PRO:去中心化的Prover如何實現？Opside創新性提出ZKP的兩步提交算法_ZKP

為什么我們需要去中心化的prover

當前，以太坊主網上已經有多個ZK-Rollups在運行了。然而ZK-Rollup的去中心化設計仍然處于早期階段。我們目前都聚焦在Sequencer的去中心化問題上，大部分人都忽略了，實際上目前絕大部分的ZK-Rollup項目都沒有實現去中心化的prover。對于ZK-Rollup來說，中心化的prover仍然是安全的，并且也不像中心化的sequencer那樣會帶來審查的問題。但是中心化的prover也會引發很多問題。首先，如果只有一個prover，那么單節點宕機就會造成整個ZK-Rollup的有效性證明無法提交，從而給交易的最終確定性造成影響。其次，中心化的prover成本高昂，無法承擔未來海量的ZK-Rollup的算力需求。最后，從經濟的角度來說，中心化的prover獨享了一部分收益，這在代幣經濟學上來說，實際上是不公平的。去中心化prover的挑戰

去中心化自治組織Tomi籌集4000萬美元融資:金色財經報道，旨在建立替代互聯網網絡的去中心化自治組織 (DAO) Tomi已籌集到 4000 萬美元，由數字資產做市商 DWF Labs 領投。這筆資金將用于為網絡吸引內容創作者。Tomi的目標是“為互聯網重新開始”，使用其DAO治理模型來促進言論自由和獲取未經審查的信息。[2023/3/22 13:18:06]

去中心化prover能很好地解決以上的問題，但是也帶來一些挑戰，這也是為什么最近上線的幾個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來提交ZKP，zkSyncera也是類似。從技術細節上來講，ZK-Rollup的智能合約驗證ZKP的時候，需要原始的proof數據，這就可能引發各種不同的鏈上攻擊行為。例如，某一個prover提交計算出來的ZKP到鏈上合約時，需要發一筆L1的交易。當這個prover發出的交易廣播到交易池中，攻擊者就可以看到原始proof數據，攻擊者可以設置一個更高的gas費來發交易，從而優先打包到區塊中，來獲取PoW獎勵。此外，由于prover之間是依靠算力來競爭，沒有一個可信的身份識別機制，也很難建立一個通信機制。不同的礦工有可能做重復的工作，從而造成算力的浪費。ZKP的兩步提交

去中心化金融平臺Bella獲Tensor Investment Corporation戰略投資:去中心化金融 (DeFi) 平臺Bella剛融完數百萬美金的種子輪后就獲得私募投資公司Tensor Investment Corporation的戰略投資。Bella是Tensor布局的首個去中心化金融的投資標的。

據此前報道，一鍵式DeFi聚合器及資管平臺Bella Protocol宣布完成數百萬美元的融資，超額完成原定募資目標。本輪融資由Arrington XRP Capital領投，其他投資機構及個人包括歐洲著名風投Alphabit、Galaxy Digital聯合創始人David Namdar, BlockWall Capital創始合伙人Laurenz Apiarius、Blockstream產品總監Ben Gorlick、Koi Ventures、Force Partners、RockX、CGS Dubai、N7 Labs、Coinbene、Amedeo Capital、Alphacoin Fund、BitBlock Capital、BlueHill、Roark Fund、云上資本等。（西部經濟網）[2020/8/24]

Opside提出了一個ZKP兩步提交算法，來實現了prover的去中心化。這種算法既能夠防止ZKP搶跑攻擊，又可以讓更多的礦工獲得獎勵，從而鼓勵更多的礦工在線，并提供穩定、持續的ZKP算力。

Sapien與Matic Network合作 構建去中心化Web 3社交網絡:基于以太坊的社交網絡Sapien將與區塊鏈可擴展性平臺Matic Network合作，Sapien聯合創始人兼首席執行官表示，Sapien想利用Matic Network的技術來構建可擴展的去中心化Web 3社交網絡。此外，Sapien正在準備啟動名為Alpha Persei的平臺新版本。（Cointelegraph）[2020/3/16]

第1步：提交hash

對于某個sequence，prover計算出ZKP之后，首先計算的hash，并向鏈上智能合約提交hash和address。其中，proof是某一個sequence的零知識證明，address是該prover的地址假設在第1個prover在第T個區塊提交了hash，則在第T+10區塊以內，還可以接受其他prover提交hash，沒有數量限制。第T+11區塊及之后，不再接受新的prover提交hash第2步：提交ZKP

