VER:去中心化的Prover如何实现？Opside 创新性提出 ZKP的两步提交算法

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。

去中心化网关Orion Protocol推出Orion Bridge:金色财经报道，数字资产市场的去中心化网关 Orion Protocol 推出了Orion Bridge：第一个“真正去中心化”的点对点原子交换桥。Orion Bridge是第一个集成到交易平台的桥梁：在 Orion 终端上实现跨链、跨交易所的流动性聚合，以及几乎零费用的流行 ERC20 资产交易。据悉，Orion Bridge可以在不同的区块链上立即交换两种原生资产，而无需包装或铸造资产。Orion Bridge已集成到 Orion Terminal，用户可以交易ERC20资产，并且具有币安智能链的低费用和高速度。（prnewswire）[2022/2/1 9:25:33]

去中心化prover的挑战

GAIMIN发布创建具有“超级计算机”性能的去中心化数据处理网络平台:11月26日消息，游戏和区块链公司GAIMIN?IO Ltd发布一个基于PC的平台，以创建具有“超级计算机”级性能的全球去中心化数据处理网络，并宣布前曼联、纽卡斯尔和英格兰队队员Nicky Butt担任公司大使。GAIMIN的平台利用游戏PC的“闲置”处理能力，创造一个企业和机构可以利用的互联、网络化、数据处理能力的虚拟资源。GAIMIN目前使用这种处理能力网络来“推动区块链计算”，通常称为挖矿。通过使用人工智能，GAIMIN平台选择利润最高的区块链提供动力，并将90%的奖励返还给用户。（Bitcoin.com）[2021/11/26 7:11:35]

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。

币赢CEO Sebastian：支持去中心化交易所例如Uniswap生态的项目到币赢上线:据官方消息，币赢CEO Sebastian 在《共识52》区块链垂直领域高端AMA直播中表示，币赢最近上线了不少Uniswap上比较火的新项目。核心是币赢希望在Defi生态上助力一把。尤其是衍生品行业，更是需要由中心化交易所提供服务。作为中心化的交易所，币赢可以提供相关流量和资源扶持。支持去中心化交易所例如Uniswap生态的项目到币赢上线，以及提供相关衍生品服务，这都是很好的支持。[2020/7/9]

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。

动态 | OKB上线新加坡币星交易所及去中心化交易所ViteX:本周，OKB先后上线新加坡币星交易所及去中心化交易所ViteX，并借助他们在新加坡、俄罗斯、东南亚及欧美地区的影响，拓宽海外用户。本月以来，随着价格的增长，OKB市场活跃度明显提高。此前韩国2家交易所，Bitribe和BW也已支持OKB币币交易。

截至目前，OKB开启美元、欧元、韩元、越南盾、印尼卢比等法币通道，并已上线50余个交易所，覆盖了全球141个国家和地区的百万用户。[2020/2/26]

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。

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。

新华社：所谓的颠覆是相对的，去中心化也是相对的:今日新华社发文发问区块链，文章援引了中国二维码注册认证中心执行主任张超的观点：所谓的颠覆是相对的，去中心化也是相对的，区块链自带去中心化、去中介等特征，会给存在信任问题和信息篡改风险的物流、供应链、金融、追溯等领域带来变革机会，会对一些第三方交易、信用、验证等平台产生影响，但即使在去中心化框架下，仍需实用的信用介质和载体去架设和丰富应用场景，下一步还要看区块链各方面的应用和发展。[2018/3/26]

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

假设在第1个prover在第T个区块提交了hash，则在第T10区块以内，还可以接受其他prover提交hash，没有数量限制。第T11区块及之后，不再接受新的prover提交hash

第T11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T20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200K，500K，300K。那么，A,B,C可以获得的PoW奖励分别为0.4IDE，1IDE，0.6IDE。

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。

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

标签：PROROVERVERASHMINIDOGEPRO币Taroverse GoldUniverse IslandPCASH

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