Aleo:プライバシー保護ブロックチェーンの新たなブレークスルー

Aleoはプライバシー保護に取り組むブロックチェーンプロジェクトで、ゼロ知識証明技術(ZKP)を通じて、より高いレベルのプライバシーとスケーラビリティを実現しています。このプロジェクトの核心理念は、ユーザーが個人データを保護しながら、認証とデータ処理を行うことができるようにすることです。

プロジェクト概要

プライバシー性

Aleoのコアはゼロ知識証明(ZKPs)技術であり、取引とスマートコントラクトの実行をプライバシーを保護しながら行うことを可能にします。ユーザーの取引の詳細、例えば送信者や金額は、デフォルトで隠されています。この設計はユーザーのプライバシーを保護するだけでなく、必要に応じて選択的開示を行うことも可能であり、DeFiアプリケーションの発展に非常に適しています。主なコンポーネントには以下が含まれます:

1. Leoコンパイラ言語: Rustを基に改編され、ゼロ知識アプリ(ZKApps)の開発に特化しており、開発者の暗号学の知識に対する要求を低減しました。

2. snarkVMとsnarkOS: snarkVMはオフチェーンで計算を実行し、オンチェーンでは結果を検証することで効率を向上させます。snarkOSはデータと計算の安全性を確保し、無許可機能の実行をサポートします。

3. zkCloud:安全でプライベートなオフチェーン計算環境を提供し、ユーザー、組織、DAO間のプログラミングインタラクションをサポートします。

Aleoは、統合開発環境(IDE)とソフトウェア開発キット(SDK)を提供しており、開発者が迅速にアプリケーションを作成および公開することをサポートします。開発者は、Aleoのプログラムレジストリにアプリケーションをデプロイでき、第三者に依存する必要がなく、プラットフォームリスクを低減します。

###スケーラビリティ

Aleoはオフチェーン処理方式を採用しており、取引はまずユーザーのデバイス上で証明を計算し、次にその検証結果のみをブロックチェーンにアップロードします。この方式は取引処理速度とシステムのスケーラビリティを大幅に向上させ、イーサリアムのようなネットワークの混雑や高額な手数料の問題を回避します。

コンセンサス機構

AleoはAleoBFTを導入しました。これは、バリデーターの即時最終性とプロバーの計算能力を組み合わせたハイブリッドアーキテクチャのコンセンサスメカニズムです。AleoBFTは、ネットワークの分散化の程度を高めるだけでなく、パフォーマンスとセキュリティも強化します。

1. ブロックの迅速な最終性:AleoBFTは各ブロック生成後にすぐに確認されることを保証し、ノードの安定性とユーザー体験を向上させます。

2. 分散型保証:ブロック生成とcoinbase生成を分離することによって、バリデーターはブロックを生成し、プローバーは証明計算を行い、少数のエンティティがネットワークを独占するのを防ぎます。

3. インセンティブメカニズム: バリデーターとプルーフ提供者はブロック報酬を共有します; プルーフ提供者がトークンをステーキングしてバリデーターになることを奨励し、ネットワークの非中央集権化の程度と計算能力を向上させます。

Aleoは、開発者がガス制限のないアプリケーションを作成できるため、特に長時間実行が必要な機械学習などに適しています。

最新の開発

Aleoは7月1日にインセンティブテストネットを開始する予定です。以下はいくつかの重要な最新情報です。

1. ARC-100提案が承認されました:この提案は、コンプライアンス、ネットワーク上の資金のロック、及び遅延着金などのセキュリティ対策に関するもので、現在チームは最終調整を行っています。

2. バリデーターインセンティブプログラム: 7月1日に開始され、新しいパズルメカニズムを検証することを目的としています。プログラムは7月15日まで実施され、その期間中に100万Aleoポイントが報酬として配布されます。

3. トークン供給: 初期供給量は15億トークン、初期流通供給量は約10%(未定)です。これらのトークンは主にCoinbaseのタスク(7500万)から来ており、最初の6ヶ月間に分配されます。また、ステーキング、バリデーターの運営、バリデーションノードの報酬も含まれます。

4. Testnet Betaリセット:これは最後のネットワークリセットであり、完了後は新機能が追加されず、ネットワークはメインネットに類似します。

5. コードの凍結: 1週間前に完了しました。

6. バリデータノード拡張計画: 初期のバリデータノード数は15で、目標は年内に50に増加し、最終的には500に達することです。委任者になるには1万トークン、バリデーターになるには1000万トークンが必要で、これらの金額は時間と共に徐々に減少します。

Synthesis Puzzle アルゴリズムの解析

Aleoは最近、puzzleアルゴリズムを更新しました。新しいアルゴリズムは、zk proofの結果の生成に重点を置かず、proof生成の前の中間データwitnessの生成に焦点を当てています。以下は新しいアルゴリズムの簡単な紹介です:

コンセンサスプロセス

1. Proverはパズルを計算し、ソリューションを構築してネットワークにブロードキャストします。

2. バリデーターの集約取引とソリューションは新しいブロックのために、ソリューションの数がコンセンサス制限を超えないようにします。

3. Solutionの合法性は、そのepoch_hash、proof_targetがネットワークの要件に合致しているか、またblock内のsolutionの数が制限内にあるかを検証する必要があります。

4. 有効なソリューションはコンセンサス報酬を得ることができます。

Synthesis Puzzleのコアメカニクス

1. 各エポックごとに固定で1つのEpochProgramが生成され、すべてのプローバーが共同で使用します。

2. 各回のpuzzle計算はnonceと呼ばれ、受信したマイニング報酬のアドレス、epoch_hash、ランダム数counterで構成されます。

3. EpochProgramは現在のepoch_hashから生成されたランダム数を命令セットからサンプリングして生成します。

4. nonceをランダムシードとして使用し、EpochProgramの入力を生成します。

5. EpochProgramに対応するR1CSと入力を集約し、witness計算を行います。

6. すべてのwitnessを計算した後、それをmerkle treeの葉ノードシーケンスに変換します。

7. マークルルートを計算し、ソリューションのproof_targetに変換して、現在のエポック要件を満たしているかどうかを判断します。

8. 要件を満たす場合は、ソリューションを提出してブロードキャストします。

今回のアップデートでは、puzzleが生成proofから生成witnessに変わります。各epoch内のsolution計算ロジックは一貫していますが、異なるepoch間には大きな差異があります。新しいアルゴリズムは、以前のMSMおよびNTT計算のGPU最適化を排除し、また、witness生成プロセスにおける逐次実行の依存関係が存在するため、並列化の実現には大きな課題があります。

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