Aleo: بلوكتشين مبتكر لحماية الخصوصية باستخدام تقنية zk-SNARKs

Aleo هو مشروع بلوكتشين يركز على حماية الخصوصية، من خلال تقنية zk-SNARKs (ZKP) لزيادة الخصوصية والقابلية للتوسع. الفكرة الأساسية لهذا المشروع هي تمكين المستخدمين من التحقق من الهوية ومعالجة البيانات دون الكشف عن البيانات الشخصية.

أحدث تطورات المشروع

تولد شبكة Aleo كل ساعة دائرة ZK عشوائية. يحتاج المعدنون إلى تجربة nonce مختلفة كمدخلات للدائرة خلال هذه الساعة، لحساب witness( أي جميع المتغيرات في الدائرة، وتسمى هذه العملية أيضًا synthesize)، ثم يتم حساب جذر Merkle لل witness، ثم يتم تحديد ما إذا كانت تلبي متطلبات صعوبة التعدين. نظرًا لعشوائية الدائرة، فإن خوارزمية التعدين هذه ليست ودية مع GPU، مما يشكل تحديًا كبيرًا في تسريع الحساب.

حالة التمويل

أكملت Aleo في عام 2021 جولة تمويل من الفئة A بقيمة 28 مليون دولار بقيادة a16z. وفي عام 2024، أكملت الشركة جولة تمويل من الفئة B بقيمة 200 مليون دولار، حيث شملت الجهات الاستثمارية Kora Management وSoftBank Vision Fund 2 وTiger Global وSea Capital وSlow Ventures وSamsung Next. وقد جعلت هذه الجولة التمويلية تقييم Aleo يصل إلى 1.45 مليار دولار.

الميزات الأساسية للمشروع

حماية الخصوصية

جوهر Aleo هو zk-SNARKs (ZKPs) التقنية، مما يسمح بتنفيذ المعاملات والعقود الذكية مع الحفاظ على الخصوصية. تفاصيل معاملات المستخدم، مثل المرسل ومبلغ المعاملة، مخفية بشكل افتراضي. هذا التصميم لا يحمي خصوصية المستخدم فحسب، بل يسمح أيضًا بالإفصاح الانتقائي عند الحاجة، مما يجعله مناسبًا جدًا لتطوير تطبيقات DeFi.

المكونات الرئيسية تشمل:

1. لغة Leo: تم تعديلها بناءً على لغة Rust، مصممة خصيصًا لتطوير zk-SNARKs (ZKApps )، مما يقلل من متطلبات المعرفة الرياضية للمطورين.

2. snarkVM و snarkOS: يسمح snarkVM بتنفيذ الحسابات خارج السلسلة، بينما يتحقق فقط من نتائج الحسابات على السلسلة، مما يزيد من الكفاءة. يضمن snarkOS أمان البيانات والحسابات، ويسمح بتنفيذ الوظائف بدون إذن.

3. zkCloud: يوفر بيئة حسابية آمنة وخاصة خارج السلسلة، يدعم التفاعل البرمجي بين المستخدمين والمنظمات وDAO.

تقدم Aleo أيضًا بيئة تطوير متكاملة (IDE) وحزمة أدوات تطوير البرمجيات (SDK)، مما يدعم المطورين في كتابة ونشر التطبيقات بسرعة. يمكن للمطورين نشر التطبيقات في سجل البرامج الخاص بـ Aleo دون الاعتماد على طرف ثالث، مما يقلل من مخاطر المنصة.

قابلية التوسع

تستخدم Aleo طريقة المعالجة خارج السلسلة، حيث يتم حساب الإثبات أولاً على جهاز المستخدم، ثم يتم تحميل نتائج التحقق فقط إلى البلوكتشين. هذه الطريقة تعزز بشكل كبير من سرعة معالجة المعاملات وقابلية توسيع النظام، مما يتجنب الازدحام الشبكي والتكاليف الباهظة مثل تلك الموجودة في الإيثيريوم.

آلية الإجماع

أدخلت Aleo AleoBFT، وهي آلية إجماع ذات هيكل مختلط، تجمع بين النهائية الفورية للمتحققين وقدرة الحوسبة للمدعين. لا تعزز AleoBFT فقط درجة اللامركزية للشبكة، بل تعزز أيضًا الأداء والأمان.

1. التحقق السريع من الكتلة: يضمن AleoBFT تأكيد كل كتلة بمجرد إنشائها، مما يعزز استقرار العقد وتجربة المستخدم.

