Aleo . の仕組みの詳細をご覧ください。

• Aleo - ゼロ知識証明テクノロジーに基づくレイヤー 1 ブロックチェーン プラットフォーム
• Aleo の仕組み
• コンピュータ環境：zkCloud
• プログラミング言語: Leo
• コンセンサスアルゴリズム: AleoBFT
• エンディング

Aleo は、ゼロ知識証明テクノロジーを使用するレイヤー 1 ブロックチェーンで、開発者がこのネットワーク上にプライベート アプリケーションを構築できるようにします。開発者は、ゼロ知識証明を使用するブロックチェーンを第 3 の波と見ています。最初にビットコインがあり、次にイーサリアムがあり、そして今はアレオがあります。  

前回の記事では、 Aleo プロジェクトの概要を説明しましたが、この記事では、Aleo がどのように機能するかを詳しく一緒に学びます。

Aleo – Zero-Knowledge Proofs テクノロジーに基づくレイヤー 1 ブロックチェーン プラットフォーム

誰もが知っているように、Aleo は、 Zero-Knowledge Proofsテクノロジーを使用した典型的なプライバシー パブリック ブロックチェーンです。これは、ある当事者 (証明者) が別の当事者 (検証者) に対して、特定の情報を知っていることを証明できる暗号プロトコルの一種です。情報の実際の内容に関する情報を開示することなく、情報を提供します。 

ZKP は、情報を開示することなく、何かを知っていること、何かを所有していること、または何かを行ったことがあることを証明する方法です。人々がFTX取引所の流動性危機の残骸に飲み込まれている中、Zero-Knowledge Proofsは明るい兆しだ。これは、FTX が引き起こす種類の詐欺を回避するために特別に設計された便利なツールです。 

特にブロックチェーンの場合、ZKP にはスケーラビリティとプライバシーという 2 つの有用な用途があります。

まとめると、ZKP により、ブロックチェーンは分散化の利点を維持しながら、集中型サービスのパフォーマンスに近づき、セキュリティとプライバシーの機能を超えることができます。

Aleo はもともとイーサリアム上の L2 として考えられましたが、イーサリアム上の ZKP はより大きく、アプリケーションの状態全体を使用する必要があり、イーサリアムは SNARK に適したプリミティブ (ハッシュ関数と楕円曲線) をサポートしていません。そこで、Aleo チームは計画を書き直しました。そして、より安価な ZKP を提供するために独自の L1 を構築することにしました。 

Aleo は、ZKP に基づいたブロックチェーンをゼロから構築する最も根本的なアプローチを採用しています。開発者が使い慣れた Solidity プログラミング言語を使用してアプリを構築できるように EVM 互換チェーンを構築する代わりに、独自の仮想マシンである snarkVM と Leo プログラミング言語を作成しました。Proof of Work (PoW) や Proof of Stake (PoS) などの既存のコンセンサスメカニズムに依存する代わりに、この 2 つを組み合わせて使用​​し、PoW に Proof of Succinct Work と呼ばれる便利な調整を加えています。結果として、Aleo 上の ZKP はイーサリアムよりもはるかに安価になります。

Aleo は、ブロックチェーンを使用してプルーフを検証および保存する分散型プラットフォームであり、これは効率的な Zexe トランザクションです。これは、台帳と記録、または UTXO (未使用トランザクション出力) モデルを備えたビットコインのようなアーキテクチャを使用しており、入力では資産の送信元アドレスが指定され、出力ではコンテンツが送信されるアドレスのみが指定されます。 、送信された資産の量を表す値。Aleo のコンセンサス アルゴリズムは Proof of Work と同じですが、いくつかの重要な違いがあります。ここで主に比較が終わり、Aleo によって作成された多数の新しいコンテンツが登場します。 

Aleo の仕組み

Aleo の仕組みは、次の 3 つの主要な部分を中心に展開します。

• コンピューティング環境とブロックチェーン: zkCloud
• プログラミング言語: Leo
• コンセンサスアルゴリズム: AleoBFT

コンピュータ環境：zkCloud

イーサリアムのような典型的なプログラム可能なブロックチェーンは、ネットワーク内のすべてのノードで実行する必要がある仮想マシンのチェーン上でプログラムを実行することによって機能します。「EVM」や「EVM互換」という言葉を聞いたことがある人は、それがイーサリアムの仮想マシンです。 

Aleo の最大の差別化要因の 1 つは、zkCloud がそれを 2 つの部分に分割していることです。snarkVM は、アプリケーションをオフチェーンで実行し、保護されたトランザクションを Aleo ブロックチェーンである snarkOS に送信する仮想マシンです。暗号化用語では、実行 (snarkVM) と状態 (snarkOS) を分離します。

Zexe と Aleo には重要な違いがあります。それは、Zexe ではデータ プライバシーと機能的プライバシーの両方が許可されているのに対し、Aleo ではデータ プライバシーはありますが、機能的プライバシーは許可されていないということです。 

