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

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。

美国参议员：计划建立一支“反加密军队”:金色财经报道，美国参议员Elizabeth Warren在Twitter上发布的新的连任竞选帖子称，她计划建立一支“反加密军队”。[2023/3/30 13:35:46]

去中心化?prover?的挑战

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。

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。

参议员Ted Cruz希望国会山自动售货机接受加密货币:金色财经报道，FTX 破产后，加密货币成为美国立法者的首要考虑，他们中的许多人都在争先恐后地查明是什么让曾经强大的加密货币交易所陷入瘫痪。参议员Ted Cruz想确保国会山上的 grub 可以用加密货币购买。

周三，克鲁兹提出了一项并行决议，如果获得通过，将要求国会大厦的建筑师、参议院秘书和众议院首席行政官只与国会大厦的食品服务承包商和自动售货机运营商签订合同复杂的接受加密货币。截至发稿时，国会网站上还没有该决议的文本。[2023/1/27 11:32:07]

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。

ZKP?的两步提交

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。

SBF：FTX仍有偿付能力，FTX US至少有1.11亿美元“多余现金”:金色财经报道，已破产的FTX首席执行官SBF在社交媒体发文称，FTX仍有偿付能力，根据他发布的文章称， Sullivan & Cromwell (S&C) 发布的某些内容极具误导性，未将 4.28 亿美元作为资产计入 FTX US 的银行账户。除了匹配客户余额所需的资金外，FTX US 至少有 1.11 亿美元（可能约为 4 亿美元）的多余现金，而资产负债表显示 FTX US 资本过剩约 3.5 亿美元。[2023/1/18 11:17:50]

LFG：因诉讼问题目前无法补偿小型Terra持有者:金色财经报道，Luna Foundation Guard（LFG）周五发布推文称，由于法律诉讼威胁，用LFG的资产补偿Terra所有者的努力被推迟。该组织称，“我们的目标是将LFG的剩余资产分配给那些受UST代币脱钩影响的人，首先是最小的持有者。不幸的是，由于正在进行和受到威胁的诉讼，目前无法分发，这些问题悬而未决，也无法确定解决问题的时间表。”

根据LFG自行报告的数据，该基金会目前的储备金总额约为1亿美元，此前承诺优先补偿仓位最小的持有者。[2022/10/8 12:49:04]

第?1?步：提交?hash

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?T+?10?区块以内，还可以接受其他?prover?提交?hash，没有数量限制。第?T+?11?区块及之后，不再接受新的?prover?提交?hash第?2?步：提交?ZKP

海南：支持儋洋地区创建数字人民币应用示范城市:金色财经报道，近日，中国人民银行海口中心支行联合中国银保监会海南监管局、中国证监会海南监管局、国家外汇管理局海南省分局等部门印发《关于金融支持儋洋一体化 打造海南自由贸易港贸易投资高水平开放先行区的意见》（简称《意见》）。

《意见》明确，加大基础设施领域金融支持力度，探索区块链应用新场景，提高区内个人用汇便利，鼓励数字人民币运营机构在政府端、企业端、个人端全产业链应用上下功夫，鼎力支持儋洋地区创建数字人民币应用示范城市。（海南日报）[2022/8/7 12:07:13]

第?T+?11?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?T+?20?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?200?K，?500?K，?300?K。那么，A,B,C?可以获得的?PoW?奖励分别为?0.4IDE，?1IDE，?0.6IDE。

Prover?的质押与惩罚

为了避免针对?prover?的恶意行为，prover?需要在一个特殊的系统合约中注册，并质押一定数量的?token。如果当前质押数量小于阈值，则不允许提交?hash?和?ZKP。prover?提交?ZKP?获得的奖励也将依据质押量比例来分配，从而避免?prover?多次提交?ZKP?的恶意行为。

当?prover?出现以下行为，会进行不同程度的惩罚

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。

几个考量

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。

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