เรียนรู้รายละเอียดการทำงานของ Aleo

• Aleo - แพลตฟอร์มบล็อกเชนเลเยอร์ 1 ที่ใช้เทคโนโลยี Zero-Knowledge Proofs
• วิธีการทำงานของ Aleo
• สภาพแวดล้อมคอมพิวเตอร์: zkCloud
• ภาษาโปรแกรม: Leo
• อัลกอริทึมที่สอดคล้องกัน: AleoBFT
• สิ้นสุด

Aleo เป็นบล็อกเชนเลเยอร์ 1 ที่ใช้เทคโนโลยี Zero-Knowledge Proofs เพื่อให้นักพัฒนาสร้างแอปพลิเคชันส่วนตัวบนเครือข่ายนี้ นักพัฒนาเห็นว่าบล็อกเชนใช้ Zero-Knowledge Proofs เป็นคลื่นลูกที่สาม เริ่มแรกมี Bitcoin จากนั้นมี Ethereum และตอนนี้มี Aleo  

ในบทความที่แล้ว เราได้เห็นภาพรวมของโครงการ Aleoแล้ว ในบทความนี้ เราจะมาเรียนรู้กันโดยละเอียดว่า Aleo ทำงานอย่างไร

Aleo – แพลตฟอ��์มบล็อกเชนเลเยอร์ 1 ที่ใช้เทคโนโลยี Zero-Knowledge Proofs

อย่างที่เราทราบกันดีว่า Aleo เป็นบล็อกเชนสาธารณะที่มีความเป็นส่วนตัวทั่วไปโดยใช้ เทคโนโลยีZero-Knowledge Proofsซึ่งเป็นโปรโตคอลการเข้ารหัสประเภทหนึ่งที่อนุญาตให้ฝ่ายหนึ่ง (Provenor) พิสูจน์ให้อีกฝ่ายหนึ่ง (Verifier) ​​ทราบว่าพวกเขารู้จักบางส่วน ข้อมูลโดยไม่เปิดเผยข้อมูลใด ๆ เกี่ยวกับเนื้อหาที่แท้จริงของข้อมูลนั้น 

ZKP เป็นวิธีพิสูจน์ว่าคุณรู้บางสิ่ง เป็นเจ้าของบางสิ่ง หรือได้ทำบางสิ่งโดยไม่เปิดเผยข้อมูลใดๆ เกี่ยวกับสิ่งนั้น ในขณะที่ผู้คนกำลังจมอยู่ในวิกฤตสภาพคล่องของการแลกเปลี่ยน FTX Zero-Knowledge Proofs เป็นจุดที่น่าสนใจ นี่เป็นเครื่องมือที่มีประโยชน์ซึ่งออกแบบมาโดยเฉพาะเพื่อช่วยหลีกเลี่ยงการฉ้อโกงประเภทต่างๆ ที่เกิดจาก FTX 

สำหรับบล็อกเชนโดยเฉพาะ ZKP มีประโยชน์สองประการ: ความสามารถในการปรับขนาดและความเป็นส่วนตัว

เมื่อนำมารวมกัน ZKP ช่วยให้บล็อกเชนเข้าใกล้ประสิทธิภาพของบริการแบบรวมศูนย์และเกินความสามารถด้านความปลอดภัยและความเป็นส่วนตัว ในขณะที่ยังคงรักษาประโยชน์ของการกระจายอำนาจ

เดิมที Aleo คิดว่าเป็น L2 บน Ethereum แต่ ZKP บน Ethereum มีขนาดใหญ่กว่า – พวกเขาต้องใช้สถานะทั้งหมดของแอปพลิเคชัน และ Ethereum ไม่รองรับ SNARK ดั้งเดิม (ฟังก์ชันแฮชและเส้นโค้งวงรี ดังนั้นทีม Aleo จึงเขียนแผนใหม่ และตัดสินใจสร้าง L1 ของตนเองเพื่อจัดหา ZKP ที่ถูกกว่า 

