Aleo: 隱私保護與可擴展性的區塊鏈創新

Aleo 是一個致力於隱私保護的區塊鏈項目，通過零知識證明技術（ZKP）實現更高的隱私性和可擴展性。該項目的核心理念是讓用戶能夠在保護個人數據的同時進行身分驗證和數據處理。

項目概述

隱私性

Aleo 的核心是零知識證明技術，使交易和智能合約的執行可以在保持隱私的前提下進行。用戶的交易細節默認是隱藏的，同時允許在必要時進行選擇性披露，非常適合 DeFi 應用的發展。主要組件包括：

1. Leo 編譯語言：基於 Rust 改編，專門用於開發零知識應用（ZKApps），降低了開發者對密碼學知識的要求。

2. snarkVM 和 snarkOS：snarkVM 允許鏈下執行計算，鏈上僅驗證結果，提升效率。snarkOS 確保數據和計算的安全，並允許無許可的功能執行。

3. zkCloud：提供安全、私密的鏈下計算環境，支持用戶、組織和 DAO 之間的編程交互。

Aleo 還提供了集成開發環境（IDE）和軟件開發工具包（SDK），支持開發者快速編寫和發布應用。開發者可以在 Aleo 的程序註冊表中部署應用，無需依賴第三方，降低了平台風險。

可擴展性

Aleo 採用了鏈下處理方式，交易首先在用戶設備上計算證明，然後僅將驗證結果上傳到區塊鏈。這種方式大大提高了交易處理速度和系統可擴展性，避免了網路擁堵和高昂費用的問題。

共識機制

Aleo 引入了 AleoBFT，這是一種混合架構的共識機制，結合了驗證者的即時最終性和證明者的計算能力。AleoBFT 不僅提高了網路的去中心化程度，還增強了性能和安全性。

1. 區塊快速最終性：確保每個區塊在生成後立即得到確認，提升節點穩定性和用戶體驗。

2. 去中心化保障：通過將區塊生產與 coinbase 生成分離，驗證者負責生成區塊，證明者進行證明計算，防止少數實體壟斷網路。

3. 激勵機制：驗證者和證明者共享區塊獎勵；鼓勵證明者通過質押代幣成爲驗證者，提升網路的去中心化程度和計算能力。

Aleo 允許開發者創建不受 gas 限制的應用程序，因此特別適用於機器學習等需要長時間運行的應用。

項目進展

Aleo 將於 7月1日啓動激勵測試網，以下是一些重要的最新信息：

1. ARC-100 投票通過：涉及合規方面、網路上資金的鎖定和延時到帳等安全措施的提案已獲通過。團隊正在進行最終調整。

2. 驗證者激勵計劃：將於 7 月 1 日啓動，旨在驗證新的 puzzle 機制。計劃將運行至 7 月 15 日，期間將分配 100 萬 Aleo 積分作爲獎勵。

3. 初始供應和流通供應：初始供應量爲 15 億代幣，初始流通供應量約爲 10%。這些代幣主要來自 Coinbase 任務，將在前六個月內分發，同時包括質押、運行驗證者和驗證節點的獎勵。

4. Testnet Beta 重置：這是最後一次網路重置，完成後將不會添加新功能，網路將與主網類似。

5. 代碼凍結：已於一周前完成。

6. 驗證節點擴展計劃：初始驗證節點數量爲 15 個，目標是在年內增加到 50 個，並最終達到 500 個。成爲委托者需要 1 萬代幣，成爲驗證者需要 1000 萬代幣，這些數額將隨時間逐漸減少。

算法更新解讀

Aleo 最新版的算法核心稱爲 Synthesis Puzzle，其核心是針對每個 epoch 固定產生一個共同的 EpochProgram，通過爲輸入和 EpochProgram 構建 R1CS 證明電路，產生對應 R1CS assignment（即 witness）並作爲 Merkle tree 的葉子節點，計算出所有葉子節點後生成 Merkle root 並轉換爲 solution 的 proof_target。

挖礦的變化和影響

經過此次更新後，puzzle 由生成 proof 轉變爲生成 witness，每一個 epoch 內的所有 solution 計算邏輯一致但不同 epoch 計算邏輯有較大區別。新算法摒棄了之前的 MSM 和 NTT 計算，同時由於生成 witness 的過程產生於執行一個跟隨 epoch 變化的 program，其中的指令將存在部分串行執行的依賴關係，實現並行化具有不小的挑戰。

這一變化將對現有的挖礦優化策略產生重大影響，需要礦工們重新調整和適應新的算法特性。