了解 Aleo . 工作原理的詳細信息

• Aleo - 基於零知識證明技術的 Layer 1 區塊鏈平台
• Aleo 的工作原理
• 計算機環境：zkCloud
• 編程語言：Leo
• 共識算法：AleoBFT
• 結尾

Aleo 是一個第 1 層區塊鏈，它使用零知識證明技術，允許開發人員在此網絡之上構建私有應用程序。開發人員將使用零知識證明的區塊鏈視為第三次浪潮。首先是比特幣，然後是以太坊，現在是 Aleo。  

在上一篇文章中，我們已經對Aleo 項目進行了概述，在本文​​中，我們將一起詳細了解 Aleo 的工作原理。

Aleo – 基於零知識證明技術的 Layer 1 區塊鏈平台

眾所周知，Aleo 是一條典型的使用零知識證明技術的隱私公有鏈——這是一種密碼學協議，允許一方（Provenor）向另一方（Verifier）證明他們知道某項信息信息，而不披露有關該信息實際內容的任何信息。 

ZKP 是一種在不透露任何相關信息的情況下證明你知道某事、擁有某事或做過某事的方法。當人們被FTX交易所流動性危機的殘餘所吞噬時，零知識證明是一個亮點。這是一個有用的工具，專門設計用於幫助避免 FTX 造成的欺詐行為。 

特別是對於區塊鏈來說，ZKP 有兩個有用的用途：可擴展性和隱私性。

總而言之，ZKP 允許區塊鏈接近中心化服務的性能並超越其安全和隱私能力，同時保持去中心化的好處。

Aleo 最初被設想為以太坊上的L2，但以太坊上的ZKP 更大——它們必須使用應用程序的整個狀態，而且以太坊不支持SNARK 友好的原語（哈希函數和橢圓曲線）。因此Aleo 團隊重寫了計劃並決定建立自己的L1以提供更便宜的ZKP。 

Aleo 正在採取最激進的方法從頭開始構建基於 ZKP 的區塊鏈。它沒有構建一個與 EVM 兼容的鏈，以便開發人員可以使用熟悉的 Solidity 編程語言構建應用程序，而是創建了自己的虛擬機 snarkVM 和 Leo 編程語言。它不依賴工作量證明 (PoW) 或權益證明 (PoS) 等現有共識機制，而是結合使用兩者，並對工作量證明進行了有用的調整，稱為簡潔工作量證明。因此，Aleo 上的 ZKP 比以太坊上便宜得多。

Aleo 是一個去中心化平台，使用其區塊鏈來驗證和存儲證明，這是高效的 Zexe 交易。它採用類似比特幣的架構，有賬本和記錄，或者UTXO（未使用的交易輸出）模型，其中輸入指定資產來自的地址，輸出指定內容僅發送到的地址，其值代表發送的資產數量。Aleo 的共識算法與工作量證明相同，但有一些關鍵區別。這基本上就是比較的終點，也是 Aleo 創建的大量新內容出現的地方。 

Aleo 的工作原理

Aleo 的工作原理將圍繞三個主要部分：

• 計算環境和區塊鏈：zkCloud
• 編程語言：Leo
• 共識算法：AleoBFT

計算機環境：zkCloud

典型的可編程區塊鏈（例如以太坊）通過在虛擬機鏈上執行程序來工作，這些虛擬機必須由網絡中的每個節點運行。如果你聽說過“EVM”或“EVM兼容”，那就是以太坊的虛擬機。 

Aleo 最大的區別之一是zkCloud將其分為兩部分：snarkVM 是一個虛擬機，它在鏈外運行應用程序並將受保護的交易發送到 Aleo 區塊鏈 snarkOS。用密碼學術語來說，它將執行 (snarkVM) 與狀態 (snarkOS) 分開。

