Aleo: プライバシーとスケーラビリティのブロックチェーンのパイオニア

Aleoはプライバシー保護に特化したブロックチェーンプロジェクトで、ゼロ知識証明技術を通じてより高いプライバシーとスケーラビリティを実現しています。このプロジェクトの核心理念は、ユーザーが個人データを漏らすことなく認証とデータ処理を行うことを可能にすることです。

この記事では、Aleoのプロジェクト概要と最新の進展について紹介し、その新しいアルゴリズムSynthesis Puzzleを詳しく解説します。

プロジェクト概要

プライバシー性

Aleoのコアはゼロ知識証明技術であり、取引とスマートコントラクトの実行がプライバシーを保持したままで行えるようにします。ユーザーの取引の詳細はデフォルトで隠されており、同時に選択的に開示することが可能で、DeFiアプリケーションの発展に非常に適しています。主なコンポーネントには次のものが含まれます：

1. Leoコンパイラ言語：Rustをベースに改編され、ゼロ知識アプリケーションの開発専用で、開発者の暗号学の知識に対する要求を低減します。

2. snarkVMとsnarkOS：snarkVMはオフチェーンで計算を実行し、オンチェーンでは結果のみを検証して効率を向上させます。snarkOSはデータと計算の安全性を確保し、無許可の機能実行を可能にします。

3. zkCloud：安全でプライベートなオフチェーン計算環境を提供し、ユーザー、組織、DAO間のプログラミング相互作用をサポートします。

Aleoは、開発者が迅速にアプリケーションを作成および公開できる統合開発環境とソフトウェア開発キットを提供しています。開発者は、第三者に依存することなく、Aleoのプログラムレジストリにアプリケーションをデプロイできるため、プラットフォームリスクを軽減します。

###スケーラビリティ

Aleoはオフチェーン処理方式を採用しており、取引はまずユーザーのデバイス上で証明を計算し、その後検証結果のみをブロックチェーンにアップロードします。この方式は取引処理速度とシステムのスケーラビリティを大幅に向上させ、ネットワークの混雑や高額な費用の問題を回避します。

コンセンサスメカニズム

AleoはAleoBFTを導入しました。これは、バリデーターの即時最終性とプローバーの計算能力を組み合わせたハイブリッドアーキテクチャのコンセンサスメカニズムです。AleoBFTはネットワークの分散化の程度を高め、パフォーマンスとセキュリティを強化します。

1. ブロックの迅速な最終性：生成された各ブロックが即座に確認され、ノードの安定性とユーザー体験が向上します。

2. 分散型保証：ブロックの生産とcoinbaseの生成を分離することで、少数の実体がネットワークを独占するのを防ぎます。

3. インセンティブメカニズム：バリデーターとプロバーはブロック報酬を共有します；プロバーがトークンをステーキングしてバリデーターになることを奨励し、ネットワークの非中央集権化の程度と計算能力を向上させます。

Aleoは、開発者がガス制限のないアプリケーションを作成することを許可するため、特に長時間実行される必要がある機械学習などに適しています。

最新の開発

Aleoは7月1日にインセンティブテストネットを開始します。以下はいくつかの重要な最新情報です：

1. ARC-100投票が通過しました：コンプライアンス、ネットワーク上の資金のロックおよび遅延入金などの安全対策に関する提案が承認され、チームは最終調整を行っています。

2. バリデーターインセンティブプログラム：7月1日から15日まで実施し、100万Aleoポイントを報酬として配布します。ノードが生成するポイントの割合がその報酬のシェアを決定します。各バリデーターは報酬を得るために最低100トークンを獲得する必要があります。

3. トークン供給：初期供給量は15億トークンで、初期流通供給量は約10％です。これらのトークンは主にタスク報酬から来ており、最初の6ヶ月間に配布される予定で、ステーキング、バリデーターの運用、バリデーションノードの報酬も含まれます。

4. Testnet Betaリセット：これは最後のネットワークリセットであり、完了後は新機能が追加されず、ネットワークはメインネットに類似します。

5. コードの凍結：1週間前に完了しました。

6. バリデータノード拡張計画：初期バリデータノード数は15です。目標は1年以内に50に増やし、最終的には500に達することです。委任者になるには1万トークン、バリデータになるには1000万トークンが必要で、これらの数は時間とともに徐々に減少します。

合成パズルアルゴリズムの解釈

Aleoは最新のアップデートでパズルアルゴリズムを更新し、zkプルーフ結果の生成に重点を置くのをやめ、中間データウィットネスの生成に移行しました。以下は新しいアルゴリズムSynthesis Puzzleの簡単な紹介です：

コンセンサスプロセス

1. Proverがパズルを計算し、ソリューションを構築してネットワークにブロードキャストします。

2. バリデータのアグリゲートトランザクションとソリューションは次の新しいブロックのために、ソリューションの数がコンセンサス制限を超えないようにします。

3. Solutionの合法性は、そのepoch_hashとproof_targetがネットワークの要件に合致しているかを検証する必要があり、同時にブロックに含まれるsolutionの数が制限範囲内であることを確認する必要があります。

4. 有効なソリューションはコンセンサス報酬を得ることができます。

シンセシスパズル詳細フロー

1. 各回のpuzzle計算はnonceと呼ばれ、受信したマイニング報酬のアドレス、epoch_hash、そしてランダム数counterを基に構築されます。

2. 各エポックでは、すべてのプロバーが計算するEpochProgramは同じであり、現在のepoch_hashから生成された乱数が命令セットからサンプリングされます。

3. nonceを乱数シードとして使用して、EpochProgramへの入力を生成します。

4. EpochProgramに対応するR1CSと入力を集約し、witness計算を行います。

5. すべてのwitnessをmerkle treeの葉ノードシーケンスに変換します。

6. メルクルルートを計算し、ソリューションのproof_targetに変換して、現在のエポックの要件を満たしているかどうかを判断します。

7. 要件を満たしている場合は、reward address、epoch_hash、およびcounterをsolutionとして提出し、ブロードキャストします。

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マイニングの変化と影響

新しいアルゴリズムは、puzzleを証明の生成からウィットネスの生成に変えます。各エポック内のすべてのソリューションの計算ロジックは一貫していますが、異なるエポック間の計算ロジックには大きな違いがあります。この更新では、以前の最適化の重点であったMSMとNTTの計算が排除されました。同時に、ウィットネス生成プロセスには直列実行の依存関係が存在するため、並列化の実現には少なからぬ課題があります。

総じて、Aleoの今回のアルゴリズム更新は、プライバシーとスケーラビリティの面での強みをさらに強化し、Web3プライバシー革命に新たな推進力を提供しました。プロジェクトの継続的な発展に伴い、Aleoはブロックチェーン分野でますます重要な役割を果たすことが期待されています。

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