Erfahren Sie mehr über die Funktionsweise von Aleo

• Aleo – Layer-1-Blockchain-Plattform basierend auf der Zero-Knowledge-Proofs-Technologie
• Wie Aleo funktioniert
• Computerumgebung: zkCloud
• Programmiersprache: Leo
• Konsensalgorithmus: AleoBFT
• Ende

Aleo ist eine Layer-1-Blockchain, die die Zero-Knowledge-Proofs-Technologie nutzt, um Entwicklern die Erstellung privater Anwendungen auf diesem Netzwerk zu ermöglichen. Entwickler sehen Blockchains mit Zero-Knowledge-Proofs als dritte Welle. Zuerst gab es Bitcoin, dann gab es Ethereum und jetzt gibt es Aleo.  

Im vorherigen Artikel haben wir einen Überblick über das Aleo-Projekt gegeben , in diesem Artikel erfahren wir gemeinsam im Detail, wie Aleo funktioniert.

Aleo – Layer-1-Blockchain-Plattform basierend auf der Zero-Knowledge-Proofs-Technologie

Wie wir alle wissen, handelt es sich bei Aleo um eine typische öffentliche Blockchain zum Schutz der Privatsphäre, die die Zero-Knowledge-Proofs- Technologie nutzt – dabei handelt es sich um eine Art kryptografisches Protokoll, das es einer Partei (Provenor) ermöglicht, einer anderen Partei (Verifier) ​​zu beweisen, dass sie einen bestimmten Teil davon kennt Informationen ohne Offenlegung von Informationen über den tatsächlichen Inhalt dieser Informationen. 

Mit ZKP können Sie nachweisen, dass Sie etwas wissen, etwas besitzen oder etwas getan haben, ohne irgendwelche Informationen darüber preiszugeben. Während die Menschen von den Überresten der Liquiditätskrise der FTX-Börse verschlungen werden, ist Zero-Knowledge Proofs ein Lichtblick. Dies ist ein nützliches Tool, das speziell dazu entwickelt wurde, die Art von Betrug zu verhindern, die FTX verursacht. 

Speziell für Blockchains bietet ZKP zwei nützliche Einsatzmöglichkeiten: Skalierbarkeit und Datenschutz.

Zusammengenommen ermöglicht ZKP, dass Blockchains die Leistung zentralisierter Dienste erreichen und deren Sicherheits- und Datenschutzfunktionen übertreffen, während die Vorteile der Dezentralisierung erhalten bleiben.

Aleo war ursprünglich als L2 auf Ethereum konzipiert, aber ZKP auf Ethereum ist größer – sie müssen den gesamten Zustand der Anwendung nutzen und Ethereum unterstützt keine SNARK-freundlichen Grundelemente (Hash-Funktionen und elliptische Kurven). Also hat das Aleo-Team den Plan umgeschrieben und beschlossen, einen eigenen L1 zu bauen, um günstigeres ZKP bereitzustellen. 

Aleo verfolgt den radikalsten Ansatz, um von Grund auf eine Blockchain auf Basis von ZKP aufzubauen. Anstatt eine EVM-kompatible Kette aufzubauen, damit Entwickler Apps mit der bekannten Programmiersprache Solidity erstellen konnten, erstellte das Unternehmen eine eigene virtuelle Maschine, snarkVM, und die Programmiersprache Leo. Anstatt sich auf bestehende Konsensmechanismen wie Proof of Work (PoW) oder Proof of Stake (PoS) zu verlassen, wird eine Kombination aus beiden verwendet, mit einer nützlichen Optimierung von PoW namens Proof of Succinct Work. Dadurch sind ZKPs auf Aleo viel günstiger als auf Ethereum.