Aleo กำลังใช้วิธีการที่รุนแรงที่สุดในการสร้างบล็อกเชนโดยใช้ ZKP ตั้งแต่เริ่มต้น แทนที่จะสร้างห่วงโซ่ที่เข้ากันได้กับ EVM เพื่อให้นักพัฒนาสามารถสร้างแอปโดยใช้ภาษาการเขียนโปรแกรม Solidity ที่คุ้นเคย กลับสร้างเครื่องเสมือนของตัวเอง snarkVM และภาษาโปรแกรม Leo แทนที่จะอาศัยกลไกที่เป็นเอกฉันท์ที่มีอยู่ เช่น Proof of Work (PoW) หรือ Proof of Stake (PoS) จะใช้ทั้งสองอย่างร่วมกัน โดยมีการปรับแต่ง PoW ที่เป็นประโยชน์ที่เรียกว่า Proof of Succinct Work ด้วยเหตุนี้ ZKP บน Aleo จึงถูกกว่าบน Ethereum มาก

Aleo เป็นแพลตฟอร์มแบบกระจายอำนาจที่ใช้บล็อกเชนในการตรวจสอบและจัดเก็บหลักฐาน ซึ่งเป็นธุรกรรมของ Zexe ที่มีประสิทธิภาพ ใช้สถาปัตยกรรมคล้าย Bitcoin โดยมีบัญชีแยกประเภทและบันทึก หรือรูปแบบ UTXO (เอาต์พุตการทำธุรกรรมที่ไม่ได้ใช้) โดยที่อินพุตจะระบุที่อยู่ซึ่งมาจากสินทรัพย์และเอาต์พุตจะระบุที่อยู่เฉพาะที่เนื้อหาถูกส่งไป ด้วยมูลค่าที่แสดงถึงจำนวนของสินทรัพย์ที่ส่ง อัลกอริทึมที่สอดคล้องกันของ Aleo นั้นเหมือนกับ Proof of Work โดยมีข้อแตกต่างที่สำคัญบางประการ ส่วนใหญ่แล้วการเปรียบเทียบจะสิ้นสุดลงและเนื้อหาใหม่ๆ ที่สร้างโดย Aleo จะปรากฏขึ้น 

วิธีการทำงานของ Aleo

วิธีการทำงานของ Aleo จะเกี่ยวข้องกับสามส่วนหลัก:

• สภาพแวดล้อมคอมพิวเตอร์และบล็อกเชน: zkCloud
• ภาษาโปรแกรม: Leo
• อัลกอริทึมที่สอดคล้องกัน: AleoBFT

สภาพแวดล้อมคอมพิวเตอร์: zkCloud

บล็อกเชนที่ตั้งโปรแกรมได้ทั่วไป เช่น Ethereum ทำงานโดยเรียกใช้โปรแกรมบนเครือข่ายของเครื่องเสมือนที่ต้องเรียกใช้โดยทุกโหนดในเครือข่าย หากคุณเคยได้ยินคำว่า “EVM” หรือ “EVM Compatible” นั่นคือเครื่องเสมือนของ Ethereum 

หนึ่งในตัวสร้างความแตกต่างที่ใหญ่ที่สุดของ Aleo คือzkCloudแบ่งมันออกเป็นสองส่วน: snarkVM เป็นเครื่องเสมือนที่เรียกใช้แอปพลิเคชันนอกเครือข่ายและส่งธุรกรรมที่ได้รับการป้องกันไปยัง Aleo blockchain, snarkOS ในแง่การเข้ารหัส จะแยกการดำเนินการ (snarkVM) ออกจากสถานะ (snarkOS)

มีความแตกต่างที่สำคัญระหว่าง Zexe และ Aleo คือ Zexe อนุญาตทั้งความเป็นส่วนตัวของข้อมูลและความเป็นส่วนตัวในการทำงาน ในขณะที่ Aleo มีความเป็นส่วนตัวของข้อมูล แต่ไม่มีความเป็นส่วนตัวในการทำงาน 