Zexe 和 Aleo 之間的一個重要區別是，Zexe 同時允許數據隱私和功能隱私，而 Aleo 具有數據隱私但沒有功能隱私。 

在 Aleo 上，你看不到程序的輸入和輸出，也看不到信用的發送者和接收者，但你可以看到與哪個程序進行了交互。雖然 Aleo 團隊從一開始就設計了一種確保功能隱私的方法，但該團隊認為，對於 Aleo 來說，為了消除隱私，專注於數據隱私是正確的權衡。隱私。  

在他的博文中，Alex 將snarkVM 和snarkOS 之間的關係比作“影子對象：當你看到影子時，你知道有什麼東西創造了影子，但很難弄清楚細節或查明它是什麼。 ” 

snarkVM 中鏈下運行的程序可以運行任意時間長度。如果您願意，您可以運行一個程序，在幾個月的時間內計算從 pi 到數万億位數字，只要最終將受保護的事務發送到 snarkOS。 

此外，該架構還提供了一些關鍵優勢： 

• 隱私：由於只有證據在線，任何沒有量子計算機的人都無法查看交易詳細信息。 
• 更高的吞吐量：節點僅驗證證明而不運行程序。 
• 維護安全性：ZKP 以加密方式保證程序正確運行，通過其他 L1 和 L2 的加密經濟保證消除現有的可靠性假設。 

這種架構使 Aleo 接近打破了不可能的可擴展性三位一體——它使 Aleo 能夠去中心化、可擴展和安全——並增加了隱私性，從而擁有最佳的解決方案。

編程語言：Leo

Aleo 的目標是讓臨時 Web 開發人員能夠編寫私有應用程序，而無需考慮低級加密技術。編碼中最流行的語言 Solidity 和 Rust 並不適合 ZKP，而且這些特定於技術的語言都是基於數學的。Aleo 團隊解釋說，要使用它們，“您需要了解大量高等數學。”

要構建 ZKP，您需要一個證明系統（在 Aleo 的情況下是 SNARK，更具體地說是 MARLIN SNARK）和一個 ZK 電路。正如計算機中的電路具有以 0 和 1 作為輸入和輸出的與非門一樣，ZK 電路也使用以數字“0 到 p”作為輸入和輸出的加法門和乘法門。創建 ZK 電路意味著手動將所有這些門放在一起。

Aleo 調查了特定領域語言 (DSL) 的情況並發現了 ZoKrates。Aleo 改變了語法並對其進行了開發，創建了自己的編程語言 Leo。

Leo 的外觀和感覺更像 JavaScript（世界上最流行的編程語言），而不是彙編。如果 ZKP 滲透到互聯網的結構中，對於不熟悉 ZK 的開發人員來說，整合 ZKP 就會變得非常容易。

基本上，該語言非常複雜，抽象了電路編程和其他低級概念。因此，開發者更容易構建私有應用程序。

它接收到的代碼如下所示：

Aleo 獲取代碼並提供您正確運行計算的證明，該證明可以從 snarkVM 發送到 snarkOS 以供節點驗證。 

除了這種語言之外，Aleo 還開發了一系列其他工具，以方便開發人員使用，包括測試框架和包管理器。他們將這一切都封裝在 Aleo Studio 中——第一個零知識證明的 IDE（集成開發環境）。”  

共識算法：AleoBFT

AleoBFT 結合了權益證明(PoS) 和一種工作量證明(PoW)——具體稱為簡潔工作量證明（其本身是必要工作量證明的子集）。  

我們將在另一篇文章中詳細介紹本節。基本上 AleoBFT 的設計目的是做三件事：保護協議、確保有足夠有經驗的驗證者來滿足應用程序的 zkSNARK 需求、更多的激勵、證明高效且便宜。 

結尾

以上是 Aleo 的工作原理——一個使用 ZKP 的 Layer 1 區塊鏈項目。公有鏈中，ZKP挖礦可以被ZK鏈的任何L2接受，但L1目前只有Aleo允許。相比之下，Aleo不需要並行計算，因此空閒的GPU礦機可以無縫對接。在接下來的文章中，我們將繼續深入挖掘AleoBFT。