Aleo ist eine dezentrale Plattform, die ihre Blockchain zur Überprüfung und Speicherung von Beweisen nutzt, bei denen es sich um effiziente Zexe-Transaktionen handelt. Es verwendet eine Bitcoin-ähnliche Architektur mit einem Hauptbuch und einem Datensatz oder ein UTXO-Modell (Unused Transaction Output), bei dem die Eingabe die Adresse angibt, von der das Asset stammt, und die Ausgabe nur die Adresse angibt, an die der Inhalt gesendet wird , wobei ein Wert die Menge der gesendeten Vermögenswerte darstellt. Der Konsensalgorithmus von Aleo ist derselbe wie Proof of Work, mit einigen wesentlichen Unterschieden. Hier enden die Vergleiche weitgehend und eine Vielzahl neuer, von Aleo erstellter Inhalte entsteht. 

Wie Aleo funktioniert

Die Funktionsweise von Aleo besteht aus drei Hauptteilen:

• Computerumgebung und Blockchain: zkCloud
• Programmiersprache: Leo
• Konsensalgorithmus: AleoBFT

Computerumgebung: zkCloud

Eine typische programmierbare Blockchain wie Ethereum funktioniert durch die Ausführung von Programmen auf einer Kette virtueller Maschinen, die von jedem Knoten im Netzwerk ausgeführt werden müssen. Wenn Sie von „EVM“ oder „EVM-kompatibel“ gehört haben, handelt es sich dabei um die virtuelle Maschine von Ethereum. 

Eines der größten Unterscheidungsmerkmale von Aleo besteht darin, dass zkCloud es in zwei Teile aufteilt: snarkVM ist eine virtuelle Maschine, die Anwendungen außerhalb der Kette ausführt und geschützte Transaktionen an die Aleo-Blockchain, snarkOS, sendet. In kryptografischer Hinsicht trennt es die Ausführung (snarkVM) vom Status (snarkOS).

Ein wichtiger Unterschied zwischen Zexe und Aleo besteht darin, dass Zexe sowohl Datenschutz als auch funktionalen Datenschutz ermöglicht, während Aleo zwar Datenschutz, aber keinen funktionalen Datenschutz bietet. 

Auf Aleo können Sie nicht die Ein- und Ausgabe des Programms oder den Absender und Empfänger des Guthabens sehen, aber Sie können sehen, mit welchem ​​Programm interagiert wurde. Während das Aleo-Team von Anfang an eine Möglichkeit entwickelte, den funktionalen Datenschutz sicherzustellen, war das Team der Ansicht, dass die Konzentration auf den Datenschutz der richtige Kompromiss für Aleo war, um den Datenschutz zu beseitigen. von Funktionen, die die Leistung verbessern und gleichzeitig Entwicklern Tools zum Schutz bieten Privatsphäre.  

In seinem Blogbeitrag verglich Alex die Beziehung zwischen snarkVM und snarkOS mit „Schattenobjekten: Wenn man einen Schatten sieht, weiß man, dass etwas den Schatten erzeugt hat, aber es ist sehr schwer, die Details herauszufinden oder genau zu bestimmen, was es ist.“ 

Programme, die außerhalb der Kette in snarkVM ausgeführt werden, können beliebig lange ausgeführt werden. Wenn Sie möchten, können Sie ein Programm ausführen, das über viele Monate hinweg von Pi auf Billionen von Stellen umrechnet, solange schließlich eine geschützte Transaktion an snarkOS gesendet wird. 

Darüber hinaus bietet diese Architektur einige weitere wichtige Vorteile: 

• Datenschutz : Da nur der Beweis online ist, kann niemand ohne Quantencomputer die Transaktionsdetails einsehen. 
• Höherer Durchsatz : Knoten überprüfen nur Beweise, anstatt Programme auszuführen. 
• Die Sicherheit bleibt erhalten : ZKP garantiert kryptografisch, dass das Programm korrekt läuft, und beseitigt bestehende Zuverlässigkeitsannahmen mit den kryptoökonomischen Garantien anderer L1s und L2. 

