關於 AleoBFT 的須知——Aleo 的共識算法

概述
關於 AleoBFT 的須知——新的共識混合架構
AleoBFT 保證每個區塊的瞬時終結性
AleoBFT 確保網絡保持完全去中心化
AleoBFT 激勵證明者隨著時間的推移擴展 Aleo 生態系統的可證明性
AleoBFT . 核心結構
結語

到 2022 年，使用零知識證明Aleo技術的典型隱私公共區塊鏈取得了巨大成功，籌集了 2 億美元，這是 2022 年最大的籌款交易之一。一系列激勵性Tesnet 項目，實現每秒超過10 億次證明，比2021 年高出5 萬倍。

為了更好地概述 Aleo 在 2022 年取得的成就，讀者還可以參閱 TraderH4.com 上的文章“回顧 Aleo 的 2022 年”。在本文的框架中，TraderH4 將深入探討 Aleo 與同一細分市場其他 Layer 1 項目不同的共識算法。

概述

隨著越來越多的公司在其應用程序中使用 zkSNARK，Aleo 變得更加成功。由於校對很困難，Aleo 的設計允許應用程序將校對外包給第三方“校對服務”，後者使用專門的硬件和軟件來處理計算。zkSNARK 比應用程序開發人員在某些基本CPU 上所做的更快、更便宜且更高效。

即使對於服務證明來說，未來最大的限制因素之一是“生成正確應用程序執行的零知識證明可能會很昂貴。”這比直接運行應用程序要昂貴得多。這證明zkSNARK還不是最好的技術。

為了讓零知識證明變得普遍並讓 Aleo 取得成功，需要傳播 zkSNARK 證明硬件、軟件和知識。Aleo 設計了他的共識機制並贊助了 ZPrize 競賽來證明這一點。

傳統的 PoW 挖礦，如比特幣，相對簡單，硬件商品化。礦工在 ASIC 上使用 SHA-256 功能，並嘗試將自己定位在廉價能源附近，以實現利潤最大化。獲得優勢的創造性方法並不多。

在Aleo上，證明需要對zkSNARK有更深入的了解，這是一個更豐富的設計空間，為證明者提供了更多獲得巨大優勢的機會。

Aleo 與比特幣的不同之處在於，它每個區塊接受更多有效的解決方案，從而將獎勵分配給更多的證明者，而不是遵循“贏家或輸家”的框架。如果一個證明者的存在壓垮了其他所有人，就會減少證明者的參與和去中心化，這將使成本更高。

因此，Aleo 做了兩件事來商業化他的 zkSNARK 工作量證明附加組件：AleoBFT 和 ZPrize。在本節中，我們將深入研究 AleoBFT。

關於 AleoBFT 的須知——Aleo 的共識算法

關於 AleoBFT 您需要了解的一切——新的共識混合架構

AleoBFT 結合了權益證明 (PoS) 和一種稱為簡潔工作證明（其本身是必要工作證明的子集）的特定類型的工作證明 (PoW)。

AleoBFT 旨在做三件事：保護協議，確保有足夠的經驗豐富的驗證者來服務應用程序的 zkSNARK 問題解決需求，並鼓勵更多人參與證明，使網絡更加高效和便宜。

在 Testnet 3 期間，Aleo 表示他們將把共識模型轉換為驗證器的混合架構，這就是 AleoBFT。

AleoBFT 將驗證者新區塊的即時確定性與驗證者的計算能力相結合，將 coinbase 供應引入網絡。AleoBFT 的設計激勵驗證者通過生成區塊來維護網絡，並激勵驗證者將概念驗證擴展到 Aleo 生態系統。AleoBFT的這個共識算法有很多

AleoBFT 保證每個區塊的瞬時終結性

驗證器生成每個塊並達成共識後，交易就會得到確認。這種方法解決了驗證者的分叉問題並提高了節點穩定性。此外，這還為 Aleo 上的開發人員創造了流暢的應用程序體驗。對於用戶來說，這可以通過在錢包、瀏覽器、瀏覽器和應用程序中進行快速確認來改善 UI/UX。最終，這種保證使與其他生態系統的互操作性變得更加簡單。

