At forstå ZK er at blive en troende

Hvis du har været opmærksom på det stadigt skiftende landskab af blockchain-teknologi, har du måske bemærket, at for nylig har et nyt buzzword gjort runderne: "Zero-Knowledge" eller "ZK".

Hvis du har været opmærksom på det stadigt skiftende landskab af blockchain-teknologi, har du måske bemærket, at for nylig har et nyt buzzword gjort runderne: "Zero-Knowledge" eller "ZK". Hvis du har været opmærksom på kryptografi i de sidste 30 år, er det utroligt spændende, at dette koncept endelig får noget tæt på mainstream opmærksomhed for allerførste gang. Der er en slags kult forbundet med ZK, fordi når du først forstår, hvad det er, og hvad det kan gøre, har det en måde at inficere dit sind med alle de tilsyneladende magiske måder, det kan ændre verden på (til det bedre). Medlemmerne af ZK-kulten med de tekniske koteletter, der kræves for rent faktisk at avancere feltet, har en tendens til KUN at arbejde på ZK, og det er næsten sikkert, fordi de har svært ved at TÆNKE på andet end ZK. Det er på grund af det løfte, det holder.

Hvad er ZK?

ZK handler i enklest mulige vendinger om at skabe et kryptografisk bevis på, at et udsagn om nogle data er sandt uden at skulle afsløre dataene. Ved lov er eksemplet valgt hertil klassikeren:

"Jeg kender en gyldig løsning på dette uløste sudoku-puslespil"

Ved at bruge ZK kunne en beviser Peter konstruere et Zero Knowledge Proof (ZKP) af denne erklæring vedrørende et bestemt sudoku-puslespil, hvis og kun hvis han faktisk kendte en gyldig løsning på det, og en verifikator Viviane ville være absolut overbevist om erklæringen uden at skulle faktisk se nogen af ​​de tilbageholdte løsninger. Hvis du ønsker at lære lidt mere om matematikken, der faktisk får dette arbejde til at se denne forklarende video. 

Ud over sudoku-puslespil, hvilke nyttige ting kan gøres med denne primitive? Til blockchains er der to gode applikationer:

1. Fortrolighed Bevarelse af beviser om hemmelige oplysninger
2. Kortfattet verifikation af vilkårlig lang beregning 

Begge dele er spændende, sidstnævnte fører til større effektivitet, mens førstnævnte giver mulighed for enden på digital masseovervågning og dataindsamling. 

ZK Power #1: Privatliv

Vi kan alle godt lide at have gode søgemaskiner. Vi kan alle godt lide at have gode personlige anbefalingsmaskiner til musik, videoer, nyheder eller endda potentielle romantiske partnere. Det er bedre at have annoncer, der er mere tilbøjelige til at være noget, man rent faktisk ville være interesseret i at købe, end ikke. Vi kan alle godt lide at kunne bevise ting om os selv for at opnå eksklusivitet. Alle disse ting er afgørende for det moderne internet og er absolut umulige uden en vis mængde personlig "tuning" til den enkelte, der bruger dem. Desværre betyder det, at store virksomheder samler hvert vågent øjeblik af vores digitale liv og gemmer dem for evigt for at lette disse personaliserede motorer. ZK ændrer alt det. 

Med ZK behøver anbefalingsmotorer ikke at undersøge en persons hele historie for at vide, hvad de sandsynligvis vil have. Den eneste information, de behøver at arbejde med, er simple ZKP'er, der angiver minimale detaljer om deres interesser. Virksomheden, der viser annoncer, behøver ikke at kende en persons hele søgehistorik for at vide, at de er interesserede i at købe en bil. Alt, hvad de behøver, er en ZKP på den pågældende persons søgehistorik, der tyder på, at de kunne være interesserede i at købe en bil, og at de klikkede på deres annonce. Mens vi er i gang, kan annoncøren også lide en ZKP, som den person, der klikkede igennem, var en rigtig person og ikke kun en bot. Når det kommer til blockchains, vil denne form for privatliv også være afgørende. Ingen, ikke jer, ikke bankerne, ikke Wall Street, ikke regeringerne ønsker, at verdens finansielle system skal være fuldstændig offentligt på en åben hovedbog, så alle kan se. Ingen ønsker et system, hvor det at kende din bankadresse viser dig din banksaldo og hele din transaktionshistorik. Blockchain behøver teknisk set heller ikke at vide noget af det, blockchain skal bare vide at de smarte kontrakter er udført korrekt, alt andet holder den mere end gerne privat, hvilket leder os videre til:

