một tuần trước.

Kế Hoạch Mở Rộng Nút Validator: Số lượng nút validator ban đầu là 15, với mục tiêu tăng lên 50 trong năm nay và cuối cùng đạt 500.Để trở thành một người ủy quyền, cần 10 nghìn token, trong khi để trở thành một người xác thực, cần 10 triệu token; các số lượng này sẽ dần dần giảm theo thời gian.

Diễn giải Cập nhật Thuật toán

$Aleo gần đây đã công bố tin tức về testnet mới nhất, cùng với một cập nhật cho phiên bản mới nhất của thuật toán câu đố. Thuật toán mới không còn tập trung vào việc tạo ra các kết quả zk proof, loại bỏ MSM và NTT (cả hai đều là các mô-đun tính toán được sử dụng rộng rãi trong zk để tạo ra các chứng thư; các người tham gia testnet trước đó đã tối ưu hóa hiệu suất của thuật toán này nhằm tăng cường phần thưởng khai thác) tính toán, mà thay vào đó tập trung vào việc tạo ra các dữ liệu trung gian làm chứng trước khi sản xuất các chứng thư. Chúng tôi cung cấp một giới thiệu ngắn gọn về thuật toán mới nhất dựa trên thông số chính thức của câu đố (https://t.co/7Kk5OMfKX7) và mã.

Quy trình đồng thuận

Tại cấp độ giao thức đồng thuận, quy trình liên quan đến các người chứng và các người xác thực, những người chịu trách nhiệm sản xuất các kết quả tính toán (giải pháp) và tạo ra các khối trong khi tổng hợp và đóng gói các giải pháp. Luồng quy trình diễn ra như sau:

1/ Người chứng tính toán các câu đố để xây dựng các giải pháp và phát sóng chúng tới mạng.

2/ Người xác thực tổng hợp các giao dịch và giải pháp cho khối mới tiếp theo, đảm bảo rằng số lượng giải pháp không vượt quá giới hạn đồng thuận (MAX_SOLUTIONS).

3/ Tính hợp pháp của giải pháp cần được xác minh với epoch_hash mà người xác thực duy trì so sánh với latest_epoch_hash, đảm bảo rằng proof_target đã tính toán khớp với latest_proof_target được duy trì bởi người xác thực trong mạng, và số lượng giải pháp được đưa vào khối phải thấp hơn giới hạn đồng thuận.

4/ Các giải pháp hợp lệ có thể kiếm được phần thưởng đồng thuận.

Câu đố Tổng hợp

Điểm cốt lõi của thuật toán mới nhất được gọi là Câu đố Tổng hợp, tập trung vào việc sản xuất một EpochProgram chung cho mỗi epoch. Bằng cách xây dựng các mạch chứng R1CS cho các đầu vào và EpochProgram, nó tạo ra các phân bổ R1CS tương ứng (thường được gọi là các nhân chứng) để phục vụ như các nút lá của cây Merkle.Sau khi tính toán tất cả các nút lá, nó sẽ tạo ra Merkle root và chuyển đổi nó thành proof_target cho giải pháp. Quy trình chi tiết và các thông số để xây dựng Synthesis Puzzle như sau:

1/ Mỗi phép toán của câu đố được gọi là nonce, được xây dựng từ địa chỉ nhận phần thưởng khai thác, epoch_hash và một bộ đếm ngẫu nhiên. Mỗi khi một giải pháp mới được tính toán, một nonce mới có thể được lấy bằng cách cập nhật bộ đếm.

2/ Trong mỗi kỷ nguyên, tất cả các prover trong mạng tính toán cùng một EpochProgram, được lấy mẫu từ tập hợp lệnh dựa trên một số ngẫu nhiên được tạo ra từ epoch_hash hiện tại. Logic lấy mẫu như sau:

· Tập hợp lệnh là cố định, với mỗi lệnh chứa một hoặc nhiều phép toán tính toán, mỗi lệnh có trọng số và số lượng phép toán đã được thiết lập trước.

· Trong quá trình lấy mẫu, một số ngẫu nhiên được tạo ra dựa trên epoch_hash hiện tại, và các lệnh được lấy và sắp xếp từ tập hợp lệnh theo trọng số cho đến khi tổng số phép toán đạt 97, tại thời điểm đó việc lấy mẫu dừng lại.

· Tất cả các lệnh sau đó được kết hợp để hình thành EpochProgram.

3/ Nonce được sử dụng như một hạt giống ngẫu nhiên để tạo ra các đầu vào cho EpochProgram.

4/ R1CS tương ứng với EpochProgram và đầu vào được tổng hợp để thực hiện các phép toán chứng kiến (gán R1CS).

5/ Sau khi tính toán tất cả các chứng kiến, những chứng kiến này được chuyển đổi thành chuỗi nút lá tương ứng của cây Merkle, đây là một cây Merkle 8 độ sâu và 8 phân nhánh.

6/ Merkle root được tính toán và chuyển đổi thành proof_target cho giải pháp, kiểm tra xem nó có đáp ứng yêu cầu của proof_target mới nhất trong kỷ nguyên hiện tại hay không. Nếu nó đáp ứng tiêu chí, phép tính thành công, và địa chỉ phần thưởng cần thiết, epoch_hash và bộ đếm để xây dựng đầu vào được nộp như một giải pháp và được phát sóng.

7/ Trong cùng một kỷ nguyên, nhiều phép tính giải pháp có thể được thực hiện bằng cách lặp lại bộ đếm để cập nhật các đầu vào cho EpochProgram.

Những thay đổi và tác động đến việc khai thác

Sau bản cập nhật này, bài toán đã chuyển từ việc tạo ra chứng cứ sang việc tạo ra nhân chứng. Logic tính toán cho tất cả các giải pháp trong mỗi kỷ nguyên là nhất quán, nhưng có những khác biệt đáng kể trong logic tính toán giữa các kỷ nguyên khác nhau.

Từ mạng thử nghiệm trước đó, chúng tôi đã phát hiện rằng nhiều phương pháp tối ưu hóa tập trung vào việc sử dụng GPU để tối ưu hóa các phép toán MSM và NTT trong quá trình tạo chứng cứ nhằm cải thiện hiệu quả khai thác. Bản cập nhật này hoàn toàn loại bỏ phần tính toán đó. Đồng thời, quy trình tạo ra nhân chứng phát sinh từ việc thực thi một chương trình theo dõi sự thay đổi trong các kỷ nguyên, nơi một số lệnh sẽ có sự phụ thuộc thực thi tuần tự. Vì vậy, việc đạt được tính song song gặp nhiều thách thức đáng kể.