Aleo：zk-SNARKs技術を利用してプライバシー保護を実現する革新的なブロックチェーン

Aleoはプライバシー保護に焦点を当てたブロックチェーンプロジェクトで、zk-SNARKs技術(ZKP)を通じてプライバシーとスケーラビリティを向上させます。このプロジェクトのコア理念は、ユーザーが個人データを公開することなく、アイデンティティの検証とデータ処理を行えることです。

プロジェクト最新の進展

Aleoネットワークは毎時ランダムにZK回路を生成します。マイナーはこの1時間以内に回路の入力として異なるnonceを試し、witness(、すなわち回路内のすべての変数を計算する必要があります。このプロセスはsynthesize)とも呼ばれ、witnessのMerkle rootを求め、次にマイニングの難易度要件を満たしているかどうかを判断します。回路のランダム性のため、このマイニングアルゴリズムはGPUにとっては友好的ではなく、計算の加速において大きな課題があります。

ファイナンス状況

Aleoは、2021年にa16zが主導する2,800万ドルのシリーズA資金調達ラウンドを完了しました。 2024年には、Kora Management、SoftBank Vision Fund 2、Tiger Global、Sea Capital、Slow Ventures、Samsung Nextなどの投資家からさらに2億ドルのシリーズB資金調達ラウンドを完了しました。 この資金調達ラウンドにより、Aleoの評価額は14億5000万ドルになります。

プロジェクトのコア特徴

プライバシー保護

Aleoのコアはzk-SNARKs(ZKPs)技術であり、取引およびスマートコントラクトの実行をプライバシーを保持したままで行えるようにします。ユーザーの取引の詳細、例えば送信者や取引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守るだけでなく、必要に応じた選択的開示を可能にし、DeFiアプリケーションの発展に非常に適しています。

主要コンポーネントは次のとおりです:

1. Leoコンパイラ言語: Rust言語に基づいて改編され、零知識アプリ(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減少させます。

2. snarkVMとsnarkOS: snarkVMはオフチェーンで計算を実行し、オンチェーンでは計算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、許可なしに機能を実行することを可能にします。

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、開発者がアプリケーションを迅速に記述および公開できるように、(IDE)と(SDK)を統合開発環境として提供しています。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展開でき、第三者に依存する必要がないため、プラットフォームのリスクを低減します。

###スケーラビリティ

Aleoはオフチェーンの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、検証結果だけをブロックチェーンにアップロードします。この方式は取引の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を回避します。

コンセンサスアルゴリズム

AleoはAleoBFTを導入しました。これは、検証者の即時最終性と証明者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、各ブロックが生成後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. 非中央集権的保障: コインベース生成とブロック生成を分離することで、検証者がブロックを生成し、証明者が証明計算を行い、少数のエンティティによるネットワークの独占を防ぎます。

3. インセンティブメカニズム: 検証者と証明者はブロック報酬を共有します; 証明者はトークンをステーキングすることで検証者になることを奨励し、ネットワークの分散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ようにするため、特に機械学習などの長時間実行が必要なアプリケーションに適しています。

最新の開発

1. ARC-100投票が通過しました: コンプライアンスに関する事項、Aleoネットワーク上の資金のロックと遅延送金などのセキュリティ対策に関する提案が承認され、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の検証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%(未確定)です。これらのトークンは主にCoinbaseタスク(7500万)から来ており、最初の6ヶ月間に配布され、同時にステーキング、バリデーターの運営、バリデーションノードの報酬が含まれます。

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、完了後は新しい機能が追加されることはなく、ネットワークはメインネットに似たものになります。

5. コード凍結:1週間前に完了しました。

6. 検証ノード拡張計画: 初期の検証ノード数は15個で、目標は年内に50個に増やし、最終的には500個に達することです。委任者になるには1万トークンが必要で、検証者になるには1000万トークンが必要です。これらの額は時間とともに徐々に減少します。

Synthesis Puzzle アルゴリズムの解析

Aleoの最新のpuzzleアルゴリズムのコアはSynthesis Puzzleと呼ばれ、主な特徴は以下の通りです:

1. 各エポックで固定的に共通のEpochProgramが生成されます。

2. 入力とEpochProgramのためにR1CS証明回路を構築することによって、対応するR1CSアサインメント(、すなわちwitness)を生成し、Merkleツリーの葉ノードとして使用します。

3. すべてのリーフノードを計算した後、マークルルートを生成し、それをソリューションproof_targetに変換します。

4. 各回のパズル計算はnonceと呼ばれ、マイニング報酬を受け取るアドレス、epoch_hash、ランダム数counterによって構築されます。

5. 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ます。

6. nonceをランダム数の種として使用してEpochProgramの入力を生成します。

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

8. マークルルートを計算し、現在のエポックのlatest_proof_targetを満たしているかを判断します。

このアップデートにより、puzzleは証明を生成するからwitnessを生成するに変わり、各エポック内のすべてのソリューション計算ロジックは一貫していますが、異なるエポック間の計算ロジックには大きな違いがあります。新しいアルゴリズムは、以前のMSMおよびNTT計算を排除し、GPU最適化に新たな課題をもたらしました。witness生成プロセスには一部の逐次実行の依存関係が存在するため、並列化の実現も難しい問題に直面しています。

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