ZK Power #2: Skalerbarhed

Kan du huske den del af Hitchhiker's Guide to the Galaxy, hvor Deep Thought-supercomputeren skuffende annoncerer svaret på Livet, Universet og Alt som "42" efter en 7.5 millioner år lang beregning? Realistisk set ville administratorernes første tanke være, at computeren på et tidspunkt lavede en fejl. Men hvordan ville de verificere, at beregningen blev udført korrekt? Naivt kunne de køre hele beregningen igen og se, om den kom til samme konklusion som den oprindelige beregning. Det er fint til beregninger, der tager et par sekunder, ikke så meget, når det tager 7.5 millioner år. ZK's anden supermagt er at tillade, at der oprettes beviser for en eller anden beregning, der er lille i størrelse (f.eks. 1kb), som tager millisekunder at verificere og kan overbevise den person, der kontrollerer, at en beregning af ENHVER længde (selv 7.5 millioner år) kørte korrekt. Den magi har dog en pris, fordi det forudsigeligt er MEGET dyrere at lave dette bevis end det ville være at køre programmet uden beviset. Derfor er ZK ikke nødvendigvis en catch-all for verificerbar beregning, det er kun virkelig afvejningen værd, hvis enten det ville være umuligt for verifikatoren selv at beregne det fulde program, eller det samme program forventes at blive verificeret nok gange for at gøre stigningen i bevistid mindre end reduktionen i kumulativ verifikatortid. Der er en ret åbenlys use case, der falder ind under BEGGE af disse kategorier: blockchain.

Åh rigtigt, det her handler om Aleo

Kan du huske, hvor vanvittig tanken om at skulle verificere en enorm beregning ved bare brute-force at køre den selv lød? Nå, det er præcis sådan næsten alle smarte kontrakt blockchains fungerer i dag! For at køre en fuld node og selv verificere tingene, skal du udføre hver eneste smart kontraktudførelse fra genesis til nuværende tidspunkt, hvilket selvfølgelig er sindssygt og grunden til, at ingen faktisk kører fulde noder på den slags blockchains, og hvorfor de er grueligt centraliseret som følge heraf. 

Aleo er undtagelsen. Faktisk udføres smarte kontrakter ikke engang på kæden. Måden en smart kontrakt fungerer på Aleo er, at den person, der ønsker at autorisere en smart kontrakt til at gøre noget med deres midler, kører beregningen af ​​den smarte kontrakt uden for kæden, mens han skaber et bevis for denne beregning, og derefter udgiver KUN BEVISET til blockchainen. Dette lille bevis er alt, hvad der er nødvendigt for at overbevise validatorer og fuld node-verifikatorer om, at den smarte kontrakt blev udført korrekt, og det tager kun millisekunder at verificere, selvom det tog 7.5 millioner år at skabe beviset. Dette er en radikalt mere fornuftig måde at foretage validering af smart logik for blockchains og vil faktisk tillade decentraliseret verifikation af brugere i stedet for udelukkende at være afhængig af validatorer. 

At have en smart kontraktkæde, der kun bekymrer sig om disse absolut minimumsbeviser på protokolniveau, gør det også muligt for Aleo at bevare privatlivets fred. I bund og grund er alt dette bevis, at "Smart Contract X gjorde en ting korrekt", afsenderen, modtageren og de involverede valutabeløb er alle fuldstændig skjulte og derfor private. Faktisk er Aleo en af ​​de ENESTE blockchains, hvor transaktioner faktisk er krypteret til deres modtager. I øjeblikket er der et stort antal spændende blockchain-projekter, der kun har brugt ZK til skalerbarhed (hvilket er fedt), men ikke til privatliv (som er sejere). På den anden side har der også været mange projekter, der hævder, at de VILLE bruge ZK til privatlivets fred, men i sidste ende gjorde det ikke. Grunden til dette er enkel: At skabe privatlivsbevarende smarte kontrakter er virkelig svært og kræver i det væsentlige et bottom-up-redesign af hele arkitekturen, hvilket er præcis, hvad Aleo gjorde. 

