Messari：詳解 Mina 技術特點、運作機制與經濟模型_MINA

原作者：KunalGoel

原標題：《MinaProtocol-SmallbutMighty》

編譯：胡韜，鏈捕手

重要見解

傳統的區塊鏈在存儲不斷增長的數據方面效率低下。這種狀態膨脹問題會對網絡的去中心化產生負面影響，因為能夠參與區塊鏈節點驗證的用戶更少。

Mina協議是解決狀態膨脹問題的新一代layer1區塊鏈。借助zk-SNARK的強大功能，Mina保持了約11kB的固定小尺寸。除了去中心化之外，zk-SNARKs還使Mina比其他鏈更加隱私和高效。

其他新一代區塊鏈已針對區塊鏈三難困境中的可擴展性進行了優化，在此過程中影響了去中心化。Mina優先考慮去中心化。理論上，任何智能手機或瀏覽器都可以在Mina上運行完整的節點。

然而，Mina的許多開創性功能仍在開發中。產品路線圖雄心勃勃，團隊的交付能力將決定協議的成功與否。

根據區塊鏈三難困境，區塊鏈的三個理想目標中的任何一個的改進都會以其他兩個目標為代價。隨著區塊鏈技術多年來的進步，最新一代的區塊鏈在克服三難困境方面取得了一些成功。他們專注于可擴展性，將吞吐量提高了幾個數量級，但在去中心化和安全性方面做出了各種權衡。例如，Solana的交易吞吐量是以太坊的1,000倍以上，但要求其驗證者使用工業級硬件并承諾對其進行持續升級。這阻礙了去中心化，因為更廣泛的社區無法參與區塊鏈的節點驗證。

比特幣和以太坊等老一代區塊鏈繼續受到低可擴展性的影響，因為它們優先考慮去中心化。然而，即使這些區塊鏈的去中心化也面臨壓力，因為它們的大小現在超過了數百GB，從而提高了運行完整節點的要求。然后將責任留給有能力為去中心化的良好事業花費大量資源的愛好者。在博客文章“區塊鏈可擴展性的限制”中，VitalikButerin警告不要顯著增加區塊鏈的參數以滿足對區塊空間的需求，因為如果普通用戶無法運行節點，這可能會導致“極端中心化”。

MinaProtocol?

MinaProtocol目前用作支付鏈，并于2022年3月23日完成其主網啟動一周年。稱為zkApps的智能合約在2022年第二季度的產品路線圖上。本月早些時候，它從三箭資本和FTXVentures等大型加密投資者那里籌集了9200萬美元，以執行其為web3構建隱私和安全層的愿景。

雖然其它第1層區塊鏈最近已經最大限度地提高了可擴展性，但MinaProtocol選擇了最大限度地去中心化。作為一個簡潔的區塊鏈，Mina使用遞歸加密技術將區塊鏈的可驗證版本限制在大約11kB的固定大小，而像Solana這樣的layer1則為PB級大小。

GameStop第一季度通過出售IMX代幣獲得了7690萬美元的銷售收入:金色財經報道，游戲零售商 GameStop (GME)周三發布了2022年第一季度財務業績，其中通過出售 IMX 代幣獲得了 7690 萬美元的銷售收入，這是其與 NFT 擴展平臺 Immutable 合作的一部分。GameStop 在 2 月份出售了作為與 Immutable 交易的一部分而獲得的 IMX 代幣，產生了 7690 萬美元的收益。該公司報告一季度的負現金流為 2.363 億美元。

GameStop 表示，將采取措施支持最近推出的數字資產錢包，以允許游戲玩家和其他用戶在去中心化應用程序中存儲、發送、接收和使用加密貨幣和NFT，GameStop 的 NFT 市場預計在第二季度推出。公司管理層在財報電話會議上表示，數字資產錢包已經從 Chrome 應用商店獲得了“大量”下載，首席執行官 Matt Furlong 提到：“我們堅信數字資產是游戲未來的核心”。（coindesk）[2022/6/2 3:57:28]

與其他隨著每個區塊添加而增長的第1層區塊鏈不同，Mina能夠通過使用一系列自引用的密碼證明來保持固定大小。將Mina的遞歸密碼學過程視為拍攝區塊鏈的照片會很有幫助。每當添加一個新區塊時，都會用現有區塊鏈拍攝新區塊的另一張照片，將區塊鏈的大小限制為一張照片，同時保留所有信息。

