Το να καταλάβεις το ΖΚ σημαίνει να γίνεις πιστός

Εάν έχετε δώσει προσοχή στο συνεχώς μεταβαλλόμενο τοπίο της τεχνολογίας blockchain, ίσως έχετε παρατηρήσει ότι πρόσφατα μια νέα λέξη-κλειδί κάνει τον γύρο: «Μηδενική γνώση» ή «ZK».

Εάν έχετε δώσει προσοχή στο συνεχώς μεταβαλλόμενο τοπίο της τεχνολογίας blockchain, ίσως έχετε παρατηρήσει ότι πρόσφατα μια νέα λέξη-κλειδί κάνει τον γύρο: «Μηδενική γνώση» ή «ZK». Εάν δίνετε προσοχή στην κρυπτογραφία τα τελευταία 30 χρόνια, είναι απίστευτα συναρπαστικό το γεγονός ότι αυτή η ιδέα τραβάει επιτέλους κάτι κοντά στην επικρατούσα προσοχή για πρώτη φορά. Υπάρχει ένα είδος λατρείας που σχετίζεται με το ZK, επειδή μόλις καταλάβετε τι είναι και τι μπορεί να κάνει, έχει έναν τρόπο να μολύνει το μυαλό σας με όλους τους φαινομενικά μαγικούς τρόπους που μπορεί να αλλάξει τον κόσμο (προς το καλύτερο). Τα μέλη της λατρείας ZK με τα τεχνικά κομμάτια που απαιτούνται για να προχωρήσουν πραγματικά το πεδίο έχουν την τάση να εργάζονται ΜΟΝΟ στο ZK, και αυτό είναι σχεδόν βέβαιο επειδή δυσκολεύονται να ΣΚΕΦΤΟΥΝ κάτι άλλο εκτός από το ZK. Αυτό οφείλεται στην υπόσχεση που έχει.

Τι είναι το ZK;

Το ZK με απλούστερους δυνατούς όρους έχει να κάνει με τη δημιουργία μιας κρυπτογραφικής απόδειξης ότι μια δήλωση σχετικά με ορισμένα δεδομένα είναι αληθής, χωρίς να χρειάζεται να αποκαλύψει πραγματικά τα δεδομένα. Σύμφωνα με το νόμο, το παράδειγμα που επιλέχθηκε για αυτό είναι το κλασικό:

"Ξέρω μια έγκυρη λύση σε αυτό το άλυτο παζλ sudoku"

Χρησιμοποιώντας το ZK, ένας επαληθευτής Peter θα μπορούσε να κατασκευάσει μια απόδειξη μηδενικής γνώσης (ZKP) αυτής της δήλωσης σχετικά με ένα συγκεκριμένο παζλ sudoku, εάν και μόνο εάν γνώριζε πραγματικά μια έγκυρη λύση σε αυτό, και μια επαληθεύτρια Viviane θα ήταν απολύτως πεπεισμένη για τη δήλωση χωρίς να χρειάζεται να πραγματικά δείτε οποιαδήποτε από τις συγκρατημένες λύσεις. Αν θέλετε να μάθετε λίγα περισσότερα για τα μαθηματικά που κάνουν αυτό το έργο να δει αυτό το επεξηγητικό βίντεο. 

Πέρα από τα παζλ sudoku, ποια χρήσιμα πράγματα μπορούν να γίνουν με αυτό το πρωτόγονο; Για τα blockchains υπάρχουν δύο εξαιρετικές εφαρμογές:

1. Απόρρητο Διατήρηση αποδείξεων σχετικά με μυστικές πληροφορίες
2. Συνοπτική επαλήθευση αυθαίρετων μακρών υπολογισμών 

Και τα δύο είναι συναρπαστικά, το δεύτερο οδηγεί σε μεγαλύτερη αποτελεσματικότητα, ενώ το πρώτο επιτρέπει τον τερματισμό της μαζικής ψηφιακής επιτήρησης και συλλογής δεδομένων. 

