去中心化的Prover如何实现?Opside创新性提出ZKP的两步提交算法_PRO:ZKP

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。

SBF:破产前杠杆不是约50亿美元,而是约130亿美元:金色财经报道,FTX创始人SBF在推特发文称,一个月前FTX是一家有价值的企业。FTX的日交易量约为100亿至150亿美元,年收入约为10亿美元,股权价值高达400亿美元。FTX被誉为高效经营公司的典范,是硅谷的宠儿。但过于自信和粗心大意导致问题不断酝酿。随后几天内发生了历史性崩盘,大多数相关资产暴跌超过50%。与此同时,发生了挤兑,每天大约有25%的客户资产被取出。杠杆高达130亿美元,而不是此前认为的50亿美元。高杠杆、资金挤兑、资产价值的全面崩盘突然同时发生。[2022/11/17 13:15:02]

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。

报告:全球加密货币持有者超过3.2亿名,美国、印度排名前二:8月27日消息,Triple A报告显示,目前全球已拥有3.2亿加密货币持有者,其中排名前五的国家分别是美国(4602万,人口占比13.74%)、印度(2741万,人口占比2.00%)、巴基斯坦(2645万,人口占比11.50%)、尼日利亚(2233万,人口占比10.34%)和越南(2021万,人口占比20.27%)。中国(包含内地和香港地区)排名第六,用户量略高于2000万。

此外,加密用户中72%的人年龄在34岁以下,71%的人拥有学士或更高学历,平均年收入达到2.5万美元。[2022/8/27 12:52:12]

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。

Cardano创始人:Vasil硬分叉升级没有任何质量问题:8月21日消息,此前Cardano核心开发人员Adam Dean披露Cardano区块链测试网出现一个导致“灾难性破坏”的Bug,Cardano创始人Charles Hoskinson对此回应称,他表示Vasil硬分叉升级没有任何质量问题,而且非常相信1.35.3版本背后的工程质量是可靠的,Cardano也没有因为这个危机造成恐惧,发现这个Bug证明测试过程是有效的,硬分叉升级的代码已经通过广泛且详尽的测试,Bug出现的可能性非常低。

根据Cardano最新发展周报,在v.1.35.3发布之后,Cardano已经部署DB Sync v.13.0.4、Cardano Rosetta v.1.8.1、Cardano Addresses v.3.12.0 和 Cardano Wallet v.2022-08-16等组件升级。[2022/8/21 12:38:30]

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。

美国监管机构提案要求大型对冲基金通过PF表格报告其加密货币风险敞口:8月10日消息,美国证券交易委员会(SEC)和商品期货交易委员会(CFTC)周三发布的一项联合提案要求大型对冲基金通过称为PF表格的机密文件报告其加密货币风险敞口。根据提案,拥有超过5亿美元净资产的对冲基金必须报告有关其投资风险、投资组合集中度和借贷安排的更多信息。

PF表格是在2008年金融危机之后创建,用于让监管机构在不透明的私人基金网络中发现泡沫和其他潜在的稳定风险。加密货币数据可能会添加到对冲基金的报告要求中,这反映了监管机构的担忧,即加密货币的极端波动最终可能会影响其他资产的价格,特别是如果更多传统金融机构开始投资加密货币。[2022/8/11 12:16:53]

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。

Optimism上锁仓额较7日前增加85% 创新高:金色财经消息,据L2Beat数据显示,Optimism上锁仓额较7天前增加约85.27%,目前约为9.08亿美元,不过OP代币占据锁仓额的近30%。另外,Optimism网络交易笔数也在6月1日达到历史新高,为超48万笔,当日新地址数达近4万个。Optimism还在今日更新称,自从去年实现EVM等效性以来,Optimism上交易正式突破了1000万笔。[2022/6/3 3:59:30]

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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