ใน Aleo คุณไม่สามารถดูอินพุตและเอาต์พุตของโปรแกรมหรือผู้ส่งและผู้รับเครดิตได้ แต่คุณสามารถดูได้ว่าโปรแกรมใดมีการโต้ตอบด้วย ในขณะที่ทีม Aleo คิดค้นวิธีที่จะรับประกันความเป็นส่วนตัวในการทำงานตั้งแต่เริ่มต้น แต่ทีมรู้สึกว่าการเน้นไปที่ความเป็นส่วนตัวของข้อมูลเป็นการแลกเปลี่ยนที่ถูกต้องสำหรับ Aleo เพื่อกำจัดความเป็นส่วนตัวของฟังก์ชันการทำงานที่ปรับปรุงประสิทธิภาพในขณะที่ให้ประโยชน์แก่นักพัฒนาด้วยเครื่องมือในการปกป้อง ความเป็นส่วนตัว.  

ในบล็อกโพสต์ของเขา Alex เปรียบเทียบความสัมพันธ์ระหว่าง snarkVM และ snarkOS กับ "วัตถุเงา: เมื่อคุณเห็นเงา คุณจะรู้ว่ามีบางอย่างสร้างเงา แต่เป็นการยากที่จะหารายละเอียดหรือระบุว่ามันคืออะไร" 

โปรแกรมที่ทำงานแบบออฟไลน์ใน snarkVM สามารถทำงานเป็นระยะเวลาเท่าใดก็ได้ หากต้องการ คุณสามารถเรียกใช้โปรแกรมที่คำนวณจาก pi ถึงล้านล้านหลักในช่วงเวลาหลายเดือน ตราบใดที่ธุรกรรมที่มีการป้องกันถูกส่งไปยัง snarkOS ในที่สุด 

นอกจากนี้ สถาปัตยกรรมนี้ยังให้ประโยชน์ที่สำคัญอีกสองสามประการ: 

• ความเป็นส่วนตัว : เนื่องจากมีเพียงหลักฐานออนไลน์เท่านั้น ใครก็ตามที่ไม่มีคอมพิวเตอร์ควอนตัมจะไม่สามารถดูรายละเอียดธุรกรรมได้ 
• ปริมาณงานที่สูงกว่า : โหนดจะตรวจสอบหลักฐานแทนการเรียกใช้โปรแกรมเท่านั้น 
• รักษาความปลอดภัย : ZKP รับประกันการเข้ารหัสลับว่าโปรแกรมทำงานอย่างถูกต้อง ลบสมมติฐานความน่าเชื่อถือที่มีอยู่ด้วยการรับประกันเศรษฐกิจเข้ารหัสลับของ L1 และ L2 อื่น ๆ 

สถาปัตยกรรมนี้ช่วยให้ Aleo ใกล้จะทำลายความสามารถในการปรับขนาดได้สามประการที่เป็นไปไม่ได้ ซึ่งช่วยให้ Aleo มีการกระจายอำนาจ ปรับขยายได้ และปลอดภัย พร้อมเพิ่มความเป็นส่วนตัวเพื่อให้มีทางออกที่ดีที่สุด

ภาษาโปรแกรม: Leo

เป้าหมายของ Aleo คือให้นักพัฒนาเว็บทั่วไปสามารถเขียนแอปพลิเคชันส่วนตัวโดยไม่ต้องคิดถึงการเข้ารหัสระดับต่ำ ภาษาที่ได้รับความนิยมสูงสุดในการเข้ารหัส Solidity และ Rust ใช้งานไม่ได้อย่างสมบูรณ์สำหรับ ZKP และภาษาเฉพาะด้านเทคโนโลยีเหล่านี้ล้วนแล้วแต่อิงกับคณิตศาสตร์ หากต้องการใช้พวกเขา ทีม Aleo อธิบายว่า "คุณต้องรู้คณิตศาสตร์ขั้นสูงให้มาก"

ในการสร้าง ZKP คุณต้องมีระบบพิสูจน์ (ในกรณีของ Aleo, SNARK และโดยเฉพาะ MARLIN SNARK) และวงจร ZK เช่นเดียวกับที่วงจรในคอมพิวเตอร์ของคุณมีเกต NAND ที่รับ 0 และ 1 เป็นอินพุตและเอาต์พุต วงจร ZK ใช้เกตบวกและคูณที่รับตัวเลข "0 ถึง p" เป็นอินพุตและเอาต์พุต การสร้างวงจร ZK หมายถึงการรวมเกตทั้งหมดเข้าด้วยกันด้วยตนเอง