ZK Power #1:  Απόρρητο

Σε όλους μας αρέσει να έχουμε καλές μηχανές αναζήτησης. Σε όλους μας αρέσει να έχουμε καλές εξατομικευμένες μηχανές συστάσεων για μουσική, βίντεο, ειδήσεις ή ακόμα και πιθανούς ρομαντικούς συνεργάτες. Είναι καλύτερο να υπάρχουν διαφημίσεις που είναι πιο πιθανό να είναι κάτι που θα ενδιαφερόταν πραγματικά να αγοράσει παρά όχι. Σε όλους μας αρέσει να μπορούμε να αποδεικνύουμε πράγματα για τον εαυτό μας για να κερδίσουμε την αποκλειστικότητα. Όλα αυτά τα πράγματα είναι ζωτικής σημασίας για το σύγχρονο Διαδίκτυο και είναι απολύτως αδύνατα χωρίς κάποιο εξατομικευμένο «συντονισμό» στο άτομο που τα χρησιμοποιεί. Δυστυχώς, αυτό σημαίνει ότι οι μεγάλες εταιρείες ολοκληρώνουν κάθε στιγμή της ψηφιακής μας ζωής και τις σώζουν για πάντα, προκειμένου να διευκολύνουν αυτούς τους εξατομικευμένους κινητήρες. Ο ΖΚ τα αλλάζει όλα αυτά. 

Με το ZK, οι μηχανές συστάσεων δεν χρειάζεται να ερευνούν ολόκληρο το ιστορικό κάποιου για να γνωρίζουν τι πιθανότατα θέλουν. Οι μόνες πληροφορίες με τις οποίες χρειάζονται για να εργαστούν είναι απλά  ZKP που αναφέρουν ελάχιστες  λεπτομέρειες σχετικά με τα ενδιαφέροντά τους. Η εταιρεία που προβάλλει διαφημίσεις δεν χρειάζεται να γνωρίζει ολόκληρο το ιστορικό αναζήτησης κάποιου για να γνωρίζει ότι ενδιαφέρεται να αγοράσει ένα αυτοκίνητο. Το μόνο που χρειάζονται είναι ένα ZKP στο ιστορικό αναζήτησης αυτού του ατόμου που υποδηλώνει ότι μπορεί να ενδιαφέρεται να αγοράσει ένα αυτοκίνητο και ότι έκανε κλικ στη διαφήμισή του. Όσο βρισκόμαστε σε αυτό, ο διαφημιζόμενος μπορεί επίσης να αρέσει ένα ZKP στο οποίο το άτομο που έκανε κλικ ήταν πραγματικό άτομο και όχι απλώς ένα bot. Όταν πρόκειται για blockchains, αυτό το είδος απορρήτου θα είναι επίσης κρίσιμο. Κανείς, ούτε εσείς, ούτε οι τράπεζες, ούτε η Wall Street, ούτε οι κυβερνήσεις θέλουν το παγκόσμιο χρηματοπιστωτικό σύστημα να είναι εντελώς δημόσιο σε ένα ανοιχτό βιβλίο για όλους. Κανείς δεν θέλει ένα σύστημα όπου η γνώση της διεύθυνσης της τράπεζάς σας δείχνει το τραπεζικό σας υπόλοιπο και όλο το ιστορικό συναλλαγών σας. Το blockchain δεν χρειάζεται τεχνικά να γνωρίζει τίποτα από αυτά, το blockchain πρέπει απλώς να γνωρίζει ότι τα έξυπνα συμβόλαια εκτελούνται σωστά, οτιδήποτε άλλο είναι περισσότερο από ευχάριστο να κρατήσει ιδιωτικά, κάτι που μας οδηγεί σε:

