共识机制（Consensus Mechanism）是区块链事务达成分布式共识的算法。区块链节点共识过程中，所有节点都需要对整个区块进行签名，并将区块数据、节点公钥、签名数据等数据存储在区块中。区块链主要使用数字签名来实现权限控制、识别交易发起者的合法身份，以防止恶意节点冒充。
而随着区块链技术的发展与广泛应用，签名相关存储数据也会不停增长。区别于传统的应用，理论上区块链上的数据只会不断地增加，海量签名带来了海量数据，给签名验证带来了巨大负担。验签时所需要使用的公钥究竟有多大？不同的签名算法数据也有所不同，一般而言 ECDSA/Schnorr/EdDSA 算法 256 bits、BLS 算法 384 bits，如果有上万公钥在验证时候被需要，那么所需的存储的数据量十分庞大。
由上可知，在算法层面大量验证信息需要被存储、被处理，那该如何解决区块链网络繁重的验证问题？近期，Web3 基金会的研究员 Syed Hosseini 介绍了完全简洁的 BLS 聚合签名 APK 证明的强大功能和验证示例。下面将为大家翻译整理 Syed Hosseini 报告中的关键内容，感兴趣的开发者可至文末查看所有参考文献的来源链接。
惠誉评级：尽管努力提高储备，但较大的稳定币仍然存在超额风险:金色财经报道，惠誉评级表示，自TerraUSD崩盘以来，稳定币市场已经稳定下来，因为信心正在恢复到更大的Token。?该公司在一份报告中表示，USDT和USDC稳定币的发行商Tether和 Circle已齐心协力增强投资者信心并改善价格稳定性。两家发行商都增加了支持稳定币的流动资产的比例，但仍然存在超额风险。?
报告称，虽然Tether减少了USDT的商业票据持有量——据该公司称，目前为零，但其投资组合仍持有波动更大、流动性可能更低的资产，例如贵金属。惠誉称，USDT的综合资产超过其负债0.3%，如果USDT不得不清算资产，这可能无法涵盖一些基础资产价值的波动性波动。[2022/11/16 13:09:34]
APK 证明技术所解决的问题
在传统的数字签名算法中，如果一个委员会有很多成员，验证者需要知道每个成员的公钥，并收集每个成员在签署过程中的签名信息，但是这样操作的验证成本非常高。
APK 验证是由 Web3 基金会研究人员设计和实现的一种协议。它允许验证者在不知道每个成员的个别公钥的情况下，验证由签署委员会的部分成员（如一组验证者集合）签署的事实。这项协议的关键之处在于，它利用了 SNARKs 技术，将验证所需的成本大大降低。下面将介绍其如何利用 SNARKs 技术和 BLS 聚合签名实现上述功能。
Web3原生品牌参与平台Kalder完成300万美元pre-seed轮融资:11月14日消息，纽约 Web3 原生品牌参与平台 Kalder 宣布完成 300 万美元 pre-seed 轮融资，Indigo Fund、8VC、500 VC、Human Capital、Soma Capital、Meltem Demirors 和 Accel 等参投。
据悉，Kalder 平台允许公司和创作者一起合作发起宣传活动，利用区块链追踪线上品牌参与数据并为链上用户提供激励，该公司将利用新资金提升 Web3 品牌体验功能、扩大团队规模。[2022/11/14 13:04:23]
SNARKs 技术
首先让我们认识一下 SNARKs 技术，其是一种零知识证明的形式，具有以下关键特点：
零知识：意味着除了特定陈述为真之外，不会透露有关证明者秘密输入的信息。
简洁：意味着证明体积小，可以快速检查。这是一个至关重要的属性，因为它使系统高效且可扩展。
Web3短视频平台Cheelee完成800万美元融资，Veligera Capital参投:11月4日消息，Web3视频社交平台Cheelee完成800万美元股权融资，美国投资基金Veligera Capital、阿联酋Infinity Technology Fund、以及VC SILA等参投，该公司还获得了130万美元VC基金拨款支持。
据悉，Cheelee为新用户提供一个免费的“NFT眼镜”，该眼镜可以监测观看视频时间并根据时间长短转换成相应的积分，然后兑换代币奖励。此外，用户也能使用Cheelee的原生代币升级眼镜功能，比如内存、框架、镜片等，目前其服务正处于测试最后阶段，预计会在2022年四季度发布。（techbullion）[2022/11/4 12:16:51]
非交互式：这意味着证明由从证明者发送到验证者的单个消息组成，不需要来回交互。这是通过称为 Fiat-Shamir 启发式的过程实现的，该过程将交互式证明转换为非交互式证明。
知识论证：这是一个技术术语，本质上意味着计算上合理的证明，其中计算有界的验证者不能被计算无界的证明者说服错误陈述。
OpenNode与LemonCash达成合作:7月1日消息，OpenNode宣布与数字钱包服务提供商LemonCash达成合作，利用闪电网络提供低成本和即时结算服务。据1ml最新数据显示，当前比特币闪电网络容量已达到4012.08BTC（约合81,868,208.90美元），节点数量为17689个，30增幅0.67%。（prnewswire）[2022/7/1 1:43:35]
