Giới thiệu về Aligned Layer

Giới thiệu về Aligned Layer

Trong giai đoạn đầu, Ethereum không được thiết kế đặc biệt cho công nghệ Zero-Knowledge Proofs (ZK-Proofs). Khi công nghệ blockchain tiếp tục phát triển, việc tích hợp các chức năng mới vào Ethereum để cải thiện hệ thống chứng minh của nó đã trở thành một quá trình kỹ thuật thách thức và chậm chạp. Đối mặt với những thách thức này, dự án Aligned Layer nhằm biến Ethereum thành một nền tảng xác minh SNARK hiệu suất cao và hiệu quả về chi phí.

Aligned Layer cam kết mở rộng khả năng Proof Zero-Knowledge của Ethereum, tích hợp các tính năng đa dạng và đổi mới vào hệ sinh thái Ethereum. Dự án sử dụng phương pháp tính toán xác thực và các tính năng bảo mật của Ethereum để cung cấp cơ sở hạ tầng cho các ứng dụng không cần tin tưởng trong tương lai.

Với Aligned Layer, quá trình xác minh chứng minh của Ethereum sẽ trở nên nhanh hơn và hiệu quả về chi phí hơn, với ước tính giảm chi phí xác minh lên đến 90%. Sự giảm chi phí đáng kể này cải thiện hiệu quả xử lý và giảm ngưỡng kinh tế cho sự tham gia của người dùng, cho phép nhiều nhà phát triển và người dùng hơn hưởng lợi.

Aligned Layer là một lớp xác minh hiệu quả được xây dựng trên cơ sở của EigenLayer. Nó sử dụng cơ chế gạch dấu của EigenLayer để cung cấp an ninh kinh tế và tin cậy. Điều này cho phép Aligned Layer đạt được việc xác minh giá thấp, hiệu suất cao bằng cách tổng hợp và xác minh nhiều hệ thống chứng minh mà không làm thay đổi giao thức Ethereum cốt lõi. Đồng thời, EigenLayer tạo điều kiện cho sự đổi mới mở trên Ethereum, cho phép các nhà phát triển giới thiệu công nghệ chứng minh mới để nâng cao khả năng mở rộng và linh hoạt của hệ thống.

Giới thiệu về các thành viên sáng lập

Nhóm bao gồm bốn thành viên sau đây: Ở bên trái đầu tiên là người sáng lập Roberto José Catalán, người tốt nghiệp từ Viện Công nghệ Buenos Aires. Anh ấy là một Kỹ sư Phần mềm Cấp cao tại LambdaClass và sáng lập Yet Another Company. Thứ hai từ bên trái là Federico Carrone, người tận tụy với việc thúc đẩy sáng tạo và phát triển trong hệ sinh thái Ethereum. Thứ ba từ bên trái là Diego Kingston, người sáng lập Aligned Layer và Giám đốc Nghiên cứu. Thứ tư từ bên trái là Mauro Toscano, người sáng lập và Giám đốc Kỹ thuật, người thành công tiến bộ hướng dẫn kỹ thuật và chiến lược triển khai dự án.

Nguồn:Aligned Layer

Giới thiệu về Chứng minh không cần thông tin

Giới thiệu về Chứng minh không cần chứng minh

Chứng minh không có kiến thức (ZKP) là các thuật toán toán học được giới thiệu vào năm 1985 trong bài báo “The Knowledge Complexity of Interactive Proof Systems” của Shafi Goldwasser và các tác giả khác. Trong chứng minh không có kiến thức, người chứng minh cung cấp một chứng minh toán học mà chỉ có họ mới có thể tạo ra, trong khi người xác minh có thể sử dụng chứng minh này để xác nhận sự thật của tuyên bố. Tuy nhiên, người xác minh không thể sử dụng chứng minh để tái tạo lại thông tin ban đầu.

