去中心化的Prover如何实现?Opside 创新性提出 ZKP的两步提交算法_coinbase:coinbase是什么平台

原文来源:OpsideTeam

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。

去中心化搜索引擎Presearch已集成NFT市场OpenSea:11月11日消息,去中心化搜索引擎Presearch已与集成OpenSea,以在其平台中构建NFT搜索。Presearch创始人Colin Pape表示,Presearch希望成为“Web3去中心化时代的谷歌”。

Presearch与全球最大NFT市场OpenSea集成,旨在简化用户搜索NFT的方式。Presearch声称自己是首个提供此功能的搜索引擎。用户将搜索NFT项目的名称,并从OpenSea获得排名靠前的结果。

(CoinDesk)[2021/11/12 6:47:28]

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。

Coinbase副总裁:Coinbase NFT交易平台将采用非Coinbase官方服务器实现去中心化:10月18日消息,Coinbase副总裁Sanchan S Saxena在推特公布了Coinbase NFT交易平台相关细节。Saxena强调,该NFT交易平台将采用不由Coinbase控制的非官方服务器上,以实现去中心化。同时,平台没有对NFT交易的锁定限制,用户可以将其他平台的NFT转入Coinbase NFT交易平台,或从Coinbase NFT 平台转出NFT。用户还可自行选择与Coinbase NFT交易平台互联的钱包,该平台还将于未来支持包括以太坊在内的多条区块链上的 NFT。[2021/10/18 20:37:23]

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。

SumSwap去中心化协议激活地址近600个:3月29日SumSwap节点预售开启后,众多区块链爱好者积极参与。在SumSwap设计中,节点预售需激活并邀请10人激活才能参与,这种设计可有效阻止羊毛党,同时可让早期参与者尽早布局生态Staking,从而在项目开始后获得丰厚生态Staking收益。

不同于传统中心化的激活设计,SumSwap激活是通过智能合约在以太坊链上进行,因此激活需要一定的知识门槛和手续费成本,所以SumSwap的激活账户不仅更真实,且需要用户对项目有较高的信仰。当前节点预售火爆抢购中。[2021/3/30 19:30:44]

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。

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。

Adder Laboratory去中心化分布式加密数据存储公链平台预计将于11月1日上线Uniswap:据官方消息,Adder Laboratory将于2020年10月22日创世发行,蝰蛇实验室开启全球数据战略布局。Adder Laboratory一站式去中心化分布式加密数据存储公链平台预计将于2020年11月1日上线Uniswap。Adder Laboratory解决了美国区块链实验室科学家Johnson Rowswell所担忧的存储方面技术创新瓶颈期。

Adder Laboratory去中心化加密数据存储公链平台,实现数据的去中化存储、数据存储交易和数据安全验证的安全、高速、可靠运转,为价值互联网提供无限扩展的数据存储能力。[2020/10/20]

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

社科院副研究员赵磊:市场经济本质上也是去中心化的过程:中国社会科学院法学研究所副研究员赵磊近日表示:很多人担心去中心化的风险,但其实我们当前的经济发展是市场经济,市场的作用越大,产品就不需要权威的机构规划,这就是一个去中心化的过程。区块链行业不能指望监管看不到,而是应该向社会和国家解释自身的创新和作用。[2018/3/15]

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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