Udførelse off-chain har også den interessante effekt, at der IKKE er BEHOV FOR GAS på Aleo. Du skal stadig bruge transaktionsgebyrer for at betale for blokplads, men der er ingen protokolniveau per operationsgebyrer for smart kontraktudførelse, hvilket betyder, at applikationer på Aleo har teoretisk ubegrænset kørselstid. Den eneste grænse er, hvad du er i stand til at konstruere beviset for, eller hvor meget du ville være villig til at betale for en anden til at konstruere beviset for dig. 

Fordi ZK proof konstruktion af beregninger er så meget dyrere end bare at køre den beregning normalt vil der være mange applikationer, som du enten ikke kunne eller ikke VIL lave korrektur for på din bærbare computer derhjemme, ville det simpelthen tage for lang. Der vil være et marked for delegeret beviskonstruktion til Provers, som driver meget effektive serverfarme specifikt til at opfylde dette behov. En grundlæggende designbeslutning, der er helt unik for Aleo, er evnen til at uddelegere beviskonstruktion PÅ EN PRIVACYBEVARENDE MÅDE til eksterne providere. Vi forventer, at et sundt marked af Provers er afgørende for at få så meget af internettet som muligt inden for ZK, hvilket var motivationen for en klog bootstrapping-mekaniker til at få markedet i gang, før der overhovedet eksisterer en høj brugerefterspørgsel: coinbase-puslespillet. 

Møntbase-puslespillet gør det muligt for Aleo-blokkæden at præge nye tokens for at købe beviser fra bevisere, selv når ingen andre er det. Hvis en Prover finder ud af, at de i nogen tid ikke aktivt arbejder på et betalt prøvejob for en bruger, kan de skifte deres maskiner over til coinbase-puslespillet, hvor de uddeler enorme mængder af "beviser for ingen", som de derefter sender til validatorer. Validatoren samler alle de beviser, som Prover skabte, og på samme måde som hvordan en minepulje fungerer, dikterer antallet af beviser, som en Prover lavede i en bestemt tidsperiode, hvor stor en del af coinbase-puslespillet de tjener for den givne tidsperiode. Vi forventer, at dette vil være en game changer, der hjælper med at understøtte et stort marked af Provers og forhåbentlig endda tilskynde til udvikling af specialiserede "ZK ASIC'er" for at maksimere adgangen til Aleo og til ZK generelt. 

Til brug for al denne ZK-magi har Aleo skabt en lavniveau-VM kaldet AVM til kompilering af computerkode til ZK-matematik, og et højtniveausprog kaldet Leo, der kompilerer i AVM. Aleo vil også have et on-chain-programregister, der gør det muligt at hoste smart kontraktkode (valgfrit) direkte på kæden for tilgængelighed og for at minimere risikoen for man-in-the-middle-angreb, der narrer brugere til at logge på svigagtige versioner af smarte kontrakter. Hvis du gerne vil grave yderligere i dette og skrive dine egne private applikationer, se.

Sammenfattende er Aleo et komplet redesign af, hvordan en smart kontrakt blockchain skal fungere, hvis du ønsker at maksimere privatlivets fred og decentralisering. En forbløffende mængde fuldstændig ny og banebrydende forskning og arbejde er gået i at få Aleo til at realisere dette mål. Selvom der allerede er et betydeligt antal projekter, der låner engros fra det arbejde og den forskning, der gik med at samle Aleo, for virkelig at konkurrere på disse niveauer, ville deres eneste valg være at rive hele deres arkitektur ned og genopbygge sig selv i billedet af Aleo. 

Hvis du vil vide mere om Aleo, samt deltage i det endelige Testnet, så gå til Aleo.org.