Do đó, chứng minh không biết là hữu ích khi xử lý thông tin nhạy cảm hoặc khi người chứng minh không muốn cho phép người xác minh truy cập vào các chi tiết. Ví dụ, nhiều dự án DeFi sử dụng ZKP để cung cấp sự riêng tư và bảo mật nâng cao cho người dùng, áp dụng nó trong các lĩnh vực như vay, mượn và giao dịch.

Ngoài ra, điều quan trọng cần lưu ý là bằng chứng không có kiến thức là bằng chứng có khả năng xác suất thay vì bằng chứng xác định, nhưng có một số kỹ thuật cụ thể có thể giảm sai số xuống mức không đáng kể.

Đặc tính của Chứng minh không có kiến thức

Đầy đủ: Nếu câu lệnh là đúng, một người chứng minh trung thực sẽ luôn có thể thuyết phục một người xác minh trung thực. Nói cách khác, “những câu lệnh đúng không thể sai.” Một câu lệnh đúng nên thuyết phục người xác minh.

Soundness: Nếu câu lệnh là sai, trong hầu hết các trường hợp, một người chứng minh cố gắng lừa dối không thể làm cho một người xác minh trung thực tin rằng câu lệnh sai. Nói cách khác, "những câu lừa đảo không thể là đúng."

Zero-Knowledge: Nếu câu lệnh là đúng, sau khi xác nhận sự thật của câu lệnh, người xác minh không thể thu được bất kỳ thông tin bổ sung ngoài việc câu lệnh là đúng. Phương pháp này bảo vệ quyền riêng tư của người chứng minh và tránh rò rỉ thông tin tiềm năng nào.

Ví dụ về chứng minh không tiết lộ

Xác minh danh tính

Trên internet, việc chứng minh danh tính thường đòi hỏi thông tin nhạy cảm như tên và ngày sinh, điều này có thể dẫn đến rò rỉ dữ liệu cá nhân. Chúng ta có thể tạo ra một định danh kỹ thuật số mật mã duy nhất cho mỗi người dùng thông qua công nghệ blockchain, thiết lập một hệ thống xác minh danh tính phi tập trung. Hệ thống này đảm bảo rằng bằng chứng về danh tính không thể bị sửa đổi hoặc lạm dụng mà không có sự hiểu biết của người dùng. Chứng minh không có kiến thức cho phép người dùng chứng minh danh tính một cách hiệu quả mà không tiết lộ thông tin cá nhân, đơn giản hóa quá trình xác minh và giảm nguy cơ lưu trữ dữ liệu tập trung. Ngoài ra, chứng minh không có kiến thức cũng có thể được sử dụng để thiết lập hệ thống danh tiếng riêng tư, cho phép người dùng tận dụng bằng chứng danh tiếng từ các nền tảng như Facebook, Twitter và GitHub mà không cần tiết lộ tài khoản mạng xã hội cụ thể.

Thanh toán ẩn danh

Trong hệ thống thanh toán truyền thống, chi tiết giao dịch thường được tiết lộ cho nhiều bên, bao gồm các nhà cung cấp dịch vụ thanh toán, ngân hàng và cơ quan chính phủ, điều này có thể đe dọa quyền riêng tư của người dùng. Trong khi tiền điện tử sử dụng giao dịch ngang hàng để tránh việc giám sát của bên thứ ba, hầu hết các chuỗi khối công khai hiển thị các giao dịch công khai. Điều này có nghĩa là ngay cả với địa chỉ ẩn danh, người ta có thể theo dõi các giao dịch cụ thể thông qua việc liên kết địa chỉ hoặc thủ tục KYC trao đổi. Một khi địa chỉ ví đã được biết, số dư tài khoản và lịch sử giao dịch của nó trở nên hiển thị.

Công nghệ chứng minh không biết giúp cung cấp các giải pháp thanh toán ẩn danh ở ba mức: đồng tiền riêng tư, ứng dụng riêng tư và các blockchain tập trung vào riêng tư. Ví dụ, các đồng tiền riêng tư như Zcash sử dụng công nghệ chứng minh không biết để che giấu chi tiết giao dịch, bao gồm địa chỉ người gửi và người nhận, số lượng giao dịch và thời gian. Tương tự, Tornado Cash, một ứng dụng phi tập trung được xây dựng trên Ethereum, sử dụng chứng minh không biết để che giấu thông tin giao dịch, từ đó nâng cao quyền riêng tư giao dịch.