尽管 SNARKs 非常有潜力，但不可忽视的事，其在“可信设置”初始阶段会生成一些必须保密的参数。如果这些参数受到损害，整个系统的安全性就会受到损害。这导致了其他零知识证明系统的发展，如 zk-STARKs，它们不需要可信的设置，但该技术目前尚不成熟，未得到广泛应用。
而 APK 证明的 SNARKs 基于多项式协议和多项式承诺。其将在委员会成员的公共关键点坐标之间定义一组多项式关系。如果证明者能够说服验证者这些关系成立，那么验证者可以确定小组委员会的聚合公钥是正确的。即 APK 证明可以有效地验证多个成员的签名，而无需知道每个成员的具体公钥。
字节跳动收购元宇宙社交厂商波粒子科技:金色财经报道，元宇宙社交厂商波粒子科技团队已经被字节收购，波粒子是一家专注于二次元虚拟社交世界的科技公司，主打产品 \"Vyou 微你 \" 是一款虚拟形象换装娱乐 App，用户可以化身二次元虚拟形象，穿越到虚拟世界，结识新世界的小伙伴，一起互动、拍摄、玩乐、创造。据悉，去年字节花费 15 亿美元收购 Pico 后，VR 端的软件内容生态成为其之后重要发力点。除了不断引进优质 VR 游戏、3D 影视资源外，网传字节将在美国也开始发力海外市场，试图进军美国市场。（ZAKER）[2022/6/26 1:32:29]
BLS 聚合签名
BLS 聚合签名是 Boneh–Lynn–Shacham 的简称，其最初由斯坦福大学教授 Dan Boneh 等人提出的一种签名方案。BLS 特点在于采用了基于双线性映射的椭圆曲线配对技术，以实现签名的验证与聚合，即 BLS 签名使用配对函数进行验证来节省区块空间。在运行 APK 证明时，并不需要验证 BLS 签名本身，只验证聚合公钥是否确实正确聚合，这只需要在 Einn?r （BLS 公钥在曲线 Einn?r 上定义）上添加功能，并且验证者在验证聚合公钥正确之前，永远不需要使用配对功能。
总之，APK 证明利用了一种承诺机制，只需要验证者拥有一个固定大小的已验证的公钥集合，就可以通过协议提供的简单的证明，来验证聚合签名的正确性。由此，其极大地简化了验证过程，并且减少了所需的信息交换量。这为构建安全可靠的去中心化应用和系统，提供了更加高效和可扩展的解决方案。
APK 证明的区块链轻客户端实践
目前，现有区块链上的计算和存储成本远高于现代手机浏览器中的成本。因此，受到手机等设备在计算能力方面存在的限制，很多区块链应用无法得到普及。目前轻客户端又依赖于全节点去执行大量操作，轻客户端需要发送多个请求来执行简单的操作，因此所需的总体网络带宽高于全节点的带宽。
此外，对于波卡生态而言，区块链互操作性的一个关键挑战是实现一个拥有高效且安全的链上轻客户端协议。现有的协议在验证方面要么缺乏责任制，要么效率低下。如 Cosmos 的采用跨链通信 IBC 协议，该协议的效率问题成为网桥中使用链上轻客户端验证器的障碍。而 APK 证明凭借高效的验证，为构建安全可靠的去中心化应用和系统，提供了更加高效和可扩展的解决方案。
责任制的轻客户端系统
Web3 基金会研究员定义设计并实现了第一个责任制的轻客户端系统（accountable light client system），其具有高效验证、安全等优势，且可作为核心模块集成到 SNARKs 友好的 PoS 区块链安全桥中。具体而言，该轻客户端系统将具有以下特点：
- 责任制：该轻客户端系统是负责任的。即如果轻客户端验证器被误导，并且其通信的记录被提供给网络，那么可以识别到大量行为不端的共识参与者。一方面，当向轻客户端验证器发送最少的数据时，在轻客户端系统上识别行为不端的共识参与者是具有挑战性的。另一方面，识别不当行为对于任何利益证明协议都是必要的，其安全依赖于识别和惩罚不当行为的共识参与者。
- 异步安全：即在共识的诚实假设下，该轻客户验证器不会被误导。即使它对网络的视野有限，如其只连接到一个节点，这可能是恶意的。这是其继承了区块链拜占庭协议的异步(asynchronous)安全特性，在异步的网路环境中，确定性质的协议无法容忍任何错误。
- 递增性：即它的简洁状态（Succinct State）是渐进更新的。有效的更新与桥接应用程序关系密切，而不是试图优化验证区块链起源的共识决策。
总之，责任制的轻客户端系统在使用 BLS 聚合签名和 SNARKs 技术的区块链之上轻松实现高效验证。作为 Polkadot 生态系统的一部分，目前开发人员正在将该轻客户端整合到 Polkadot 和 Kusama 中的 live Substrate bridge。
以下是利用此类证明设计的区块链轻客户端部分代码示例：
示例全文请参阅：
https://github.com/w3f/apk-proofs/blob/main/bw6/examples/recursive.rs
轻客户端将为去中心应用程序的发展、促进加密网络的大范围采用提供关键推动力。如上文所述，APK 以技术创新实现强大的功能，进一步提高轻客户端协议的效率和可靠性，也期待该技术后续更多地应用到去中心化应用之中。OneBlock 将持续关注波卡与 Substrate 生态相关技术更新，希望能够为各位开发者提供一些启发。
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