ZK Power #2:  Επεκτασιμότητα

Θυμάστε το μέρος του Οδηγού για τον Γαλαξία του Hitchhiker, όπου ο υπερυπολογιστής Deep Thought ανακοινώνει απογοητευτικά την απάντηση στη Ζωή, το Σύμπαν και τα πάντα ως «42» μετά από έναν υπολογισμό 7.5 εκατομμυρίων ετών; Ρεαλιστικά, η πρώτη σκέψη των διαχειριστών θα ήταν ότι κάποια στιγμή ο υπολογιστής έκανε λάθος. Αλλά πώς θα επαληθεύσουν ότι ο υπολογισμός εκτελέστηκε σωστά; Αφελώς μπορούσαν να επαναλάβουν ολόκληρο τον υπολογισμό και να δουν αν κατέληγε στο ίδιο συμπέρασμα με τον αρχικό υπολογισμό. Αυτό είναι καλό για υπολογισμούς που χρειάζονται λίγα δευτερόλεπτα, όχι τόσο όταν χρειάζονται 7.5 εκατομμύρια χρόνια. Η δεύτερη υπερδύναμη της ZK είναι να επιτρέπει τη δημιουργία αποδείξεων για κάποιους υπολογισμούς που είναι μικροσκοπικού μεγέθους (ας πούμε 1 kb), χρειάζονται χιλιοστά του δευτερολέπτου για να επαληθευτεί και μπορεί να πείσει το άτομο που ελέγχει ότι ένας υπολογισμός ΟΠΟΙΟΥΔΗΠΟΤΕ μήκους (ακόμη και 7.5 εκατομμύρια χρόνια) διεξήχθη σωστά. Ωστόσο, αυτή η μαγεία έχει ένα κόστος, επειδή αναμενόμενα είναι ΠΟΛΥ πιο ακριβό υπολογιστικά να δημιουργηθεί αυτή η απόδειξη από ό,τι θα ήταν απλά να τρέξει το πρόγραμμα χωρίς την απόδειξη. Ως εκ τούτου, το ZK δεν είναι απαραιτήτως ένα αλιευτικό για επαληθεύσιμους υπολογισμούς, αξίζει πραγματικά τον συμβιβασμό μόνο εάν δεν θα ήταν εφικτό για τον επαληθευτή να υπολογίσει μόνος του το πλήρες πρόγραμμα ή το ίδιο πρόγραμμα αναμένεται να επαληθευτεί αρκετές φορές για να κάνει την αύξηση του χρόνου απόδειξης μικρότερη από τη μείωση του σωρευτικού χρόνου επαλήθευσης. Υπάρχει μια αρκετά προφανής περίπτωση χρήσης που εμπίπτει και στις δύο αυτές κατηγορίες: blockchain.

Α, σωστά, πρόκειται για τον Aleo

Θυμάστε πόσο τρελή ακουγόταν η ιδέα να πρέπει να επαληθεύσετε έναν τεράστιο υπολογισμό εκτελώντας τον μόνοι σας με ωμή βία; Λοιπόν, έτσι ακριβώς λειτουργούν σήμερα σχεδόν όλα τα blockchain με έξυπνα συμβόλαια! Για να εκτελέσετε έναν πλήρη κόμβο και να επαληθεύσετε τα πράγματα μόνοι σας, πρέπει να εκτελέσετε κάθε εκτέλεση έξυπνου συμβολαίου από τη γένεση έως την τρέχουσα στιγμή, κάτι που είναι φυσικά τρελό και ο λόγος για τον οποίο κανείς δεν εκτελεί πραγματικά πλήρεις κόμβους σε αυτά τα είδη blockchain και γιατί είναι ως αποτέλεσμα φρικτά συγκεντρωτικό. 

Το Aleo είναι η εξαίρεση. Στην πραγματικότητα, τα έξυπνα συμβόλαια δεν εκτελούνται καν στην αλυσίδα. Ο τρόπος με τον οποίο λειτουργεί ένα έξυπνο συμβόλαιο στο Aleo είναι ότι το άτομο που θέλει να εξουσιοδοτήσει ένα έξυπνο συμβόλαιο για να κάνει κάτι με τα χρήματά του, εκτελεί τον υπολογισμό αυτού του έξυπνου συμβολαίου εκτός αλυσίδας, ενώ δημιουργεί μια απόδειξη αυτού του υπολογισμού και, στη συνέχεια, δημοσιεύει JUST THE PROOF to το blockchain. Αυτή η μικροσκοπική απόδειξη είναι το μόνο που χρειάζεται για να πειστούν οι επικυρωτές και οι επαληθευτές πλήρους κόμβου ότι το έξυπνο συμβόλαιο εκτελέστηκε σωστά και χρειάζονται μόνο χιλιοστά του δευτερολέπτου για να επαληθευτεί, ακόμα κι αν χρειάστηκαν 7.5 εκατομμύρια χρόνια για να δημιουργηθεί η απόδειξη. Αυτός είναι ένας ριζικά πιο λογικός τρόπος για την επικύρωση της έξυπνης λογικής για τις αλυσίδες μπλοκ και θα επιτρέψει στην πραγματικότητα αποκεντρωμένη επαλήθευση από τους χρήστες αντί να εξαρτάται αποκλειστικά από τους επικυρωτές. 

