Aleo: La nueva estrella que lidera la revolución de la privacidad en Web3

Aleo es un proyecto de blockchain enfocado en la protección de la privacidad, que utiliza la tecnología de pruebas de conocimiento cero (ZKP) para lograr una mayor privacidad y escalabilidad. Su idea central es permitir a los usuarios autenticar su identidad y procesar datos sin revelar información personal.

Descripción del proyecto

privacidad

El núcleo de Aleo es la tecnología de pruebas de conocimiento cero (ZKPs), que permite que las transacciones y la ejecución de contratos inteligentes se realicen manteniendo la privacidad. Los detalles de las transacciones de los usuarios están ocultos por defecto, mientras que se permite la divulgación selectiva cuando es necesario, lo que es muy adecuado para el desarrollo de aplicaciones DeFi. Sus componentes principales incluyen:

1. Leo lenguaje de programación: adaptado del lenguaje Rust, diseñado específicamente para desarrollar aplicaciones de conocimiento cero (ZKApps), reduciendo los requisitos de conocimientos criptográficos para los desarrolladores.

2. snarkVM y snarkOS: snarkVM permite la ejecución de cálculos fuera de la cadena, validando solo los resultados de los cálculos en la cadena, lo que mejora la eficiencia. snarkOS asegura la seguridad de los datos y cálculos, y permite la ejecución de funciones sin permisos.

3. zkCloud: proporciona un entorno de cálculo fuera de la cadena seguro y privado, que admite la interacción de programación entre usuarios, organizaciones y DAO.

Aleo también ofrece un entorno de desarrollo integrado (IDE) y un kit de herramientas de desarrollo de software (SDK), que permiten a los desarrolladores escribir y publicar aplicaciones de manera rápida. Los desarrolladores pueden desplegar aplicaciones en el registro de programas de Aleo, sin necesidad de depender de terceros, lo que reduce el riesgo de la plataforma.

escalabilidad

Aleo utiliza un enfoque de procesamiento off-chain, donde las transacciones se calculan primero en el dispositivo del usuario y luego solo se sube el resultado de la verificación a la blockchain. Este método mejora significativamente la velocidad de procesamiento de las transacciones y la escalabilidad del sistema, evitando congestiones en la red y altos costos.

mecanismo de consenso

Aleo ha introducido AleoBFT, un mecanismo de consenso de arquitectura híbrida que combina la finalización instantánea de los validadores y la capacidad computacional de los probadores. AleoBFT no solo mejora el grado de descentralización de la red, sino que también fortalece el rendimiento y la seguridad.

1. Finalidad rápida de bloques: AleoBFT asegura que cada bloque sea confirmado inmediatamente después de su generación, mejorando la estabilidad de los nodos y la experiencia del usuario.

2. Garantía de descentralización: al separar la producción de bloques de la generación de coinbase, los validadores son responsables de generar bloques, mientras que los probadores realizan cálculos de prueba, evitando que unas pocas entidades monopolizen la red.

3. Mecanismo de incentivos: los validadores y los demostradores comparten las recompensas de los bloques; se alienta a los demostradores a convertirse en validadores mediante el staking de tokens, lo que mejora el grado de descentralización y la capacidad de cálculo de la red.

Aleo permite a los desarrolladores crear aplicaciones sin restricciones de gas, lo que lo hace especialmente adecuado para aplicaciones que requieren mucho tiempo de ejecución, como el aprendizaje automático.

Progreso Actual

Aleo lanzará la red de pruebas incentivadas el 1 de julio, a continuación se presentan algunas actualizaciones importantes:

1. Voto ARC-100 aprobado: Se ha aprobado la propuesta que involucra aspectos de cumplimiento, el bloqueo de fondos en la red Aleo y medidas de seguridad como el retraso en la contabilización. El equipo está haciendo los ajustes finales.

