Aleo: Blockchain de proteção de privacidade impulsionada pela tecnologia zk-SNARKs

Aleo é um projeto de blockchain focado na proteção da privacidade, que utiliza a tecnologia zk-SNARKs para alcançar um nível mais alto de privacidade e escalabilidade. A ideia central do projeto é permitir que os usuários realizem autenticação e processamento de dados sem revelar informações pessoais.

Visão Geral do Projeto

Privacidade

O núcleo da Aleo é a tecnologia zk-SNARKs ( ZKPs ), que permite que transações e contratos inteligentes sejam executados enquanto protege a privacidade. Os detalhes das transações dos usuários estão ocultos por padrão, mas permitem a divulgação seletiva quando necessário, uma característica que é muito adequada para o desenvolvimento de aplicações DeFi. Os principais componentes incluem:

1. Leo é uma linguagem de programação: uma linguagem especialmente desenvolvida para criar aplicações de conhecimento zero (ZKApps), reduzindo a necessidade de conhecimento em criptografia para os desenvolvedores.

2. snarkVM e snarkOS: o primeiro permite a execução de cálculos fora da cadeia, enquanto o segundo garante a segurança dos dados e dos cálculos.

3. zkCloud: fornece um ambiente de computação off-chain seguro e privado.

Aleo também oferece um ambiente de desenvolvimento integrado e um kit de ferramentas de software, suportando os desenvolvedores a escrever e publicar aplicações rapidamente.

escalabilidade

Aleo adotou um método de processamento off-chain, onde as transações são primeiramente calculadas nos dispositivos dos usuários, e apenas os resultados da verificação são enviados para o Blockchain. Este método melhora significativamente a velocidade de processamento das transações e a escalabilidade do sistema, evitando problemas de congestionamento de rede e altas taxas.

Mecanismo de Consenso

Aleo introduziu o AleoBFT, que é um mecanismo de consenso de arquitetura híbrida, combinando a finalização imediata dos validadores e a capacidade de computação dos provadores. O AleoBFT não só aumenta o grau de descentralização da rede, mas também melhora o desempenho e a segurança.

1. Bloco de finalização rápida: garantir que cada bloco seja confirmado imediatamente após a sua geração.

2. Garantia descentralizada: ao separar a produção de blocos da geração de coinbase, impede-se que poucas entidades monopolizem a rede.

3. Mecanismo de incentivo: validadores e provadores compartilham recompensas de bloco, incentivando os provadores a se tornarem validadores através do staking de tokens.

Aleo permite que os desenvolvedores criem aplicações que não estão sujeitas a restrições de gas, sendo especialmente adequadas para aplicações que exigem longos períodos de execução, como o aprendizado de máquina.

Últimos desenvolvimentos

Aleo irá lançar a rede de teste incentivada em 1 de julho, aqui estão algumas informações importantes:

1. Voto aprovado para ARC-100: A proposta envolvendo questões de conformidade, bloqueio de fundos na rede e medidas de segurança como atraso na chegada já foi aprovada.

2. Programa de Incentivo para Validadores: será lançado a 1 de julho, com o objetivo de validar o novo mecanismo de puzzle. O programa funcionará até 15 de julho, durante o qual serão atribuídos 1 milhão de pontos Aleo como recompensa.

3. Suprimento de tokens: o suprimento inicial é de 1,5 bilhões de tokens, com um suprimento circulante inicial de aproximadamente 10%.

4. Testnet Beta reiniciado: Esta é a última reinicialização da rede, após a qual não serão adicionadas novas funcionalidades.

5. Congelamento de código: concluído há uma semana.

6. Plano de expansão de nós de validação: o número inicial de nós de validação é de 15, com o objetivo de aumentar para 50 dentro do ano e, finalmente, alcançar 500.

Análise do algoritmo Synthesis Puzzle

O núcleo do algoritmo puzzle mais recente da Aleo é chamado de Synthesis Puzzle, cujo foco é gerar um EpochProgram comum fixo para cada epoch. Ao construir um circuito de prova R1CS para a entrada e o EpochProgram, gera-se a correspondente atribuição R1CS, que atua como um nó folha da árvore Merkle. Após calcular todos os nós folha, gera-se a raiz Merkle e converte-se no proof_target da solução.

fluxo do algoritmo

1. Cada cálculo de puzzle é chamado de nonce, construído a partir do endereço que recebe a recompensa de mineração, epoch_hash e um contador aleatório.

2. Em cada epoch, todos os provers calculam o mesmo EpochProgram, que é amostrado a partir do conjunto de instruções usando um número aleatório gerado pelo hash do epoch atual.

3. Usar nonce como semente de número aleatório para gerar a entrada do EpochProgram.

4. Agregar o R1CS e a input correspondentes ao EpochProgram, para calcular o witness.

5. Após calcular todos os witnesses, converta-os na sequência de nós folha da árvore de Merkle.

6. Calcular a raiz merkle e convertê-la em proof_target da solução, verificando se satisfaz o latest_proof_target do epoch atual.

7. É possível realizar múltiplos cálculos de solução atualizando a entrada do EpochProgram através do contador iterativo na mesma epoch.

Mudanças e Impactos da Mineração

O novo algoritmo transforma o puzzle de geração de proof para geração de witness. A lógica de cálculo de todas as soluções dentro de cada epoch é consistente, mas há grandes diferenças na lógica de cálculo entre diferentes epochs. Esta mudança abandonou as otimizações anteriores para o cálculo de MSM e NTT, e, ao mesmo tempo, devido à dependência de execução serial no processo de geração de witness, a implementação da paralelização enfrenta grandes desafios.