通過該介紹，本報告更深入地探討了困擾傳統區塊鏈的狀態膨脹問題，以及Mina如何使用零知識證明來解決該問題，并在此過程中提供更隱私、去中心化和高效的區塊鏈。它探討了Mina的設計選擇和關鍵參與者如何使其能夠在其原生代幣MINA的支持下作為一個簡潔的區塊鏈工作。最后，報告討論了Mina的未來發展、產品路線圖以及為實現其崇高愿景而正在建設的團隊。

狀態膨脹

“區塊鏈和狀態膨脹將永遠增加同步完整節點的成本，直到大多數用戶無法進行驗證并且我們降級為受信任的系統。這就是為什么擁有一個保守的區塊大小上限如此重要的原因。”–?Hasu，Flashbots的戰略

狀態膨脹是存儲區塊鏈產生的不斷增長的數據以及交易、賬戶、代幣、合同和其他信息增長的問題。為了以去信任的方式準確地到達當前狀態，每個完整的區塊鏈節點都必須存儲每個使用的地址、交易的每個代幣、鑄造的每個NFT以及來自創世塊的任何其他交易的歷史記錄。

雖然較舊的區塊鏈由于其悠久的歷史而具有臃腫的狀態，但較新的區塊鏈由于其高吞吐量而面臨這些問題。例如，以太坊最受歡迎的客戶端Geth的狀態大小約為600GB，每周增加約11GB。雖然理論上它仍然可以在消費級硬件上運行，但隨著狀態大小的不斷增加，未來可能無法實現。以太坊計劃在后來的一組名為“ThePurge”的升級中解決狀態大小問題。

Messari：以太坊仍主導Layer 1，但其他L 1區塊鏈之間差距正在縮小:金色財經報道，區塊鏈數據分析服務提供商Messari最新發布了評估Layer 1中DeFi經濟活動的分析報告，數據顯示以太坊以1790億美元鎖倉量在Layer 1中占據主導地位，但其他Layer 1之間的差距正在縮小，比如BSC（鎖倉量190億美元）、Solana（鎖倉量150億美元）、Avalanche（鎖倉量130億美元）。除以太坊之外，Avalanche鎖倉量市場份額在過去30天增長42%，而Solana、Fantom和Polygon的鎖倉量市場份額基本持平。[2021/12/18 7:46:59]

另一方面，Solana作為高性能區塊鏈，以每秒1GB或每年4PB的速度創建數據。它最初計劃使用一組“存檔器””來維護交易的歷史記錄，而節點只存儲最近幾天的數據。后來，它放棄了這個項目，計劃使用Arweave的permaweb來存儲賬本數據。然而，Arweave目前只保存52TB的數據，所以它需要顯著擴展以滿足Solana的需求。Solana現在沒有去中心化的解決方案來存儲交易歷史記錄，同時使用Google的BigTable作為存儲解決方案。

Mina解決了這個問題。Mina通過稱為遞歸zk-SNARKs的奇特密碼學技術保持小而固定的大小，它代表零知識簡潔的非交互式知識論證。

遞歸zk-SNARK

零知識(zk)

零知識證明是一種證明某些事情的方法，驗證者除了聲明是真的之外沒有其他信息。通過一個例子更容易理解。想象一下，你在一個游戲節目中，在你面前的一千扇門后面隱藏著一個獎品。要找到獎品，你最好的策略是按順序打開大門。如果你想向某人證明你知道獎品在哪里，你可以告訴他們門牌號碼，他們可以自己驗證。這將是你有答案的簡單證明，但它與驗證者共享解決方案至關重要。

但是，如果你在將他們帶到獎品門口之前將他們蒙上眼睛并旋轉他們，你仍然可以證明你知道獎品在哪里，而無需分享門號。這將是一個零知識證明。它確認你知道解決方案，而不會將其泄露給驗證者。值得注意的是，工作也存在不對稱性。證明者為找到答案所做的工作量遠遠超過驗證者為檢查答案是否正確所做的工作量。證明者必須搜索每一扇門，直到找到正確的一扇門，而驗證者只需要檢查一扇門。

簡潔的非交互式知識論證

SNARK是一種零知識證明。它們被稱為簡潔的，因為它們很小且易于驗證。Mina上的SNARK證明約為7kB，驗證它只需要200毫秒。

James Wo發推特稱已參與VirtuePoker的戰略投資:4月13日，風險投資公司數字金融集團的創始人JamesWo發推特稱，已成為基于以太坊的去中心化撲克平臺VirtuePoker的戰略投資者。[2021/4/13 20:13:43]

雖然一些zk證明可能需要證明者和驗證者之間來回交換信息，但非交互式證明可以由驗證者驗證，而無需與證明者進行更多交互。

Arguments是證明的形式主義。在密碼學中，只能生成有效陳述的證明，而使用過高的計算能力可能會生成無效的論據證明。然而，這只是理論上的差異，就我們的目的而言，我們可以將論證視為與證明相同。

