全面介绍新一代隐私公链Aleo共识机制——PoSW

时间：2023-03-02|浏览：765

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Aleo是第一个使用零知识证明解决隐私问题、同时保证可编程特性的公链。
Aleo提供的隐私保护包括隐藏参与者、金额、智能合约等交互细节，而且Aleo还将智能合约执行转移到链下，支持各种Dapp，保证其可拓展性（每秒数千笔交易)。
Aleo共识机制——PoSW
Aleo使用基于SNARK的PoSW共识算法，称为简洁的工作量证明。PoSW为Aleo网络提供与比特币的PoW相同级别的安全性。
但比特币PoW算法用于计算SHA256函数，而Aleo的PoSW算法用于计算SNARK。这得以让PosW可以充当POS以确保系统共识，还可验证链上区块中包含的所有交易。这种方式实际上出现了PoW与PoS并存的情况，借鉴了两种机制的优势。
Aleo已启动测试网3第二阶段，该阶段正式引入验证者（Provers）并启用AleoBFT共识机制，也就是PoS实现区块确认的即时确定性，并利用PoW激励开发更快的证明生成技术。
零知识解决方案——ZEXE
ZEXE(Zero Knowledge EXEcution)是Aleo所提出的特定零知识解决方案，是在zeroCash原有的zk-snarks技术上进行改进，让用户可以对自己的信息加密及隐私进行选择，例如可以加密单纯的token转账交易，也可以加密应用层面的互动交易。
零知识证明（ZK）泛指“证明者在不向验证者提供任何有用的信息的情况下，使验证者相信某个论断的正确性”，该技术被公认为一项具有终局性的技术，将在未来成为区块链领域中最普适使用的技术之一。
Aleo作为第一个采用零知识证明类的POW机制高性能公链，也开启了同时采用POS和POW的应用。举一个简单的例子来说，挖矿的过程就等同于不断生成零知识证明的过程，也就是“ZK挖矿”。
在“ZK 挖矿”的概念当中，ZK Proof的生成速度会被大量缩短，且ZKP生成任务是并行化、可切分的，因此硬件设备、生成策略、节点竞争等都将影响矿工所获得的奖励。
计算环境——zkCloud
zkCloud是由Aleo所构建的一个组件，作为脱链、去信任的计算环境，程序在其中会以私密、安全、廉价的方式运作。
Zkcloude建立的点对点、去中心化的私有计算模型能让受保护的身份以及交互转移到链下，同时实现隐私保证和更大的交易吞吐量。
这些交互都是通过屏蔽交易所进行的，并提供了去中心化和抗审查的数据可用性保证。
编程语言——Leo
Aleo团队受Rust启发开发了一种静态类型编程语言Leo，特别强调其语言的可读性和易用性。
Leo语言可以在零知识的情况下直观地表达逻辑，让开发人员直观地在Aleo公链上构建具有隐私和去中心化属性的应用。
而这款由Aleo开发的静态类型编程语言，可将Zexe共识协议的zk-snarks设置模块化，让任何得以在Aleo平台上运作的Dapp都可以使用zk-snarks，降低开发难度。
Aleo所构建的Aleo Studio，是第一个用于编写零知识应用程序的 IDE（集成开发环境)。
Leo语言允许开发人员将ZKP集成到各种Web应用程序中，在使用过程中，即可避免留下个人数据，大大保护了使用者的隐私。
应用场景
Aleo作为Layer1层，其可编程性可类比于以太坊，且增加了隐私保护、高TPS 等特点，基于Aleo进行开发的项目，都可以使用零知识证明达到隐私保护的功能。
不仅如此，团队提出的可选择退出隐私(opt-outprivacy)，还可让用户将交易默认为隐私模式，也就是要让用户有选择地的公开自己想公开的资讯，尤其是DeFi。
DeFi在2020年出现爆发式增长，许多案例都表明了可编程性对于任何区块链⽹络表现的重要性。但⽤⼾不得不在隐私、可编程性两者之间做出选择，结果就是用户地址交易历史是透明的。
而Zcash为⽤⼾提供了完整的隐私，但可编程性有限、以太坊提供强⼤的可编程性，但隐私却有限。而若通过Aleo的零知识证明解决方案，意味着能够利用匿名方式，隐藏所有交易细节。

全面介绍新一代隐私公链Aleo共识机制——PoSW
挖矿机制
Aleo目前主要还是需要使用显卡机去挖矿，同时Aleo的挖矿算法也对CPU与GPU有相对应的要求，等同于以太坊POW的升级，会承接部分以太坊矿工。
Aleo采用的挖矿逻辑是：挖矿设备根据要求去完成快速傅里叶变换（Fast Fourier Transform, FFT）和多标量乘法（Multi-Scalar Multiplication ,MSM）算法的计算任务，挖矿者需要在规定时间内产生有效证明。
单位时间内完成有效证明次数的算力单位为PPS，这也个是衡量挖矿设备能获得多少Aleo 代币奖励的唯一标准，与传统比特币挖的统计算力单位 (H/s) 完全不同。
目前市面上所谓的Aleo代币，主要是指上半年测试网Testnet2（CPU竞争）的代币，前不久启动了testnet3。
目前来看，要想有高产出，显卡至少是3080Ti，显存10G以上，CPU32核以上，但后续电费可能皆可能会超出矿工预算。
但无论变换哪种配置与方案，Aleo代币奖励只跟机器能产生的PPS算力相关，所以矿工最终只需要关注在每PPS的投入成本和产生的收益即可。
Testnet3分为三阶段，并提供2500万代币。
第一阶段主要针对开发者的激励措施，比如编写、部署程序等。第二阶段面向证明者（矿工）以及开启snarkOS和snarkVM的漏洞赏金计划。第三阶段才是大众所能参与的验证者生产区块获得代币奖励。
至于经济模型，Aleo总融资为2.28亿美元，目前市场上预估Aleo初始流通率会落在15%左右，等同于流通市值会在4亿美元左右，总市值则是28.3亿美元。
团队信息
Aleo团队由来自谷歌、亚马逊和Meta等公司以及加州大学伯克利分校、纽约大学和康奈尔大学等研究型大学的世界级密码学家、工程师、设计师和运营商组成。
Aleo的CEO Howardwu是四位Co-founders中的代言人，他时常负责出面各类媒体对外发言。
Howardwu毕业于加州大学伯克利分校的CS和Math学士及硕士学位，本科毕业后在Google任职SottwareEngineer，一年后则回UCB完成硕士学位，毕业后创立Aleo。
从HowardWu的Github主页代码贡献经历中可以看出，他从2014年开始就前后给钱包、交易所、IPFS和以太坊等项目贡献过代码。
Aleo的CFO MichaelBeller 则毕业于康奈尔大学，有资管类初创企业的连续创业经验。
负责Aleo编程语言Leo开发的 CollinChin 则同样毕业于加州大学伯克利分校。