Các Phát Triển Quan Trọng trong ZK (Zero-Knowledge)

zk-SNARKs

ZK-SNARKs là một công nghệ chứng minh không có tri thức đặc biệt cho phép xác minh mà không tiết lộ bất kỳ thông tin bổ sung nào về tuyên bố. Công nghệ này đã được áp dụng trong các hệ thống thanh toán blockchain như Zcash và JPMorgan.

Ngoài ra, ZK-SNARKs tăng cường hiệu suất và tính mở rộng của mạng blockchain. Trong các blockchain truyền thống, đảm bảo tính chính xác giao dịch yêu cầu mỗi nút xác minh mỗi giao dịch lặp đi lặp lại, điều này tốn thời gian và hạn chế tính mở rộng của mạng. ZK-SNARKs tránh việc cần các nút phải phát lại từng bước tính toán bằng cách xác minh tính chính xác của các tính toán ngoại tuyến. Điều này giảm nhu cầu lưu trữ dữ liệu giao dịch và cải thiện đáng kể tốc độ xử lý mạng.

Sử dụng ZK-SNARKs đòi hỏi quá trình thiết lập tin cậy một lần, trong đó một trình tạo khóa sử dụng thuật toán và tham số bí mật để tạo ra hai khóa công cộng quan trọng: một khóa để tạo ra chứng minh và một khóa khác để xác minh. Quá trình này mang theo nguy cơ tiềm ẩn, như sự rò rỉ của tham số bí mật, có thể được sử dụng để tạo ra chứng minh giả. Do đó, cộng đồng học thuật đang nghiên cứu cách loại bỏ sự phụ thuộc vào các thiết lập tin cậy trong ZK-SNARKs để tăng cường an ninh.

zk-Rollups

Zero-Knowledge Rollup đề cập đến việc sử dụng công nghệ zero-knowledge proof để chuyển tính toán ra ngoài chuỗi, do đó giảm gánh nặng cho mạng. Là một "giải pháp mở rộng quy mô" Lớp 2 cho Ethereum, nó có thể tăng đáng kể thông lượng giao dịch trong khi vẫn duy trì phí giao dịch thấp. Ví dụ, vào năm 2022, BNB Chain đã ra mắt testnet zkBNB dựa trên kiến trúc zkRollup. zkBNB gói hàng trăm giao dịch ngoài chuỗi thành một lô duy nhất và tạo ra một bằng chứng mật mã để xác nhận tính chính xác của tất cả các giao dịch. Công nghệ này cân bằng giữa khả năng mở rộng và bảo mật, làm cho nó phù hợp với các môi trường yêu cầu giao dịch quy mô lớn và độ trễ thấp.

Máy ảo Ethereum (EVM) ban đầu không xem xét việc sử dụng công nghệ chứng minh không biết (zero-knowledge proof). Nhà sáng lập Ethereum Vitalik Buterin tin rằng việc triển khai kỹ thuật zk-Rollup là khá phức tạp trong tương lai ngắn hạn.

Thách thức của zk-Rollup và Lớp căn chỉnh

zk-RollUp vẫn đối mặt với một số thách thức, bao gồm tính thanh khoản và sự phân tán người dùng, chi phí xác minh cao hơn do hạn chế của EVM và khó khăn trong việc theo kịp các đổi mới hệ thống chứng minh. Nói cách khác, cơ sở hạ tầng hiện tại không được thiết kế để là một bộ xác minh phổ quát. EigenLayer cho phép nhà phát triển tạo ra các giao thức mới trên lớp tin cậy của Ethereum, phá vỡ các hạn chế của EVM và thúc đẩy sự đổi mới mở. Cơ sở hạ tầng mới có thể được giới thiệu để tăng tốc quá trình phát triển Ethereum mà không cần sửa đổi giao thức cơ bản.