Knowledge?是指證明者有答案的事實。在我們的示例中，他們不僅證明有獎品，而且還證明他們知道獎品在哪扇門后面。

因此，SNARK是小型、易于驗證的知識證明，不需要證明者和驗證者之間的來回通信。

遞歸

最后，Mina使用了一種稱為Pickles的zk-SNARK，它可以遞歸地引用自身，從而創建證明的證明并保持區塊鏈的大小固定。Pickles的另一個特性是，與其他SNARK不同，它不需要受信任的設置。受信任的設置被認為不太理想，因為未來的用戶必須相信原始設置是在適當的控制下公平執行的。

Mina和zk-SNARK

在zk-SNARKs的幫助下，Mina可以擁有一個保持較小且固定大小的區塊鏈版本。每當添加一個新區塊時，必須創建一個攜帶前一個區塊的zk-SNARK的新zk-SNARK以證明它是有效的。只有在區塊數據正確的情況下才能創建此SNARK。因此，一個SNARK證明當前區塊是有效的，并引用前一個區塊的SNARK來證明它是有效的。這樣，區塊鏈的整個狀態就可以通過驗證當前的SNARK來確認，因為它必須是在一系列有效的SNARK之上生成的。

然而，一個加密證明不足以運行一個完整的節點。僅憑證明不能讓節點執行其基本功能，因為它不提供清晰的信息，例如賬戶余額。此外，一個節點還需要四條信息才能發揮作用。第一個是包含散列數據結構的協議狀態，包括賬本。第二個是SNARK證明和協議狀態的驗證密鑰。接下來，節點還必須存儲帳戶信息和與協議匹配的Merkle路徑，以不信任地確保帳戶信息正確并與當前協議狀態相關。

雖然Mina營銷材料聲稱區塊鏈約為22kB，但隨著技術的改進，它將僅為11kB。

動態 | 0x發布0x Mesh公開測試版:去中心化交易所協議0x近日發布0x Mesh公開測試版，通過該P2P網絡，中繼節點和交易者可以輕松接收和共享訂單數據，從而提高網絡流動性。由于0x Mesh還在試驗階段，0x官方建議用Mesh接收訂單的同時，也使用現存的方式作為訂單的數據源。0x計劃在未來幾周發布一些穩定性和擴展性改進。[2019/7/22]

11KB，真的嗎？

好吧，不完全是，現在也不是。由于此類節點不具備完整的交易歷史，因此無法參與共識，因此被稱為非共識節點。然而，它比傳統區塊鏈的輕節點更強大，因為它在沒有信任假設的情況下運行。它可以獨立驗證區塊鏈數據，提取其賬戶余額，并廣播交易。在這方面，它類似于比特幣或以太坊上的完整非挖礦節點。還有一點需要注意的是，非共識節點目前還沒有上線，它們是由支持Mina協議的團隊開發的。

zk-SNARK的好處

Mina對zk-SNARKs的實施使其成為一個引人注目的替代方案，與傳統區塊鏈相比具有獨特的優勢。

去中心化的改進

運行一個非共識節點只需要很少的磁盤空間和計算能力。雖然其他區塊鏈遭受狀態膨脹并且可能需要強大的工業級硬件來運行完整節點，但Mina的非共識節點將在智能手機或瀏覽器上運行。每個用戶都可以運行自己的節點，從而顯著改善去中心化。超越自我監管的區塊鏈理想是自我驗證，而Mina是唯一能夠實現它的區塊鏈。

工作不對稱

對于傳統區塊鏈，每個節點都必須獨立執行每筆交易，導致計算資源浪費和交易成本增加。驗證交易的零知識證明比執行交易本身占用的資源要少得多。這是以太坊上zk-rollups的前提，Buterin認為這是擴展以太坊之旅中最關鍵的部分。然而，Mina在其協議設計中加入了零知識證明。

隱私

零知識證明通過不泄露任何不必要的信息來支持隱私。Mina區塊鏈的zk-proof僅證明狀態有效，而不顯示交互賬戶。即使是Mina的共識節點也只保留最后290個區塊的歷史記錄。

共識

Mina使用一種名為OuroborosSamasika的共識機制，它是Cardano共識機制Ouroboros的修改版本。OuroborosSamasika具有使用不保留整個交易歷史的簡潔區塊鏈的附加屬性。與其他權益證明鏈一樣，被選為區塊生產者的概率取決于節點質押的Mina數量相對于總質押的數量。與Cardano一樣，Mina不需要節點鎖定資金，網絡也不會削減資金。網絡停止向離線或從事不良行為的節點分配獎勵。