2. ضمان اللامركزية: من خلال فصل إنتاج الكتل عن توليد coinbase، يكون الموثقون مسؤولين عن إنتاج الكتل، ويقوم المثبتون بإجراء حسابات الإثبات، مما يمنع الكيانات القليلة من احتكار الشبكة.

3. آلية التحفيز: يشارك المدققون والمثبتون في مكافآت الكتلة؛ يشجع المثبتون على أن يصبحوا مدققين من خلال رهن الرموز، مما يعزز درجة اللامركزية وقدرة الشبكة على الحساب.

تسمح Aleo للمطورين بإنشاء تطبيقات غير مقيدة بالغاز، مما يجعلها مناسبة بشكل خاص للتعلم الآلي وغيرها من التطبيقات التي تتطلب وقت تشغيل طويل.

أحدث التطورات

1. تم التصويت على ARC-100: تم اعتماد الاقتراح المتعلق بالامتثال وتدابير الأمان مثل قفل الأموال على شبكة Aleo وتأخير الوصول، والفريق يعمل على التعديلات النهائية.

2. برنامج حوافز المدققين: سيبدأ في 1 يوليو، يهدف إلى التحقق من آلية اللغز الجديدة. سيستمر البرنامج حتى 15 يوليو، خلال هذه الفترة سيتم توزيع 1,000,000 نقطة Aleo كمكافأة.

3. إمدادات التوكن: الكمية الأولية هي 1.5 مليار توكن، والكمية الأولية المتداولة حوالي 10% ( لم يتم تحديدها نهائيًا ). تأتي هذه التوكنات بشكل رئيسي من مهام Coinbase ( 7500000 )، وستوزع خلال الأشهر الستة الأولى، بما في ذلك مكافآت التوكنات، وتشغيل المدققين والتحقق من العقد.

4. إعادة تعيين Testnet Beta: هذه هي المرة الأخيرة لإعادة تعيين الشبكة، وبعد الانتهاء لن تتم إضافة ميزات جديدة، ستشبه الشبكة الشبكة الرئيسية.

5. تجميد الكود: تم الانتهاء منه قبل أسبوع.

6. خطة توسيع عقد التحقق: العدد الأولي لعقد التحقق هو 15، والهدف هو زيادته إلى 50 خلال العام، وأخيرًا الوصول إلى 500. لتصبح موكّلًا تحتاج إلى 10,000 رمز، ولتكون مُحققًا تحتاج إلى 10,000,000 رمز، وستتناقص هذه الأعداد مع مرور الوقت.

تحليل خوارزمية Synthesis Puzzle

تسمى الخوارزمية الأساسية لأحدث إصدار من Aleo "Synthesis Puzzle"، ومن أبرز ميزاتها ما يلي:

1. يتم إنتاج برنامج Epoch مشترك ثابت في كل فترة.

2. من خلال بناء دائرة إثبات R1CS للإدخال و EpochProgram، يتم إنتاج تعيين R1CS المقابل ( أي الشاهد ) ويستخدم كعقدة ورقية في شجرة ميركل.

3. حساب جميع العقد الورقية ثم إنشاء جذر ميركل وتحويله إلى proof_target للحل.

4. كل عملية حساب puzzle تُعرف باسم nonce، وتُبنى من عنوان استلام مكافأة التعدين، وepoch_hash، وrandom number counter.

5. يتم سحب الأرقام العشوائية الناتجة عن epoch_hash الحالي من مجموعة التعليمات بواسطة EpochProgram.

6. استخدم nonce كالبذور العشوائية لتوليد مدخلات EpochProgram.

7. جمع R1CS و input الخاص بـ EpochProgram، وإجراء حساب الشهادة.

8. حساب جذر ميركل والتحقق مما إذا كان يلبي هدف الإثبات الأخير للفترة الحالية.

هذا التحديث يجعل "puzzle" ينتقل من توليد "proof" إلى توليد "witness"، حيث تكون منطق حساب جميع "solution" متسقة داخل كل "epoch"، لكن منطق الحساب بين "epochs" المختلفة يحمل اختلافات كبيرة. وقد ألغت الخوارزمية الجديدة حسابات "MSM" و"NTT" السابقة، مما يشكل تحديات جديدة في تحسين "GPU". نظرًا لوجود بعض الاعتماد على التنفيذ التسلسلي أثناء عملية توليد "witness"، فإن تحقيق التوازي يواجه أيضًا تحديات كبيرة.