Aleo สำรวจภูมิทัศน์ของภาษาเฉพาะโดเมน (DSL) และได้พบกับ ZoKrates Aleo เปลี่ยนไวยากรณ์และพัฒนาเพื่อสร้างภาษาโปรแกรมของเขาเองชื่อ Leo

Leo ถูกสร้างขึ้นให้มีรูปลักษณ์และความรู้สึกคล้ายกับ JavaScript ซึ่งเป็นภาษาโปรแกรมที่ได้รับความนิยมมากที่สุดในโลก มากกว่า Assembly หาก ZKP แทรกซึมเข้าไปในโครงสร้างอินเทอร์เน็ต นักพัฒนาซอฟต์แวร์ที่ไม่คุ้นเคยกับ ZK จะรวม ZKP เข้าด้วยกันจะกลายเป็นเรื่องง่ายมาก

โดยพื้นฐานแล้ว ภาษามีความซับซ้อนมาก การเขียนโปรแกรมวงจรที่เป็นนามธรรมและแนวคิดระดับต่ำอื่นๆ ดังนั้นจึงง่ายกว่าสำหรับนักพัฒนาในการสร้างแอปพลิเคชันส่วนตัว

ได้รับรหัสที่แสดงด้านล่าง:

Aleo รับรหัสและแสดงหลักฐานว่าคุณเรียกใช้การคำนวณอย่างถูกต้อง หลักฐานนี้สามารถส่งจาก snarkVM ไปยัง snarkOS เพื่อตรวจสอบโดยโหนด 

นอกจากภาษานี้แล้ว Aleo ยังพัฒนาเครื่องมืออื่นๆ อีกหลายตัวเพื่อช่วยให้นักพัฒนาทำได้ง่ายขึ้น รวมถึงกรอบการทดสอบและตัวจัดการแพ็คเกจ พวกเขารวมทุกอย่างไว้ใน Aleo Studio ซึ่งเป็น IDE แรก (สภาพแวดล้อมสำหรับนักพัฒนาแบบบูรณาการ) สำหรับ Zero-Knowledge Proofs”  

อัลกอริทึมที่สอดคล้องกัน: AleoBFT

AleoBFT รวมProof of Stake (PoS) และ Proof of Work (PoW) ประเภทหนึ่ง– เรียกว่า Proof of Succinct Work (ซึ่งตัวมันเองเป็นส่วนย่อยของ Proof of Necessary Work)  

เราจะลงรายละเอียดในส่วนนี้ในโพสต์อื่น โดยพื้นฐานแล้ว AleoBFT ได้รับการออกแบบมาเพื่อทำสามสิ่ง: รักษาความปลอดภัยของโปรโตคอล ตรวจสอบให้แน่ใจว่ามีตัวตรวจสอบความถูกต้องที่มีประสบการณ์เพียงพอที่จะตอบสนองความต้องการ zkSNARK ของแอปพลิเคชัน สร้างแรงจูงใจมากขึ้น พิสูจน์ว่ามีประสิทธิภาพและราคาถูกกว่า 

สิ้นสุด

ด้านบนคือวิธีการทำงานของ Aleo – โครงการบล็อกเชนเลเยอร์ 1 โดยใช้ ZKP ในบรรดาบล็อกเชนสาธารณะนั้น การขุด ZKP สามารถรับได้โดย L2 ใดๆ ของเชน ZK แต่ปัจจุบัน L1 ได้รับอนุญาตจาก Aleo เท่านั้น ในทางตรงกันข้าม Aleo ไม่ต้องการการคำนวณแบบคู่ขนาน ดังนั้นตัวขุด GPU ที่ไม่ได้ใช้งานจึงสามารถเชื่อมต่อได้อย่างราบรื่น ในบทความต่อไปนี้ เราจะเจาะลึกลงไปใน AleoBFT ต่อไป