動態 | RightMesh將通過加密貨幣為烏干達人提供在線連接:一家開發分散式移動網狀網絡的連接公司RightMesh已將其RMESH令牌列入烏干達的加密貨幣交換平臺 Golix。Golix加入RightMesh，通過使用加密貨幣作為激勵用戶在形成的自我修復網狀網絡中共享移動數據，為非洲人民帶來在線連接。[2018/9/16]

網絡不知道也不宣布下一個區塊生產者，并且可能有多個區塊生產者符合條件。這種模糊性增加了協議的安全性，通過創建自然防御來抵御針對區塊生產者的拒絕服務攻擊。但是，它的缺點是有時會產生短期分叉。如果多個區塊生產者產生不同的有效區塊，則下一個區塊生產者遵循標準共識規則并建立在最長鏈之上。如果只有相同長度的鏈可用，則區塊生產者會在第一次看到的鏈之上構建，或者如果另一個具有更高的可驗證隨機函數輸出，則替換它。

這種設計選擇也意味著Mina具有概率確定性。憑借90%的誠實質押和4分鐘的出塊時間，Mina在15個區塊內達到99.9%的最終確定性。這比Solana和Avalanche等其他一些需要幾秒鐘才能完成交易的新區塊鏈要長得多。

交易流程

Mina的交易執行過程中有兩個重要的參與者：區塊生產者和SNARKers。區塊生產者類似于其他權益證明鏈的驗證者。他們被隨機選擇以根據他們的股份與總股份的百分比來產生一個區塊。SNARKers或SNARK工作人員生成區塊鏈單個交易的SNARK證明。為了更好地理解他們的角色，讓我們看一下Mina上的事務生命周期。

首先，為了執行交易，用戶將其與他們愿意支付的費用信息一起廣播到網絡，這些費用被收集到交易內存池中。

SNARKers不斷致力于獨立提供這些交易的SNARK證明，以便它們可以包含在區塊中。

當一個區塊生產者被選中時，他們會從內存池中的可用交易中將最有利可圖且費用最高的交易排入隊列。然而，區塊生產者還必須添加相同數量的交易的SNARK證明，因為它們正在添加到隊列中。他們可以自己制作SNARK證明，也可以從SNARKers購買SNARK證明。

SNARKers相互競爭，以最低的成本提供SNARK證明。根據Mina區塊瀏覽器，在過去的100個區塊中，所有SNARK證明都是由SNARKers免費提供的。SNARKers以后可能會受到類似于挖礦的協議激勵措施的補貼，稱為SNARK挖礦。

區塊生產者然后更新隊列，隊列保持一個不變的大小，因為新的unSNARKed交易的數量等于被SNARKed后刪除的交易數量。

然后，區塊生產者將SNARKed交易包含在區塊中，并更新協議狀態的zk-SNARK證明。

新區塊和SNARK證明通過網絡傳播并由其他節點確認。

資料來源：Mina協議白皮書

審查阻力

Mina使用費用市場，與比特幣類似，每筆交易都在內存池中等待，直到區塊生產者添加它。通常，用戶可以通過支付足夠高的費用或等待足夠長的時間來確保區塊生產者將他們的交易添加到區塊鏈中。

對于要審查的交易，要么所有SNARKers都必須拒絕提供SNARK證明，要么所有塊生產者都必須拒絕將SNARKed交易添加到塊中。在Ouroboros下，我們可以假設網絡是去中心化的，并且區塊生產者沒有串通。

所有SNARKers之間的勾結非常困難。首先，任何人都沒有進入SNARK交易的障礙。由于SNARKing的成本很小，任何人都可以制作SNARK交易證明并賺取SNARKing費用。即使交易費用很低，區塊生產者也應該能夠將SNARKed交易包含在一個區塊中，從而獲利。

網絡統計

Mina是一個相對較新的區塊鏈，具有獨特的架構。因此，關于網絡及其采用，只有有限數量的數據可用。我們從當前可用的資源管理器和儀表板中匯編了以下信息。

Mina的理論吞吐量是每秒一個事務。顯然，Mina不會在吞吐量方面與其他較新的區塊鏈競爭。Mina不只是比較區塊鏈的吞吐量數量，而是試圖在更全面的?ScaDe?的規模指標上進行競爭。ScaDe前沿是區塊鏈三難困境的推論，它表明區塊鏈的吞吐量與完整節點的數量成反比。因為Mina的目標是在理論上對節點數量沒有限制的情況下最大限度地去中心化，所以它在ScaDe邊界之外運行。