聲音 | 巴比特創始人長鋏：去中心化其實就是市場的自由競爭:昨天，巴比特創始人長鋏現身鏈節點AMA，他提到，目前業界對去中心化的定義普遍存在誤解，即只談狀態（結果）的去中心化，而不談過程的去中心化。去中心化并不是一個描述結果的詞，而是一個描述過程的詞，結果的去中心化并不意味著過程的去中心化，僵尸網絡的節點在狀態上是分散的，但在行為模式上具有高度一致性，表現的相關性將為1。這些節點數量不管多么龐大，它們都將被視為同一個節點。去中心化的本意是指，每個人參與共識的自由度。他有參與的權力，他也有退出的權力。在代碼開源、信息對稱的前提下，參與和決策的自由度，即意味著公平。可見，去中心化并不是什么新詞，它其實就是亞當?斯密的那只看不見的手：市場的自由競爭。[2019/5/23]

第T+11區塊及之后，允許任何prover提交ZKP。只要有一個ZKP通過驗證，那么就可以根據該ZKP對所有提交過的hash進行校驗。校驗通過的prover都可以得到PoW獎勵，獎勵金額按照礦工質押量的比例來分配。如果在第T+20區塊之前，都沒有ZKP通過驗證，則所有提交過hash的prover都將被slash。此時該sequence重新開放，允許提交新的hash，回到第1步舉一個例子，假設Opside中每個L2區塊的PoW獎勵是128IDE，當前總共有64個Rollupslots，那么每一個Rollupsequence分配到的PoW獎勵是2IDE。如果先后有A,B,C3個礦工為一個sequence提交了正確的ZKP，且A,B,C3個礦工的礦工質押量分別為200K，500K，300K。那么，A,B,C可以獲得的PoW獎勵分別為0.4IDE，1IDE，0.6IDE。Prover的質押與懲罰

末日博士：數字貨幣不是去中心化的:曾經成功預測了2008年經濟危機的“末日博士”Nouriel Roubini在Fluidity Summit上表示，“整個數字貨幣領域都在說我們不信任銀行，數字貨幣的一切都是去中心化的，然而在我看來，數字貨幣事實上是完全相反的。” Roubini聲稱各種礦商、交易所和加密貨幣都有狂熱的追隨者，他反對數字貨幣是去中心化的這個觀點，他認為這些集團往往對協議的發展方向有重大影響。[2018/5/11]

為了避免針對prover的惡意行為，prover需要在一個特殊的系統合約中注冊，并質押一定數量的token。如果當前質押數量小于閾值，則不允許提交hash和ZKP。prover提交ZKP獲得的獎勵也將依據質押量比例來分配，從而避免prover多次提交ZKP的惡意行為。當prover出現以下行為，會進行不同程度的懲罰prover提交了錯誤的hash對于某個sequence，如果沒有對應的ZKP通過驗證，則所有提交過hash的prover都將被懲罰罰沒的token將被燒毀。關于ZKP的兩步提交機制更多的細節與考量，請讀者參閱官方文檔。prover質押以及懲罰的具體數字在未來可能會改動。幾個考量

為什么允許多個prover提交hash？如果第一個hash的提交者才能獲得獎勵，那么第一個prover提交了hash之后，其他prover就沒有動力提交proof。如果一個惡意攻擊者提交hash之后遲遲不提交proof，那么會阻礙整個sequence被驗證的速度。因此應當允許多個prover獨立且并行地提交hash，以避免ZKP的驗證被單個攻擊者壟斷。為什么需要設置一個時間窗口？假設任何人在提交了hash之后可以立即提交proof，那么該proof仍然有可能被搶跑。因為攻擊者會立即提交一個與自己地址關聯的hash，隨后提交proof，從而獲取獎勵。設置時間窗口之后，提交過hash的prover就沒有動力在此時間窗口內提交proof，從而避免了proof被攻擊者利用的可能。為什么要按照質押量來分配PoW獎勵？在一個時間窗口內，允許多個prover為同一個sequence提交hash。實際上，礦工可以利用自己生成的proof提交多個hash，從而占有大部分甚至所有PoW獎勵。為了避免這種攻擊行為，一個sequence的PoW獎勵將按照礦工質押量的比例來分配。總結與規劃

本文提出的ZKP兩步提交算法，在實現了prover去中心化的同時，能很好地規避針對prover的搶跑攻擊，并鼓勵更多的礦工提供穩定、持續的ZKP算力。最初的版本將在Opside的Pre-alphatestnet上線。在未來，Opside也將在更多ZKP的挖礦領域進行更多創新。例如：根據整個網絡的ZKP算力供需關系，動態調整PoS與PoW的獎勵分配比例根據ZK-Rollup類型、Rollup交易數量、gas使用量等進行工作量預估，建立Rollupbatch的個性化定價機制應用開發者對所屬Rollup的ZKP生成進行補貼，以激勵礦工提供算力

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