Aligned Layer, như một lớp xác minh chung, nhằm trở thành cơ sở hạ tầng chính cho mạng lưới bằng cách tạo ra một lớp được thiết kế đặc biệt cho các chứng minh zk. Điều này cho phép nhà phát triển truy cập vào một mạng lưới xác minh phi tập trung nhanh chóng, hiệu quả về chi phí và có khả năng mở rộng. Với chức năng restaking của EigenLayer, Ethereum sẽ được hỗ trợ. Phương pháp này giúp giảm sự phụ thuộc vào giá cả biến động và cải thiện khả năng kết nối và trải nghiệm người dùng tổng thể. Ngoài ra, Aligned Layer thúc đẩy sự đổi mới của Ethereum thông qua tính toán có thể xác minh, tích hợp các hệ thống chứng minh tùy chỉnh mới, giảm chi phí xác minh và nâng cao tính thân thiện với nhà phát triển, từ đó thúc đẩy sự đổi mới trong các ứng dụng không tin cậy mới.

Khó khăn của Công nghệ Hiện có

Nhược điểm của Blockchain ban đầu

Một hạn chế của các blockchain được thiết kế ban đầu là việc thêm nhiều phần cứng không làm cho hệ thống nhanh hơn. Điều này bởi vì mỗi nút phải thực hiện lại các phép tính. Zero-knowledge proofs (ZK-proofs) giải quyết vấn đề này bằng cách cho phép kiểm tra nhanh chóng các phép tính phức tạp bằng việc thêm phần cứng. Ý tưởng cốt lõi của zero-knowledge proofs là xác minh một chuỗi ngắn (thường trên thứ tự của kB, nhỏ hơn nhiều so với tất cả thông tin cần thiết cho câu chứng minh), làm cho thời gian xác minh theo thang logarit tương đối với quy mô tính toán, 𝑂 (log 𝑛), trong đó (n) là số bước tính toán.

Mặc dù lý thuyết đã được hiểu từ lâu, khả năng thực tế chỉ xuất hiện sau năm 2014. Kể từ đó, đã có sự phát triển bùng nổ trong mật mã học và lý thuyết chứng minh, với những tiến bộ như các trường hữu hạn khác nhau, các đường cong elliptic, hàm băm và các kế hoạch cam kết đa thức. Những phát triển này đã dẫn đến sự đánh đổi trong thời gian chứng minh và xác minh cũng như kích thước chứng minh.

Zero-Knowledge Layer 2 (zk-rollups)

Các giải pháp tầng 2 không chứng minh (như zkSync, Starknet và Polygon) mở rộng khả năng của Ethereum, làm cho nó nhanh hơn và rẻ hơn trong khi vẫn đảm bảo tính an toàn.

• ZK-rollups sử dụng không gian khối một cách hiệu quả hơn, giảm chi phí.
• Rollups outsourcing execution to one or a group of nodes, proving computations to Ethereum via EVM contracts, and relying on cryptoeconomic and cryptographic guarantees to trust Ethereum.

Tuy nhiên, họ cũng tạo ra vấn đề về thanh khoản và phân mảnh người dùng, như cần phải cầu nối, điều này tăng chi phí và làm phức tạp trải nghiệm người dùng. Với các giải pháp hiện tại, nếu bạn xây dựng ứng dụng trên nền tảng tính toán có thể xác minh, bạn chỉ có thể xây dựng ứng dụng được tin cậy bởi lớp tính toán có thể xác minh. EigenLayer cho phép tạo ra các ứng dụng kế thừa sự tin cậy của Ethereum mà không cần xây dựng ứng dụng trên nền tảng blockchain chính. Bạn có thể sử dụng các cơ chế đồng thuận khác nhau để tạo ra các blockchain mới.

