Chia之家Aleo 宣布Aleo Testnet 3 第二阶段的到来! 在这个版本中，Aleo将部署最初为Testnet 3制定的路线图中概述的许多关键功能，如部署和执行用户自定义的程序，以及激励开发硬件进行zkSNARK证明的难题。
Aleo是什么？
Aleo是壹个新的第壹层区块链，利用零知识密码学来实现可扩展和私有的去中心化应用。在Aleo的架构中，应用程序不在链上执行；相反，用户在链下执行应用程序，并向链上发布zkSNARKs（简短的零知识证明），以保护隐私的方式证明执行的正确性。随后，链在独立于应用程序的运行时间的时间内验证这些简短的零知识证明。
这个计划运作良好，除了壹个小插曲：创建壹个正确的应用程序执行的零知识证明可能比直接执行应用程序要昂贵得多。对于许多有用的程序（如支付），这种开销是可控的，哪怕是在移动电话或笔记本电脑等设备上进行此证明。然而，对于其他更多的计算密集型应用，如机器学习、游戏或认证，在设备上证明的开销可能是令人望而却步的，似乎使这些用例变得遥不可及。
然而，Aleo的设计允许客户选择是否将证明的生成外包给第三方提供”证明服务”，该服务方可能有更多的计算资源来帮助计算大规模的zkSNARKs，如具有多核的CPU，大额的RAM，甚至有定制的证明硬件。那么，问题就变成了如何激励开发更好的证明架构。解决后面这个问题是Aleo的新共识算法AleoBFT设计背后的关键动机之壹。进壹步来说，AleoBFT是壹个混合架构，它利用Pos来实现确认区块的即时性，并使用Pow类型的”Coinbase puzzle”，奖励那些能更快生成证明的技术。在这篇文章中，Aleo 将深入了解。
什么是Coinbase Puzzle？
Coinbase Puzzle是壹个Pow类型的难题，旨在激励开发更快的软件和硬件来生成零知识证明。为了达到这个目的，Aleo 的coinbase难题有以下两大特点：
密码学层面上：不同于比特币或以太坊中的传统PoW，coinbase的难题需要为zkSNARK证明中的主要子组件创建高效益的算法程序。
经济层面上：传统的PoW每个区块只能包含壹个有效的难题解决方案，而Aleo 的coinbase难题在每个区块中接受多个有效的解决方案，防止”赢家通吃”的现象，让证明奖励的分布更加广泛。
难题设计
关于zkSNARK设计的快速入门课程：在现代zkSNARKs中，生成壹个证明的时间长短由两个子组件的证明速度所决定：壹个多项式IOP，和壹个多项式承诺方案。Aleo 的coinbase难题正是有效地激励了这些子组件的加速。让我们看看它是如何做到这壹点的，看看协议流程，它包括两个步骤。
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1 .生成候选解决方案（验证者） 为了生成壹个候选解决方案，验证者生成（从壹个壹次性数字中）并乘以壹个随机的多项式，然后通过壹项多项式承诺方案（在Aleo 的例子中是KZG10方案）对产生的乘积多项式进行承诺。然后，这个承诺会被散列，如果这个函数与目标难度相匹配，那么它就是壹个有效的解决方案，可以被发送到聚合器（连同壹个评估证明，以实现高效的聚合）。最后的难题结果由2个组元素和1个场元素，壹个地址和壹个壹次性数字组成，可以通过D场乘法和壹个配对来验证，其中D代表生成多项式的级别。
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2 .汇总有效的解决方案（BFT领导者）虽然壹个有效的难题解决方案可以被任何人验证，但将每个难题解决方案添加到链上会导致拥挤状态。为了避免这种情况，Aleo 的coinbase难题使BFT领导者能够聚合有效的解决方案。我们不会去讨论如何做到这壹点的细节，但总体结果是，链上存储被n + 1组元素的成本所支配，而1个场元素是壹个实质性的改进。作为壹个附带的好处，难题验证的速度也更快了。
总结
AleoBFT是壹种新颖的共识机制，它结合了权益证明的不可更改性和工作证明的强大激励机制。在Aleo 的案例中，coinbase难题激励了zkSNARK证明的加速。这项工作是有用的，因为它能在Aleo中其他所有程序执行。通过这种机制，Aleo 希望激励创造壹个强大的证明生态系统—通过降低成本和降低程序执行的延迟，来使Aleo用户受益。
