ROLL:为什么说zkRollup的可行性起源于零知识证明的计算代理思想

撰文:FoxTechCTO林彦熹,FoxTech首席科学家孟铉济

计算代理是什么

随着以太坊上应用和用户的扩展,以太主网上的拥堵程度不断提升,使用zkRollup进行Layer?2的扩容成为一个很有吸引力的方案,FOX就是专注于使用FOAKS算法进行zkRollup的项目。而zkRollup的可行性,本质上在于使用的零知识证明算法的原理可行性。简单来说,零知识证明算法实现的功能是使得证明者向验证者证明某件事,但又不透露任何关于这件事的信息。zkRollup的构造就是利用了这个性质,使得Layer?2的节点可以执行原本在Layer?1进行的计算,同时向Layer?1节点提供计算正确性的证明。

数据:巨鲸地址于1小时前将15.7万枚LINK转至Binance:金色财经报道,据Spot On Chain数据显示,某巨鲸地址于1小时前将157,453枚LINK转移至Binance(约合113万美元),此前持仓时长已有5个月。据悉,该巨鲸地址于2022年11月至12月期间囤积613,394枚LINK,预估成本为458万美元,平均买入价为7.46美元,若现在抛售(现报价7.2美元),或将承受一定亏损。[2023/4/11 13:55:19]

从更广义的角度来说,上述的过程我们可以理解为,由于验证者计算能力有限,所以将这部分的计算代理给了证明者来执行,证明者完成了这个任务,需要返回结果给验证者。从这个角度来说,我们可以说,零知识证明算法使得保障正确性的“计算代理”得以实现。从宏观上这种计算代理的例子可以表现为zkRollup这种形式的应用,具体到零知识算法当中,这种计算代理的思想也有各种应用。

保时捷NFT正式开放注册:据官方消息,保时捷NFT项目已正式开放注册。此外,项目方公布的铸造日期为1月23日,铸造数量为7500?份,铸造价格暂未披露。[2022/12/21 21:58:18]

本文主要介绍FOAKS使用的在Orion当中提到的Code-Switching所做的令证明者帮助验证者执行的验证计算过程,以及FOAKS如何应用这种技巧进行递归。从而减少了证明的大小以及验证者的开销。

为什么需要计算代理

从系统的实用性角度来说,很多情况下计算节点的算力是有限的,或者说计算资源是很宝贵的。例如在Layer?1链上的所有计算都需要经过所有节点的共识,并且用户需要为此支付高昂的手续费。所以,在这种情况下,将本来由共识节点来处理的计算“代理出去”交给链下节点来完成,就是一种自然的想法,避免消耗链上资源。而这也正是FOX所专注的链下计算服务。

路透调查:美联储联邦基金利率将高于此前预期:9月28日消息,路透调查显示,超过70%的分析师预计美联储将在11月连续第四次加息75个基点,在12月加息50个基点,年底时利率达到4.25%-4.50%,比两周前预测的3.50%-3.75%高出75个基点。这将是美联储自金融危机开始之前的最高利率。此外,有45位经济学家预计联邦基金利率将在2023年第一季度达到4.50%-4.75%或更高的峰值。在回答额外问题的51位经济学家中,除两人外,所有人都表示,终端利率倾向于高于他们目前的预期。只有46%的经济学家预计美联储在2023年底将至少降息一次。超过80%的经济学家认为,一旦联邦基金利率达到峰值,美联储更有可能在较长时间内维持利率不变,而不是迅速降息。(金十)[2022/9/28 5:57:12]

从密码学理论角度来讲,在GMR模型当中限定了证明者拥有无限计算能力,验证者拥有多项式计算能力。如果验证者也有无限能力,则零知识证明的基本性质无法满足。所以自然地,将计算向证明者一方倾斜,让证明者承担更多的计算就是很多零知识证明算法设计都会考虑的问题。

当然,为了实现这一点,我们需要特别的技巧。

现在如果令证明者承担这部分计算,则证明者除了执行这些计算,还要附上证明值来证明自己的计算是正确的。

做法是将上述等式同样写成R1CS电路:

之后使用Virgo算法进行验证。

这样之后FOAKS当中的证明者同样生成了代理验证者进行验证的计算证明。而对于验证证明的过程,FOAKS利用算法自身进行迭代,这也是FOAKS实现递归的关键内容。具体内容见《如何设计出一种精妙绝伦的证明递归方案》。

通过一定次数的迭代可以使得证明的大小被压缩,从而极大降低验证者的计算负担以及通信复杂度。这就是FOAKS这个零知识证明方案对FOX这条zkRollup的重大意义。

参考文献

1.Orion:Xie,Tiancheng,YupengZhang,andDawnSong."Orion:Zeroknowledgeproofwithlinearprovertime."AdvancesinCryptology–CRYPTO2022:42?ndAnnualInternationalCryptologyConference,CRYPTO2022,SantaBarbara,CA,USA,August15?–?18,2022,Proceedings,PartIV.Cham:SpringerNatureSwitzerland,2022.

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