为什么我们需要去中心化的?prover
当前，以太坊主网上已经有多个?ZK-Rollups?在运行了。然而?ZK-Rollup?的去中心化设计仍然处于早期阶段。我们目前都聚焦在?Sequencer?的去中心化问题上，大部分人都忽略了，实际上目前绝大部分的?ZK-Rollup?项目都没有实现去中心化的?prover。
对于?ZK-Rollup?来说，中心化的?prover?仍然是安全的，并且也不像中心化的?sequencer?那样会带来审查的问题。但是中心化的?prover?也会引发很多问题。首先，如果只有一个?prover，那么单节点宕机就会造成整个?ZK-Rollup?的有效性证明无法提交，从而给交易的最终确定性造成影响。其次，中心化的?prover?成本高昂，无法承担未来海量的?ZK-Rollup?的算力需求。最后，从经济的角度来说，中心化的?prover?独享了一部分收益，这在代币经济学上来说，实际上是不公平的。
最小防串通基础设施 MACI 1.0 版本推出，为去中心化应用实现防串通:10月13日消息，The Privacy & Scaling Explorations 团队发布最小防串通基础设施（MACI） 1.0 版本。MACI 能为去中心化应用实现防串通，特别是投票和二次融资系统。该代码目前在 appliedzkp/maci 代码库的 v1 分支中，并将很快被合并。此外，MACI 1.0 的代码经过了 Hashcloak 的审核，所有发现的漏洞都已被修复。[2021/10/13 20:25:40]
去中心化?prover?的挑战
去中心化?prover?能很好地解决以上的问题，但是也带来一些挑战，这也是为什么最近上线的几个?zkEVM?方案采用了中心化?prover?方案的原因之一。例如?PolygonzkEVM?的?betamainnet?中依靠?trustedaggregator?来提交?ZKP，zkSyncera?也是类似。
去中心化衍生品协议SynFutures Protocol即将上线Polygon:去中心化衍生品协议SynFutures Protocol即将上线Polygon。这将允许交易员和矿工首次通过Polygon网络以接近零的gas费用进行去中心化哈希率期货（Decentralized Hash Rate Futures）交易。（Crypto Daily）[2021/8/1 1:27:14]
从技术细节上来讲，ZK-Rollup?的智能合约验证?ZKP?的时候，需要原始的?proof?数据，这就可能引发各种不同的链上攻击行为。例如，某一个?prover?提交计算出来的?ZKP?到链上合约时，需要发一笔L1的交易。当这个?prover?发出的交易广播到交易池中，攻击者就可以看到原始?proof?数据，攻击者可以设置一个更高的?gas?费来发交易，从而优先打包到区块中，来获取?PoW?奖励。
此外，由于?prover?之间是依靠算力来竞争，没有一个可信的身份识别机制，也很难建立一个通信机制。不同的矿工有可能做重复的工作，从而造成算力的浪费。
2020年美国大选正在促进去中心化预测市场:根据The Block Research收集的数据，2020年美国大选正在促进对去中心化预测市场的使用。Augur平台美国大选市场的未平仓头寸一直稳定增长，每天增长超过100万美元或25％。Polymarket也受益于美国大选，其选举相关市场的交易量超过了350万美元，约占该平台总交易量的91％。[2020/11/4 11:34:52]
ZKP?的两步提交
Opside提出了一个?ZKP?两步提交算法，来实现了?prover?的去中心化。这种算法既能够防止?ZKP?抢跑攻击，又可以让更多的矿工获得奖励，从而鼓励更多的矿工在线，并提供稳定、持续的?ZKP?算力。
yearn创始人AndreCronje宣布推出去中心化保险服务yinsure.finance:yearn创始人AndreCronje宣布推出去中心化的保险类服务原型yinsure.finance，将于接下来的几周里系统性地发布产品。该产品将包含三个核心部分：承保金库（InsurerVaults）、投保金库（InsuredVaults）和索赔治理（ClaimGovernance）。承保金库的保险服务是由流动性提供方（LP）提供的，但是可以获得相关的费用作为收入。首个上线的承保金库是USDC，首个提供的投保金库是yVault中的yUSD（包裹的yCRV）资产。[2020/8/17]
第?1?步：提交?hash
对于某个?sequence，prover?计算出?ZKP?之后，首先计算的?hash，并向链上智能合约提交?hash?和?address。其中，proof?是某一个?sequence?的零知识证明，address?是该?prover?的地址；
