Aleo: Cadena de bloques de protección de la privacidad impulsada por la tecnología zk-SNARKs

Aleo es un proyecto de cadena de bloques enfocado en la protección de la privacidad, que logra un mayor nivel de privacidad y escalabilidad a través de la tecnología zk-SNARKs. La idea central del proyecto es permitir a los usuarios verificar su identidad y procesar datos sin revelar información personal.

Visión general del proyecto

privacidad

El núcleo de Aleo son los zk-SNARKs ( ZKPs ), que permiten que las transacciones y los contratos inteligentes se ejecuten protegiendo la privacidad. Los detalles de las transacciones de los usuarios están ocultos por defecto, pero se permite la divulgación selectiva cuando es necesario, lo que es muy adecuado para el desarrollo de aplicaciones DeFi. Sus componentes principales incluyen:

1. Lenguaje de compilación Leo: un lenguaje diseñado para desarrollar aplicaciones zk-SNARKs (ZKApps), que reduce los requisitos de conocimientos en criptografía para los desarrolladores.

2. snarkVM y snarkOS: el primero permite la ejecución de cálculos fuera de la cadena, mientras que el segundo garantiza la seguridad de los datos y cálculos.

3. zkCloud: proporciona un entorno de cálculo fuera de la cadena seguro y privado.

Aleo también ofrece un entorno de desarrollo integrado y un kit de herramientas de desarrollo de software, que apoyan a los desarrolladores para escribir y publicar aplicaciones rápidamente.

escalabilidad

Aleo utiliza un enfoque de procesamiento fuera de la cadena, donde las transacciones se calculan primero en el dispositivo del usuario y luego solo se sube el resultado de la verificación a la Cadena de bloques. Este método mejora significativamente la velocidad de procesamiento de transacciones y la escalabilidad del sistema, evitando problemas de congestión de red y costos elevados.

mecanismo de consenso

Aleo ha introducido AleoBFT, que es un mecanismo de consenso de arquitectura híbrida que combina la inmediatez de finalización de los validadores y la capacidad de cálculo de los demostradores. AleoBFT no solo mejora el grado de descentralización de la red, sino que también aumenta el rendimiento y la seguridad.

1. Finalidad rápida del bloque: asegurar que cada bloque sea confirmado inmediatamente después de su generación.

2. Garantía de descentralización: al separar la producción de bloques de la generación de coinbase, se evita que unas pocas entidades monopolicen la red.

3. Mecanismo de incentivos: los validadores y los demostradores comparten las recompensas de los bloques, fomentando que los demostradores se conviertan en validadores a través del staking de tokens.

Aleo permite a los desarrolladores crear aplicaciones que no están limitadas por gas, por lo que es especialmente adecuado para aplicaciones que requieren mucho tiempo de ejecución, como el aprendizaje automático.

Últimos avances

Aleo lanzará la red de prueba incentivada el 1 de julio, a continuación se presentan algunas noticias importantes:

1. Aprobación de la votación de ARC-100: se ha aprobado la propuesta que implica medidas de seguridad relacionadas con la conformidad, el bloqueo de fondos en la red y los retrasos en la llegada.

2. Plan de incentivos para validadores: se lanzará el 1 de julio, con el objetivo de validar el nuevo mecanismo de puzzle. El plan se ejecutará hasta el 15 de julio, durante el cual se asignarán 1,000,000 puntos Aleo como recompensa.

3. Suministro de tokens: la oferta inicial es de 1.5 mil millones de tokens, y la oferta circulante inicial es de aproximadamente el 10%.

4. Reinicio de Testnet Beta: este es el último reinicio de la red, después de completarse no se agregarán nuevas funciones.

5. Congelación de código: completada hace una semana.

6. Plan de expansión de nodos de validación: el número inicial de nodos de validación es de 15, con el objetivo de aumentar a 50 dentro del año y alcanzar finalmente 500.

Análisis del algoritmo Synthesis Puzzle

El último algoritmo puzzle de Aleo se llama Synthesis Puzzle, cuyo núcleo es la generación de un EpochProgram común fijo para cada epoch. A través de la construcción de un circuito de prueba R1CS para la entrada y el EpochProgram, se produce la correspondiente asignación R1CS y se utiliza como nodo hoja del árbol de Merkle. Después de calcular todos los nodos hoja, se genera la raíz de Merkle y se convierte en el proof_target de la solución.

Proceso del algoritmo

1. Cada cálculo de puzzle se llama nonce, y se construye a partir de la dirección que recibe la recompensa por minería, epoch_hash y un número aleatorio counter.

2. En cada epoch, todos los provers calculan el mismo EpochProgram, que se extrae del conjunto de instrucciones a partir de la aleatoriedad generada por el epoch_hash actual.

3. Utilizar nonce como semilla aleatoria para generar la entrada del EpochProgram.

4. Agregar R1CS e input correspondientes a EpochProgram, realizar el cálculo del testigo.

5. Calcule todos los testigos y conviértalos en una secuencia de nodos hoja de un árbol de Merkle.

6. Calcular la raíz de Merkle y convertirla en proof_target de la solución, determinar si cumple con el latest_proof_target del epoch actual.

7. En la misma epoch, se pueden realizar múltiples cálculos de solución actualizando la entrada de EpochProgram mediante un contador iterativo.

Cambios e impactos de la minería

El nuevo algoritmo transforma el puzzle de generar pruebas a generar testigos, la lógica de cálculo de todas las soluciones dentro de cada época es consistente, pero hay grandes diferencias en la lógica de cálculo entre diferentes épocas. Este cambio abandona la optimización previa de los cálculos de MSM y NTT, y al mismo tiempo, debido a la dependencia de ejecución en serie en el proceso de generación de testigos, la implementación de la paralelización enfrenta grandes desafíos.