Diese Architektur ermöglicht es Aleo, die unmögliche Dreifaltigkeit der Skalierbarkeit nahezu zu durchbrechen – sie ermöglicht Aleo, dezentralisiert, skalierbar und sicher zu sein – mit zusätzlicher Privatsphäre, um die beste Lösung zu haben.

Programmiersprache: Leo

Aleos Ziel besteht darin, dass gelegentliche Webentwickler private Anwendungen schreiben können, ohne über Low-Level-Kryptografie nachdenken zu müssen. Die beliebtesten Programmiersprachen, Solidity und Rust, funktionieren nicht perfekt für ZKP, und diese technologiespezifischen Sprachen basieren alle auf Mathematik. Um sie nutzen zu können, erklärt das Aleo-Team, „muss man eine Menge fortgeschrittener Mathematikkenntnisse haben.“

Um ein ZKP aufzubauen, benötigen Sie ein Proof-System (im Fall von Aleo SNARK und genauer MARLIN SNARK) und eine ZK-Schaltung. So wie die Schaltkreise in Ihrem Computer über NAND-Gatter verfügen, die Nullen und Einsen als Ein- und Ausgänge akzeptieren, verwenden ZK-Schaltkreise Additions- und Multiplikationsgatter, die die Zahlen „0 bis p“ als Ein- und Ausgänge verwenden. Um eine ZK-Schaltung zu erstellen, müssen alle Gates manuell zusammengesetzt werden.

Aleo untersuchte die Landschaft der domänenspezifischen Sprachen (DSLs) und stieß auf ZoKrates. Aleo änderte die Syntax und entwickelte sie weiter, um seine eigene Programmiersprache namens Leo zu erstellen.

Leo ist so aufgebaut, dass es in seinem Aussehen und Verhalten eher an JavaScript, die weltweit beliebteste Programmiersprache, als an Assembly erinnert. Wenn ZKP in die Struktur des Internets eindringt, wird es für Entwickler, die mit ZK nicht vertraut sind, extrem einfach, ZKP zu integrieren.

Grundsätzlich ist die Sprache sehr komplex und abstrahiert die Schaltungsprogrammierung und andere Low-Level-Konzepte. Daher ist es für Entwickler einfacher, private Anwendungen zu erstellen.

Es erhält den Code wie unten gezeigt:

Aleo nimmt den Code und legt den Beweis vor, dass Sie Ihre Berechnung korrekt ausgeführt haben. Dieser Beweis kann von snarkVM an snarkOS zur Überprüfung durch Knoten gesendet werden. 

Zusätzlich zu dieser Sprache entwickelt Aleo auch eine Reihe anderer Tools, um es Entwicklern einfacher zu machen, darunter ein Test-Framework und einen Paketmanager. Sie bündeln alles in Aleo Studio – der ersten IDE (integrierte Entwicklerumgebung) für Zero-Knowledge Proofs.“  

Konsensalgorithmus: AleoBFT

AleoBFT kombiniert Proof of Stake (PoS) und eine Art Proof of Work (PoW) – speziell Proof of Succinct Work (der selbst eine Teilmenge von Proof of Necessary Work ist).  

Wir werden in einem anderen Beitrag auf die Details dieses Abschnitts eingehen. Grundsätzlich soll AleoBFT drei Dinge tun: das Protokoll sichern, sicherstellen, dass es genügend erfahrene Validatoren gibt, um die zkSNARK-Anforderungen der Anwendung zu erfüllen, mehr Anreize bieten, sich als effizient und kostengünstig erweisen. 

Ende

Oben sehen Sie, wie Aleo funktioniert – ein Layer-1-Blockchain-Projekt mit ZKP. Unter den öffentlichen Blockchains kann ZKP-Mining von jedem L2 der ZK-Kette akzeptiert werden, L1 ist derzeit jedoch nur von Aleo erlaubt. Im Gegensatz dazu erfordert Aleo keine parallele Berechnung, sodass inaktive GPU-Miner nahtlos angedockt werden können. Im folgenden Artikel werden wir uns weiter eingehender mit AleoBFT befassen.