去中心化交易所FDEX推出一键式开设DEX服务:据官方消息，去中心化交易所FDEX推出一键式开设DEX服务，助力去中心化平台更好落地，打造安全稳定的去中心化交易系统。预计到2020年底，FDEX去中心化云服务将为上百家企业提供零开发成本的一键式去中心化交易所搭建服务。
FDEX是FShaees Group旗下的去中心化交易所，致力于提供安全可信的数字资产交易服务，通过成熟的去中心化交易系统成果转化，为合作伙伴提供交易系统开发和技术指导，促进区块链行业健康发展。[2020/8/16]
假设在第?1?个?prover?在第?T?个区块提交了?hash，则在第?T+?10?区块以内，还可以接受其他?prover?提交?hash，没有数量限制。第?T+?11?区块及之后，不再接受新的?prover?提交?hash。
第?2?步：提交?ZKP
第?T+?11?区块及之后，允许任何?prover?提交?ZKP。只要有一个?ZKP?通过验证，那么就可以根据该?ZKP?对所有提交过的?hash?进行校验。校验通过的?prover?都可以得到?PoW?奖励，奖励金额按照矿工质押量的比例来分配。
如果在第?T+?20?区块之前，都没有?ZKP?通过验证，则所有提交过?hash?的?prover?都将被?slash。此时该?sequence?重新开放，允许提交新的?hash，回到第?1?步。
举一个例子，假设?Opside?中每个L2区块的?PoW?奖励是?128IDE，当前总共有?64?个?Rollupslots，那么每一个?Rollupsequence?分配到的?PoW?奖励是?2IDE。如果先后有?A,B,C3?个矿工为一个?sequence?提交了正确的?ZKP，且?A,B,C3?个矿工的矿工质押量分别为?200?K，?500?K，?300?K。那么，A,B,C?可以获得的?PoW?奖励分别为?0.4IDE，?1IDE，?0.6IDE。
Prover?的质押与惩罚
为了避免针对?prover?的恶意行为，prover?需要在一个特殊的系统合约中注册，并质押一定数量的?token。如果当前质押数量小于阈值，则不允许提交?hash?和?ZKP。prover?提交?ZKP?获得的奖励也将依据质押量比例来分配，从而避免?prover?多次提交?ZKP?的恶意行为。
当?prover?出现以下行为，会进行不同程度的惩罚：
prover?提交了错误的?hash；
对于某个?sequence，如果没有对应的?ZKP?通过验证，则所有提交过?hash?的?prover?都将被惩罚。
罚没的?token?将被烧毁。
关于?ZKP?的两步提交机制更多的细节与考量，请读者参阅官方文档。prover?质押以及惩罚的具体数字在未来可能会改动。
几个考量
为什么允许多个?prover?提交?hash？如果第一个?hash?的提交者才能获得奖励，那么第一个?prover?提交了?hash?之后，其他?prover?就没有动力提交?proof。如果一个恶意攻击者提交?hash?之后迟迟不提交?proof，那么会阻碍整个?sequence?被验证的速度。因此应当允许多个?prover?独立且并行地提交?hash，以避免?ZKP?的验证被单个攻击者垄断。
为什么需要设置一个时间窗口？假设任何人在提交了?hash?之后可以立即提交?proof，那么该?proof?仍然有可能被抢跑。因为攻击者会立即提交一个与自己地址关联的?hash，随后提交?proof，从而获取奖励。设置时间窗口之后，提交过?hash?的?prover?就没有动力在此时间窗口内提交?proof，从而避免了?proof?被攻击者利用的可能。
为什么要按照质押量来分配?PoW?奖励？在一个时间窗口内，允许多个?prover?为同一个?sequence?提交?hash。实际上，矿工可以利用自己生成的?proof?提交多个?hash，从而占有大部分甚至所有?PoW?奖励。为了避免这种攻击行为，一个?sequence?的?PoW?奖励将按照矿工质押量的比例来分配。
总结与规划
本文提出的?ZKP?两步提交算法，在实现了?prover?去中心化的同时，能很好地规避针对?prover?的抢跑攻击，并鼓励更多的矿工提供稳定、持续的?ZKP?算力。最初的版本将在?Opside?的?Pre-alphatestnet?上线。在未来，Opside?也将在更多?ZKP?的挖矿领域进行更多创新。例如：
根据整个网络的?ZKP?算力供需关系，动态调整?PoS?与?PoW?的奖励分配比例；
根据?ZK-Rollup?类型、Rollup?交易数量、gas?使用量等进行工作量预估，建立?Rollupbatch?的个性化定价机制；
应用开发者对所属?Rollup?的?ZKP?生成进行补贴，以激励矿工提供算力。
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