MINA代幣

MINA作為區塊鏈的原生代幣，用于支付交易費用，并通過區塊獎勵激勵共識參與。目前，無論是在鏈上還是在論壇上，治理過程都沒有基于代幣的投票，盡管有計劃。

MINA是一種通脹貨幣，初始通脹率為12%，主網啟動四年后將降至7%。通貨膨脹是固定的，質押收益率隨著質押參與率的變化而變化。雖然通貨膨脹可能看起來很高，但它有助于保持鏈的安全，因為它鼓勵參與質押。

有多種方法可以查看MINA的供應量，例如不包括時間鎖定代幣的循環供應量或包含它們的完全稀釋供應量。最簡單和最準確的方法是通過質押供應。MINA的初始總供應量為10億個代幣，其中8.06億個在發布時可用于質押。這些代幣中的大多數都被鎖定以供出售，但可以進行質押，從而獲得了整體獎勵。隨著時間的推移，剩余的1.94億個初始供應代幣將以增壓獎勵、SNA??RK挖礦獎勵和生態系統贈款的形式分發給社區。

來源：Mina

Mina生態系統已累計籌集到1.4億美元，最近一次籌集到9200萬美元是在2022年3月。Mina的支持者是一些最著名的加密風險基金，如FTXVentures、三箭資本、Paradigm、CoinbaseVentures、PolychainCapital、ElectricCapital和MulticoinCapital。社區銷售也引起了巨大的投資者興趣，迫使Coinlist將每位投資者的最高上限從1,000美元降低到500美元。

超值獎勵

最近，LooksRare及其質押獎勵出現了崩潰。與Mina類似，內部人員持有鎖定的代幣，這些代幣不屬于流通供應的一部分，但可以質押以獲得獎勵。這使他們能夠在發布后的最初幾天獲得很大比例的質押獎勵，因為他們的持股量遠高于流通供應量。著名的Twitter人物Cobie在他最近題為“激勵結構”的博客中對此進行了介紹。

Mina通過設計更好的獎勵結構避免了這一爭議。在發布后的前15個月內，質押未鎖定代幣的用戶將獲得更多的區塊獎勵，稱為超額獎勵。目前，解鎖的質押者獲得的獎勵是鎖定質押者的兩倍，從而實現了更受社區青睞的獎勵分配，并避免了LooksRare團隊面臨的爭議。

路線圖

Mina有一個令人興奮的產品，但該團隊仍在構建其最具開創性的功能。它目前僅用作具有數百個驗證器的支付鏈。智能合約功能、非共識節點和可以從互聯網上無需信任地提取數據的預言機是計劃在2022年添加的有希望的功能。Mina還計劃開發一個在鏈下存儲數據的zk-Rollup，這將使它以擴展其吞吐量。

團隊和合作伙伴

有了基本的產品和雄心勃勃的路線圖，貢獻團隊就成為成功的最關鍵因素。

Mina背后的核心團隊是O(1)?Labs，他們致力于向Mina添加智能合約和zk-Oracle。Mina基金會的現任CEO?EvanShapiro曾是O(1)Labs的CEO。Evan畢業于卡內基梅隆大學，獲得計算機科學碩士學位，并于2017年創立了O(1)Labs。

O(1)Labs的臨時CEO是EmreTeki?alp，他曾在Coinbase擔任業務發展經理，并擁有哥倫比亞商學院的MBA學位。IzaakMeckler是O(1)Labs的CTO，目前正在攻讀博士學位。加州大學伯克利分校密碼學專業。

=nil;Foundation正在搭建從Mina到以太坊和其他EVM鏈的橋梁。2021年9月，以太坊基金會和Mina基金會向它提供了120萬美元的贈款，用于建造這座橋。

Chainsafe正在用Rust重新實現Mina，并為基于瀏覽器的節點構建MVP。

Polygon和Mina正在合作在Polygon的權益證明鏈上構建對Mina的支持，這將使開發人員能夠在Polygon上構建dapp，從而利用Mina的zk-SNARK的優勢。

結論

雖然世界主要關注平臺戰爭和以太坊的擴展解決方案，但Mina一直在構建一個有前途的解決方案，以利用零知識證明空間的潛力，同時不影響去中心化。憑借強大的團隊、令人印象深刻的合作伙伴和支持者以及新的資金儲備，Mina可以開始執行其雄心勃勃的路線圖。Mina的貢獻者可以從Solana、Avalanche和Terra等替代型平臺鏈在2021年取得的成就中汲取靈感。獲勝者尚未確定，如果Mina能夠構建強大的產品，用戶和投資者都會來。

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