Ngoài ra, EigenLayer hỗ trợ xây dựng hệ thống phi tập trung như cầu nối, khả năng truy cập dữ liệu, MEV và cả các lớp xác minh ZK (như Lớp Căn chỉnh của nó). Tóm lại, EigenLayer sử dụng các giải pháp khác với các giải pháp Layer 2 khác để mở rộng tính năng của Ethereum.

Sáng tạo của EigenLayer

Cơ chế restaking

EigenLayer giới thiệu một cơ chế restaking mới cho phép người tham gia Ethereum sử dụng các tài sản đã stake để tham gia vào nhiều ứng dụng khác nhau, được gọi là Dịch vụ Được Xác thực Tích cực (AVS). Người tham gia có thể kiếm thêm phần thưởng từ nhiều ứng dụng mà không tốn nhiều chi phí bổ sung đáng kể, từ đó nâng cao sự tham gia và an ninh mạng tổng thể.

Các Kịch Bản Ứng Dụng Đa Dạng: EigenLayer hỗ trợ xây dựng các ứng dụng khác nhau, bao gồm Lớp Sẵn Sàng Dữ Liệu, Các Bộ Xử Lý Phi Tập Trung, Oracles, Quản Lý MEV Tùy Chọn và Cầu nối Chế Độ Nhanh cho Rollups. Sự đa dạng này không chỉ mở rộng chức năng của hệ sinh thái Ethereum mà còn cung cấp cho các nhà phát triển một nền tảng sáng tạo linh hoạt hơn, cho phép thiết kế các giải pháp hiệu quả hơn phù hợp với các nhu cầu khác nhau.

Mở rộng khả năng của Ethereum

EigenLayer cho phép các nhà phát triển xây dựng các giao thủc và ứng dụng mới trên lớp tin cậy cục của Ethereum mà không chạy trực tiếp trên chuỗi khởi Ethereum. Điều này cho phép các nhà phát triển tích hợp với sự bảo mật và nền tảng tin cậy của Ethereum trong khi tùy đổi tùy chỉnh các cơ chế định kếch bản, nhằm đạt được các giải pháp chuỗi khởi hiệu quả hơn. Ví dụ, các nhà phát triển có thể tạo ra các chuỗi khởi mới mà có lợi ích từ sự tin cậy của Ethereum trong khi cung cấp độ linh hoạt cao hơn về hiệu suất và chi phí.

Nâng cao Hiệu quả Xác minh

Cơ chế restaking của EigenLayer cải thiện đáng kể hiệu suất xác minh, giúp quá trình xác minh trở nên nhanh chóng và tiết kiệm chi phí hơn. Cơ chế này cho phép nhiều kết quả xác minh được tổng hợp thành một bằng chứng duy nhất, giảm đáng kể tài nguyên tính toán và chi phí cần thiết cho các xác minh cá nhân. Phương pháp xác minh tổng hợp này không chỉ tăng cường khả năng mở rộng của hệ thống mà còn tăng cường hiệu suất tổng thể của quá trình xác minh, giúp ứng dụng blockchain hoạt động một cách mượt mà hơn.

Giải thích kiến trúc lớp đã căn chỉnh

Các thành phần cốt lõi của Aligned Layer

• Aligned Layer: Nhận chứng từ từ các hệ thống chứng từ khác nhau, xác minh chúng, gửi kết quả cuối cùng đến Ethereum và công bố dữ liệu cho Data Availability Layer (DA).
• Lớp Khả dụng Dữ liệu (DA Layer): Cung cấp lưu trữ cho các chứng minh khác nhau, đảm bảo tính khả dụng và sự kiên định của dữ liệu.
• Các Trình xác minh chứng cứ tổng quát: Định kỳ trích xuất chứng cứ từ Lớp DA và tạo ra chứng cứ cho tất cả các xác minh chứng cứ. Những trình xác minh tổng quát này có thể dựa trên các máy ảo như SP1, Risc0, hoặc Nexus, có thể xác minh việc thực thi mã Rust tổng quát. Chứng cứ xác minh cuối cùng được lưu trữ trong một cây đệ quy để tổng hợp và nén kích thước chứng cứ.
• Ethereum: Cung cấp nguồn tin cậy và tính thanh khoản, nhận kết quả xác minh từ Lớp được Căn chỉnh.