Έχοντας μια έξυπνη αλυσίδα συμβάσεων που ενδιαφέρεται μόνο για αυτές τις ελάχιστες αποδείξεις σε επίπεδο πρωτοκόλλου επιτρέπει επίσης στην Aleo να διατηρεί το απόρρητο. Στην ουσία, όλη αυτή η απόδειξη λέει ότι «το Smart Contract X έκανε κάτι σωστά», ο αποστολέας, ο παραλήπτης και τα ποσά του νομίσματος που εμπλέκονται είναι όλα εντελώς κρυμμένα και επομένως ιδιωτικά. Στην πραγματικότητα το Aleo είναι ένα από τα ΜΟΝΑ blockchain όπου οι συναλλαγές κρυπτογραφούνται πραγματικά στον δέκτη τους. Επί του παρόντος, υπάρχει ένας μεγάλος αριθμός έργων blockchain με συναρπαστικό ήχο που χρησιμοποιούν το ZK μόνο για Scalability (το οποίο είναι ωραίο) αλλά όχι για Privacy (που είναι πιο δροσερό). Από την άλλη πλευρά, υπήρξαν επίσης πολλά έργα που ισχυρίζονται ότι  ΘΑ χρησιμοποιούσαν το ZK για προστασία της ιδιωτικής ζωής, αλλά τελικά δεν το έκαναν. Ο λόγος για αυτό είναι απλός: η δημιουργία έξυπνων συμβολαίων για τη διατήρηση του απορρήτου είναι πραγματικά δύσκολη και  ουσιαστικά απαιτεί επανασχεδιασμό ολόκληρης της αρχιτεκτονικής από κάτω προς τα πάνω, κάτι που ακριβώς έκανε η Aleo. 

Η εκτέλεση εκτός αλυσίδας έχει επίσης το ενδιαφέρον αποτέλεσμα ότι ΔΕΝ ΧΡΕΙΑΖΕΤΑΙ ΑΕΡΙΟ στο Aleo. Θα χρειαστείτε ακόμη χρεώσεις συναλλαγών για να πληρώσετε για το χώρο μπλοκ, αλλά δεν υπάρχουν χρεώσεις σε επίπεδο πρωτοκόλλου ανά λειτουργία για την εκτέλεση έξυπνων συμβολαίων, πράγμα που σημαίνει ότι οι εφαρμογές στο Aleo έχουν θεωρητικά απεριόριστο χρόνο εκτέλεσης. Το μόνο όριο είναι για τι μπορείτε να δημιουργήσετε την απόδειξη ή πόσα θα ήσαστε διατεθειμένοι να πληρώσετε για να κατασκευάσει κάποιος άλλος την απόδειξη για εσάς. 

Επειδή η κατασκευή υπολογιστών με δοκιμές ZK είναι πολύ πιο δαπανηρή από την απλή εκτέλεση αυτού του υπολογισμού, κανονικά θα υπάρχουν πολλές εφαρμογές για τις οποίες είτε δεν θα μπορούσατε είτε δεν θα ΘΕΛΕΤΕ να δημιουργήσετε αποδείξεις στον φορητό υπολογιστή σας στο σπίτι, απλά θα χρειαζόταν πάρα πολύ μακρύς. Θα υπάρξει μια αγορά για την ανατεθειμένη κατασκευή απόδειξης στους Provers, οι οποίοι λειτουργούν πολύ αποτελεσματικά αγροκτήματα διακομιστών ειδικά για να καλύψουν αυτήν την ανάγκη. Μια θεμελιώδης σχεδιαστική απόφαση που είναι εντελώς μοναδική για την Aleo είναι η δυνατότητα ανάθεσης δοκιμών κατασκευής ΜΕ ΤΡΟΠΟ ΔΙΑΤΗΡΗΣΗΣ ΑΠΟΡΡΗΤΟΥ σε εξωτερικούς Provers. Αναμένουμε ότι μια υγιής αγορά Provers θα είναι κρίσιμη για την απόκτηση όσο το δυνατόν μεγαλύτερου μέρους του Διαδικτύου εντός της ZK, κάτι που ήταν το κίνητρο για έναν έξυπνο μηχανικό bootstrapping να ξεκινήσει την αγορά πριν ακόμη υπάρξει υψηλή ζήτηση από τους χρήστες: το παζλ coinbase. 