2. Plan de incentivos para validadores: Este plan comenzará el 1 de julio y tiene como objetivo verificar el nuevo mecanismo de puzzle. El plan se ejecutará hasta el 15 de julio, durante el cual se asignarán 1 millón de puntos Aleo como recompensa.

3. Suministro inicial y suministro circulante: el suministro inicial es de 1.500 millones de tokens, y el suministro circulante inicial es de aproximadamente el 10% (aún no finalizado). Estos tokens provienen principalmente de la tarea de Coinbase (75 millones), que se distribuirán en los primeros seis meses.

4. Reinicio de Testnet Beta: Este es el último reinicio de la red, después de completar no se agregarán nuevas funciones, la red será similar a la mainnet.

5. Congelación de código: La congelación de código se completó hace una semana.

6. Plan de expansión de nodos de validación: el número inicial de nodos de validación es de 15, con el objetivo de aumentar a 50 dentro de un año y finalmente alcanzar 500. Se necesitan 10,000 tokens para convertirse en delegado y 10,000,000 tokens para convertirse en validador; estas cantidades disminuirán gradualmente con el tiempo.

Análisis del algoritmo Synthesis Puzzle

El núcleo del algoritmo más reciente de Aleo se llama Synthesis Puzzle, y su esencia radica en generar un EpochProgram común fijo para cada epoch. Esto se logra construyendo un circuito de prueba R1CS para la entrada y el EpochProgram, generando la correspondiente asignación R1CS (es decir, testigo) que se utiliza como nodo hoja de un árbol Merkle. Después de calcular todos los nodos hoja, se genera la raíz Merkle y se convierte en el proof_target de la solución.

proceso de consenso

1. El Prover calcula el puzzle, construye soluciones y las transmite a la red.

2. La agregación de transacciones de Validator y la solución para el siguiente nuevo bloque, garantizando que la cantidad de soluciones no supere el límite de consenso.

3. La legalidad de la solución necesita verificar que su epoch_hash coincide con el latest_epoch_hash mantenido por el validador, que el proof_target calculado coincide con el latest_proof_target mantenido por el validador en la red, y que la cantidad de soluciones incluidas en el bloque es menor que el límite de consenso.

4. Una solución efectiva puede obtener recompensas de consenso.

Proceso detallado del Synthesis Puzzle

1. Cada cálculo de puzzle se denomina nonce, y se construye a partir de la dirección que recibe la recompensa de minería, epoch_hash y el contador de números aleatorios.

2. En cada epoch, el EpochProgram calculado por todos los prover es el mismo, y se extrae de un conjunto de instrucciones mediante un número aleatorio generado por el epoch_hash actual.

3. Usar nonce como semilla aleatoria para generar la entrada de EpochProgram.

4. Agregar el R1CS y la entrada correspondientes de EpochProgram, y realizar el cálculo del testigo.

5. Después de calcular todos los testigos, conviértelos en una secuencia de nodos hoja del árbol de Merkle.

6. Calcular la raíz de Merkle y convertirla en el proof_target de la solución, determinando si satisface el latest_proof_target del epoch actual.

7. Se pueden realizar múltiples cálculos de solución actualizando la entrada del EpochProgram a través del contador de iteración en la misma época.

Cambios e impactos de la minería

El nuevo algoritmo puzzle ha cambiado de generar pruebas a generar testigos. La lógica de cálculo de todas las soluciones dentro de cada época es consistente, pero la lógica de cálculo entre diferentes épocas es bastante diferente. Esta actualización abandona la optimización anterior de MSM y NTT. Además, dado que el proceso de generación de testigos implica la ejecución de programas que cambian con la época, donde las instrucciones tienen algunas dependencias de ejecución en serie, implementar la paralelización presenta un gran desafío.

Este cambio puede tener un impacto significativo en las estrategias de minería existentes y la optimización del hardware, lo que requiere que los mineros reevaluen y ajusten sus métodos de minería.