Aleo: Innovación en cadena de bloques para la protección de la privacidad y la escalabilidad

Aleo es un proyecto de cadena de bloques enfocado en la protección de la privacidad, que logra una mayor privacidad y escalabilidad a través de la tecnología de pruebas de conocimiento cero (ZKP). La idea central del proyecto es permitir que los usuarios autentiquen su identidad y procesen datos sin revelar información personal.

Resumen del proyecto

privacidad

El núcleo de Aleo es la tecnología de pruebas de conocimiento cero (ZKPs), que permite que la ejecución de transacciones y contratos inteligentes se realice manteniendo la privacidad. Los detalles de las transacciones de los usuarios están ocultos por defecto, mientras que se permite la divulgación selectiva cuando es necesario, lo que es muy adecuado para el desarrollo de aplicaciones DeFi. Los componentes principales incluyen:

1. Lenguaje de programación Leo: adaptado a partir del lenguaje Rust, diseñado específicamente para desarrollar aplicaciones de conocimiento cero (ZKApps), reduciendo los requisitos de conocimientos criptográficos para los desarrolladores.

2. snarkVM y snarkOS: snarkVM permite la ejecución de cálculos fuera de la cadena, verificando únicamente los resultados de los cálculos en la cadena, lo que mejora la eficiencia. snarkOS asegura la seguridad de los datos y cálculos, y permite la ejecución de funciones sin permiso.

3. zkCloud: proporciona un entorno de cálculo fuera de la cadena seguro y privado, que admite la interacción de programación entre usuarios, organizaciones y DAO.

Aleo también ofrece un entorno de desarrollo integrado (IDE) y un conjunto de herramientas de desarrollo de software (SDK), que permite a los desarrolladores escribir y publicar aplicaciones rápidamente. Los desarrolladores pueden desplegar aplicaciones en el registro de programas de Aleo sin depender de terceros, lo que reduce el riesgo de la plataforma.

escalabilidad

Aleo adopta un enfoque de procesamiento off-chain, 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 las transacciones y la escalabilidad del sistema, evitando problemas de congestión de red y altos costos.

mecanismo de consenso

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

1. Finalidad rápida de los bloques: AleoBFT asegura que cada bloque sea confirmado inmediatamente después de su generación, mejorando la estabilidad de los nodos y la experiencia del usuario.

2. Garantía de descentralización: al separar la producción de bloques de la generación de coinbase, los validadores son responsables de generar bloques, mientras que los probadores realizan cálculos de prueba, evitando que unas pocas entidades monopolizan la red.

3. Mecanismo de incentivos: los validadores y los testigos comparten las recompensas de bloque; se incentiva a los testigos a convertirse en validadores a través de la apuesta de tokens, lo que mejora el grado de descentralización y la capacidad de cálculo de la red.

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

Últimos avances

Aleo lanzará la red de prueba de incentivos el 1 de julio. A continuación se presentan algunas novedades importantes:

1. Voto ARC-100 aprobado: La propuesta relacionada con la conformidad, el bloqueo de fondos en la red Aleo y las medidas de seguridad como el retraso en el depósito ha sido aprobada.

2. Programa de incentivos para validadores: este programa comenzará el 1 de julio y tiene como objetivo validar el nuevo mecanismo de puzzle. El programa se llevará a cabo hasta el 15 de julio, durante el cual se asignarán 1 millón de puntos Aleo como recompensa.

3. Suministro de tokens: La cantidad inicial de suministro es de 1.5 mil millones de tokens, y el suministro inicial en circulación es de aproximadamente el 10%. Estos tokens provienen principalmente de tareas de Coinbase y diversas recompensas.

4. Restablecimiento de Testnet Beta: este es el último restablecimiento de la red, después de completar no se añadirán nuevas funciones, la red será similar a la cadena principal.

5. 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.

Interpretación de la actualización del algoritmo

El núcleo del algoritmo más reciente de Aleo se llama Synthesis Puzzle, y su esencia es generar un EpochProgram común fijo para cada epoch. Al construir un circuito de prueba R1CS para la entrada y el EpochProgram, se genera una asignación R1CS correspondiente que se utiliza como nodo hoja del árbol Merkle. Después de calcular todos los nodos hoja, se genera la raíz Merkle y se convierte en proof_target de la solución.

Proceso de consenso

1. Prover calcula el puzzle, construye soluciones y las difunde a la red.
2. La agregación de transacciones de Validator y la solución para el siguiente Bloquear
3. La legalidad de la Solución necesita verificar que cumple con los parámetros mantenidos en la red.
4. Una solución efectiva puede obtener recompensas de consenso

Proceso detallado del rompecabezas de síntesis

1. Cada cálculo de puzzle se denomina nonce, construido a partir de la dirección que recibe la recompensa de minería, epoch_hash y el contador de números aleatorios.
2. En cada epoch, todos los prover calculan el mismo EpochProgram, y un número aleatorio generado por el epoch_hash actual se extrae del conjunto de instrucciones.
3. Usar nonce como semilla de números aleatorios para generar la entrada de EpochProgram
4. Agregar el R1CS y la entrada correspondientes al EpochProgram, realizar el cálculo del testigo.
5. Calcula la secuencia de nodos hoja del árbol Merkle después de obtener todos los testigos.
6. Calcular la raíz de Merkle y convertirla en proof_target de la solución, determinar si cumple con los requisitos de la epoch actual.
7. Se pueden realizar múltiples cálculos de solución actualizando la entrada de EpochProgram a través del contador iterativo en el mismo epoch.

Esta actualización cambia el puzzle de generar proof a generar witness. La lógica de cálculo de todas las solutions dentro de cada epoch es consistente, pero hay diferencias significativas en la lógica de cálculo entre diferentes epochs. El nuevo algoritmo abandona los cálculos MSM y NTT anteriores, y la paralelización enfrenta nuevos desafíos.