AleoBFT 確保網絡保持完全去中心化

正如 Testnet 2 所指出的，在少數證明者開發了零知識加密的專用硬件後，區塊生產變得高度中心化。雖然 ZPrize 有助於創造公平的競爭環境，但事實仍然是，一些實體將主導網絡，給用戶帶來中心化和審查的風險。

通過使用 AleoBFT，Aleo 可以將區塊生產與 coinbase 生成的作用分離。驗證者負責生成區塊，驗證者現在可以按其所需的規模計算證明。AleoBFT 旨在通過在網絡上質押至少 100 萬個 Aleo 積分來激勵證明者成為驗證者。這確保校對者可以通過成為共識中所有校對者的代表來保持其抗審查性。

AleoBFT 激勵證明者隨著時間的推移擴展 Aleo 生態系統的可證明性

在 AleoBFT 中，證明者在網絡上進行結算並生成 coinbase 證明 (PoSW)，以換取每個區塊中 coinbase 獎勵的份額。通過這種新模型，證明者現在可以對零知識證明的核心子組件進行計算。即多標量乘法（MSM）和快速傅立葉變換（FFT），並從每個區塊獎勵中賺取其在證明中的百分比。

對於證明者來說，AleoBFT 允許以任何規模運行任何硬件來生成零知識證明，而無需在每種情況下競爭“贏家-贏家”效應。因此，與測試網 2 不同，這個過程意味著即使在虛擬硬件上運行的驗證器也能夠參與並獲得 coinbase 獎勵。這些幣庫獎勵在證明者和驗證者之間共享，以激勵證明者隨著時間的推移積累代幣而成為驗證者。通過激勵參與者更廣泛的獎勵分配，我們相信這些新機制將擴展 Aleo 網絡，為 Aleo 開發者和用戶實現更廣泛的概念驗證。

AleoBFT . 核心結構

AleoBFT PoS 部分的細節仍在公佈中，但該團隊表示它將基於 DiemBFT。Aleo 寫道，證明集不會在 AleoBFT 中生成區塊，但可以是：

演示者為給定的區塊生成證明，並根據他們提交的目標證明的數量獲得按比例分配的 coinbase 獎勵（總區塊獎勵的子集）。
驗證者通過建議由此類證明組成的區塊來貢獻 Aleo 積分，並獲得驗證總區塊獎勵的一部分。
驗證者檢查區塊中的證明是否真實（無論是否了解證明的內容）並獲得區塊獎勵的一部分。

Ali Yahya 也在 Dan Boneh 的指導下學習過密碼學，他向我解釋了為什麼博弈論 (PoS) 和密碼學 (PoSW) 的結合再次變得有意義。阿里·葉海亞說：

“就包含在內的交易達成一致，你無法通過加密方式完成，因此你需要使用博弈論方法。當你想要按順序進行交易時，其他一切都應該以加密方式進行。” 換句話說，盡可能使用密碼學，而不能使用時則使用博弈論。

AleoBFT 的證明部分基於 Aleo 的原始共識算法，簡潔工作證明 (PoSW)。關於 PoSW，需要理解的最重要的一點是，與 SHA.-256 不同，簡潔工作證明中的“工作”確實很有用，尤其是以太坊和新鏈出於環境原因而避免使用工作量證明。

事實上，PoSW 基於必要工作證明，這是Assimakis Katis（Aleo 一開始的導師）和Joe Bonneau（另一位Boneh 校友）在2020 年提出的想法，其中學位證明的創建是PoW 中使用的不可或缺的一部分。中本聰的共識，利用本來會被浪費的能量來創建有效的證明。如果您需要花費精力來保護區塊鏈，請將精力花在證明上。Aleo 將通過兩種方式做到這一點：