本文是介绍零知识原语和 Aleo 对私有、可编程应用程序的解决方案的系列文章中的第二篇。阅读 ZK 原语的介绍。

最近，我们介绍了ZK 原语，这是可编程零知识应用程序的基本组件。我们将这些原语定义为屏蔽事务和屏蔽身份。在这篇文章中，我们将探索这些原语在 Aleo 中交互的环境，我们将其称为zkCloud。

zkCloud 是一个链下、去信任的计算环境，程序在其中以私密、安全、廉价的方式执行，并且运行时间不受限制。

借助这些功能，zkCloud 解决了迄今为止区块链面临的最具挑战性的问题之一：隐私困境。

解决“隐私困境”。

区块链协议面临的一个持续挑战是隐私和可编程性之间的权衡。到目前为止，大多数进入市场的项目都遵循以下两个轴：

大多数区块链要么以牺牲隐私为代价优先考虑可编程性，要么反过来。到目前为止，还没有一个项目能够同时提供这两者，这就是为什么右上角的象限是空的。Aleo 通过我们所说的 zkCloud 满足了对可编程隐私的需求。

zkCloud 是如何工作的。

在典型的公共区块链中，程序执行发生在由每个网络节点运行的全局“虚拟机”（VM）中的链上。这意味着网络中的每个节点都必须重新计算（并集体同意）给定程序的每个步骤。这不仅效率低下，而且会降低速度并增加最终用户的成本。而且由于此 VM 必须能够访问相关信息，因此隐私选项受到限制。

通过 zkCloud，Aleo 通过将应用程序运行时与区块链维护的状态分离来克服这些限制。结合零知识证明的力量，这使得 Aleo 能够实现完全的可编程性和隐私性，以及相对于链上 VM 模型的高交易吞吐量。

zkCloud 是一种链下、去信任的执行环境，其中单个实体或屏蔽身份通过屏蔽交易相互交互。

这些交易，无论是简单的 P2P 转账还是复杂的金融应用程序，都通过一系列递归的零知识证明（在Zexe中描述）隐藏了交互的细节（即参与者、金额、智能合约等）。外部证明是这个过程的最终结果，也是 zkCloud 中曾经发生过交易（或一系列交易，如在复杂应用程序中）的唯一“证据”。

屏蔽交易将 zkCloud 链接到 Aleo 区块链。他们在链上消费和创建记录以修改/更新给定应用程序或程序的状态。节点（和其他用户）验证隐蔽交易中的零知识证明，并且可以在不了解精确细节的情况下确信它们的真实性。

我们可以将 zkCloud 和 Aleo 区块链之间的交互可视化为投射“阴影”的对象。

当你看到一个影子时，你就知道是什么东西创造了那个影子，但是很难辨认出细节或准确地识别它是什么。同样，即使程序在 zkCloud 上运行的复杂程度各不相同，Aleo 网络上的节点唯一可见的是 zkCloud 中执行的屏蔽事务投射的“阴影”。因为零知识证明没有透露其内容，所以当这些节点（或其他第三方）看到提交到链上的屏蔽交易时，他们可以知道发生了什么事。但除非有意透露某些数据，否则他们无法确定有关该交互的任何具体内容。

作为将计算与状态分离的结果，zkCloud 提供了无限的应用程序运行时间。

在 zkCloud 中运行的程序可能需要一秒钟、一分钟、一天；只要在计算结束时提交屏蔽交易就没有关系。与像以太坊这样的链上执行模型（其中程序运行时间受“gas”限制）相比，这为更多种类的应用程序打开了大门。

此外，zkCloud 中的脱链执行意味着用户与应用程序交互的隐私性大大提高。

由于仅在链上提交证明，因此从技术上讲，任何人都无法查看或利用任何交易细节的知识。此外，交易吞吐量可以显着提高，因为 Aleo 节点仅验证证明而不是运行程序。

即使有这些额外的好处，Aleo 的方法也不会影响安全性，因为作为屏蔽交易一部分的零知识证明以加密方式保证了正确的程序执行。这与其他区块链和许多第 2 层解决方案形成鲜明对比，后者仅提供状态转换正确发生的加密经济保证。但是在 Aleo 中，一个证明表明程序要么正确运行，要么根本没有运行，从而消除了用户或智能合约开发人员对额外信任假设的需要。

zkCloud 旨在帮助开发人员构建私有的、可扩展的项目。

通过将执行与状态分离，并通过屏蔽交易仅将证明提交给区块链，zkCloud 使 Aleo 能够实现私有、可编程、高性能网络的目标。

随着我们的数字生活变得越来越重要，我们应该要求对我们通过在线互动所揭示的内容进行更大的控制。有鉴于此，零知识密码学代表了下一次数字革命。Aleo 在 zkCloud 中公开了屏蔽交易和屏蔽身份的原语，提供了构建这些应用程序所需的构建块，并颠覆了我们目前对区块链可扩展性和隐私性的看法。

使用 Aleo 构建。