Nguồn: Bảng đề xuất Aligned Layer

Nguồn: Bảng Điều Chỉnh Trắng

Quá trình xác minh

Quản lý công việc xuất bản bằng chứng lên lớp DA và tạo một công việc mới trên Ethereum, gửi giá trị băm của chứng cùng với dữ liệu mô tả yêu cầu. Các nhà điều hành lấy công việc từ Ethereum, lấy chứng từ lớp DA, và sau đó gửi kết quả xác minh cho bộ tổng hợp. Bộ tổng hợp xác minh kết quả và xuất bản chúng trên blockchain Ethereum.

Nguồn: Bài white paper của Aligned Layer

Cơ chế trừng phạt

Để đảm bảo rằng những người tham gia vào một mạng lưới phi tập trung có các ưu đãi phù hợp, dự án giới thiệu một cơ chế cắt giảm để phạt người tham gia khi phát hiện các hoạt động độc hại. Cơ chế này vẫn đang được phát triển trong hầu hết các dịch vụ được xác thực tích cực (AVS) từ EigenLayer. Giải pháp ngắn hạn đòi hỏi sự đồng thuận từ hai phần ba số nhà khai thác trong mạng và kết quả được công bố trên Ethereum. Các nhà khai thác không đạt được sự đồng thuận sẽ bị phạt vì phản đối kết quả được hầu hết các mạng lưới đồng ý. Mặc dù cơ chế này không hoàn hảo, nhưng xem xét rằng phần mềm máy khách của Aligned Layer sẽ nhẹ và có yêu cầu phần cứng thấp hơn, mạng có thể chứa nhiều người tham gia hơn để đạt được sự phân cấp. Mạng càng phi tập trung, khả năng hầu hết các thành viên sẽ hành động trung thực càng cao.

Mô hình đầu tư kép

Nhóm dự án đã đề xuất một mô hình đặt cược kép. Đầu tiên, nó yêu cầu sử dụng Ethereum (ETH) và đặt cược lại từ EigenLayer để triển khai mạng Proof of Stake (PoS). Giai đoạn này nhằm tận dụng tài nguyên và cơ sở tin cậy hiện có của Ethereum để thiết lập hoạt động ban đầu và an ninh của mạng. Trong giai đoạn thứ hai, các token bản địa được giới thiệu như một phần của bất kỳ cơ sở hạ tầng quan trọng nào để kích hoạt quyền quản trị, làm tăng chi phí của việc làm gián đoạn hoạt động mạng và an ninh lên rất cao. Mô hình đặt cược kép đảm bảo an ninh và hoạt động cao của mạng. Bằng cách giới thiệu token bản địa cho quản trị phi tập trung, mô hình nâng cao tính minh bạch và sự tham gia trong việc quyết định về các thay đổi cấu trúc quan trọng, đảm bảo hoạt động ổn định và bền vững lâu dài của mạng.

Kết luận

Mục tiêu của Lớp Căn chỉnh là giải quyết các thách thức của việc không được thiết kế ban đầu cho chứng minh không có kiến thức (ZK-Proofs) và biến đổi Ethereum thành một nền tảng xác minh SNARK hiệu quả và tiết kiệm chi phí. Lớp Căn chỉnh sử dụng cơ chế restaking của EigenLayer để cung cấp an ninh kinh tế và một nguồn tin cậy, cho phép nó đạt được quy trình xác minh giá rẻ và hiệu quả bằng cách tổng hợp và xác minh nhiều hệ thống chứng minh mà không thay đổi giao thức cơ bản của Ethereum. EigenLayer cho phép nhà phát triển xây dựng các giao thức và ứng dụng mới trên lớp tin cậy của Ethereum, thúc đẩy sự đổi mới mở và giới thiệu các công nghệ chứng minh mới, nâng cao khả năng mở rộng và linh hoạt của hệ thống.