Το παζλ coinbase δίνει τη δυνατότητα στο blockchain της Aleo να κόβει νέα μάρκες για να αγοράζει αποδείξεις από παρόχους, ακόμη και όταν κανείς άλλος δεν είναι. Εάν ένας Prover βρεθεί για κάποιο χρονικό διάστημα να μην εργάζεται ενεργά σε μια αμειβόμενη εργασία απόδειξης για έναν χρήστη, μπορεί να αλλάξει τις μηχανές του στο παζλ coinbase, όπου παράγει τεράστιες ποσότητες «αποδείξεων για κανέναν», τις οποίες στη συνέχεια στέλνει στους επικυρωτές. Το εργαλείο επικύρωσης συγκεντρώνει όλες τις αποδείξεις  που δημιούργησε ο Prover και, στη συνέχεια, όπως λειτουργεί μια ομάδα εξόρυξης, ο αριθμός των αποδείξεων που έκανε ένας Prover σε μια συγκεκριμένη χρονική περίοδο υπαγορεύει το ποσοστό της ανταμοιβής του παζλ βάσης νομισμάτων που θα κερδίσει για τη συγκεκριμένη χρονική περίοδο. Αναμένουμε ότι αυτό θα αλλάξει το παιχνίδι, βοηθώντας στην υποστήριξη μιας μεγάλης αγοράς Provers και, ελπίζουμε, ακόμη και στην παροχή κινήτρων για την ανάπτυξη εξειδικευμένων "ZK ASIC" για τη μεγιστοποίηση της πρόσβασης στο Aleo και στο ZK γενικότερα. 

Στην υπηρεσία όλης αυτής της μαγείας του ZK, η Aleo δημιούργησε μια εικονική μηχανή χαμηλού επιπέδου που ονομάζεται AVM για τη μεταγλώττιση του κώδικα υπολογιστή στα μαθηματικά ZK και μια γλώσσα υψηλού επιπέδου που ονομάζεται Leo που μεταγλωττίζεται στο AVM. Το Aleo θα έχει επίσης ένα μητρώο προγράμματος εντός της αλυσίδας που θα επιτρέπει στον κώδικα έξυπνης σύμβασης να φιλοξενείται (προαιρετικά) απευθείας στην αλυσίδα για προσβασιμότητα και να ελαχιστοποιεί τον κίνδυνο επιθέσεων από τον άνθρωπο στη μέση που εξαπατούν τους χρήστες να υπογράψουν σε δόλιες εκδόσεις του έξυπνα συμβόλαια. Αν θέλετε να εμβαθύνετε σε αυτό και να γράψετε τις δικές σας Ιδιωτικές Εφαρμογές, δείτε.

Συνοπτικά, το Aleo είναι ένας πλήρης επανασχεδιασμός για το πώς θα πρέπει να λειτουργεί ένα έξυπνο συμβόλαιο blockchain, εάν θέλετε να μεγιστοποιήσετε το απόρρητο και την αποκέντρωση. Ένας εκπληκτικός όγκος εντελώς νέας και πρωτοποριακής έρευνας και δουλειάς έχει καταβληθεί για να κάνει τον Aleo να πραγματοποιήσει αυτόν τον στόχο. Ενώ υπάρχει ήδη ένας σημαντικός αριθμός έργων που δανείζονται χονδρικά από την εργασία και την έρευνα που έγινε για τη συναρμολόγηση του Aleo, προκειμένου να ανταγωνιστούν πραγματικά σε αυτά τα επίπεδα, η μόνη τους επιλογή θα ήταν ουσιαστικά να γκρεμίσουν ολόκληρη την αρχιτεκτονική τους και να ξαναχτίσουν τον εαυτό τους στην εικόνα του Aleo. 

Αν θέλετε να μάθετε περισσότερα για το Aleo, καθώς και να συμμετάσχετε στο τελικό Testnet, μεταβείτε στο Aleo.org.