Aleo では、プログラムの入出力やクレジットの送信者と受信者を確認することはできませんが、どのプログラムが操作されたかを確認することはできます。Aleo チームは最初から機能的なプライバシーを確​​保する方法を考案しましたが、データ プライバシーに重点を置くことは、パフォーマンスを向上させながら保護ツールで開発者に利益をもたらす機能のプライバシーを除去することと引き換えに、Aleo にとって正しいトレードオフであるとチームは感じました。プライバシー。  

Alex はブログ投稿の中で、snarkVM と snarkOS の関係を「シャドウ オブジェクト: 影を見ると、何かがその影を作成したことがわかりますが、詳細を把握したり、それが何であるかを特定するのは非常に困難です。」と例えました。 

snarkVM でオフチェーンで実行されるプログラムは、任意の期間実行できます。必要に応じて、最終的に保護されたトランザクションが snarkOS に送信される限り、円周率から数兆桁まで計算するプログラムを何か月もかけて実行することができます。 

さらに、このアーキテクチャにはさらにいくつかの重要な利点があります。 

• プライバシー: 証明のみがオンラインであるため、量子コンピューターを持たない人はトランザクションの詳細を表示できません。 
• より高いスループット: ノードはプログラムを実行するのではなく、証明のみを検証します。 
• セキュリティの維持: ZKP はプログラムが正しく実行されることを暗号的に保証し、他の L1 および L2 の暗号経済的保証による既存の信頼性の前提を取り除きます。 

このアーキテクチャにより、Aleo はスケーラビリティの不可能な三位一体の打破に近づくことができます。これにより、Aleo は分散化され、スケーラブルで安全になり、プライバシーが強化され、最適なソリューションが得られます。

プログラミング言語: Leo

Aleo の目標は、カジュアルな Web 開発者が低レベルの暗号化について考えることなくプライベート アプリケーションを作成できるようにすることです。コーディングで最も人気のある言語である Solidity と Rust は、ZKP では完全には機能せず、これらのテクノロジー固有の言語はすべて数学ベースです。これらを使用するには、「多くの高度な数学の知識が必要である」と Aleo チームは説明します。

ZKP を構築するには、証明システム (Aleo の場合は SNARK、より具体的には MARLIN SNARK) と ZK 回路が必要です。コンピュータの回路が入力と出力として 0 と 1 を取る NAND ゲートを備えているのと同じように、ZK 回路は入力と出力として数値「0 ～ p」を取る加算ゲートと乗算ゲートを使用します。ZK 回路を作成するということは、これらすべてのゲートを手動で組み立てることを意味します。

Aleo はドメイン固有言語 (DSL) の状況を調査し、ZoKrates に出会いました。アレオは構文を変更し、それを開発して Leo と呼ばれる独自のプログラミング言語を作成しました。

Leo は、Assembly よりも、世界で最も人気のあるプログラミング言語である JavaScript に似た外観と操作性を実現するように構築されています。ZKP がインターネットの構造に浸透すると、ZK に詳しくない開発者でも ZKP を組み込むことが非常に簡単になります。

基本的に、この言語は非常に複雑で、回路プログラミングやその他の低レベルの概念を抽象化しています。したがって、開発者はプライベート アプリケーションを簡単に構築できます。

以下に示すコードを受け取ります。

Aleo はコードを取得して、計算が正しく実行されたことの証拠を提示します。この証明は、ノードによる検証のために snarkVM から snarkOS に送信できます。 

この言語に加えて、Aleo は、テスト フレームワークやパッケージ マネージャーなど、開発者にとって作業を容易にするさまざまなツールも開発しています。彼らは、ゼロ知識証明のための最初の IDE (統合開発環境) である Aleo Studio にすべてをまとめます。」  

コンセンサスアルゴリズム: AleoBFT

AleoBFT は、Proof of Stake (PoS) とProof of Work (PoW)の一種、特に Proof of Succinct Work と呼ばれます (これ自体は Proof of Necessary Work のサブセットです) を組み合わせています。  

このセクションの詳細については、別の投稿で説明します。基本的に、AleoBFT は 3 つのことを行うように設計されています。プロトコルを保護すること、アプリケーションの zkSNARK のニーズに応えるのに十分な経験豊富なバリデーターがいることを保証すること、よりインセンティブが高いこと、より効率的で安価であることを証明することです。 

エンディング

上記は、ZKP を使用したレイヤー 1 ブロックチェーン プロジェクトである Aleo の仕組みです。パブリック ブロックチェーンの中で、ZKP マイニングは ZK チェーンのどの L2 でも受け入れることができますが、L1 は現在、Aleo によってのみ許可されています。対照的に、Aleo は並列計算を必要としないため、アイドル状態の GPU マイナーをシームレスにドッキングできます。次の記事では、AleoBFT についてさらに詳しく掘り下げていきます。