為什么說zkRollup的可行性起源于零知識證明的計算代理思想_ROL

撰文：FoxTechCTO林彥熹，FoxTech首席科學家孟鉉濟

計算代理是什么

隨著以太坊上應用和用戶的擴展，以太主網上的擁堵程度不斷提升，使用zkRollup進行Layer?2的擴容成為一個很有吸引力的方案，FOX就是專注于使用FOAKS算法進行zkRollup的項目。而zkRollup的可行性，本質上在于使用的零知識證明算法的原理可行性。簡單來說，零知識證明算法實現的功能是使得證明者向驗證者證明某件事，但又不透露任何關于這件事的信息。zkRollup的構造就是利用了這個性質，使得Layer?2的節點可以執行原本在Layer?1進行的計算，同時向Layer?1節點提供計算正確性的證明。

LI.FI和InsurAce合作開發保險工具:金色財經報道，LI.FI正在與InsurAce合作開發 \"橋梁保險\"，為黑客、故障和漏洞提供保障，否則將耗盡用戶的資金。根據協議文件，InsurAce的產品可以保護參與轉賬的分散式交易所的 \"滑點錯誤 \"造成的損失。

對橋接故障的保險可以為那些在一些加密貨幣最大的黑客攻擊中失去資金的用戶提供一個緩和的機會，比如Ronin exploit。[2023/4/19 14:11:48]

從更廣義的角度來說，上述的過程我們可以理解為，由于驗證者計算能力有限，所以將這部分的計算代理給了證明者來執行，證明者完成了這個任務，需要返回結果給驗證者。從這個角度來說，我們可以說，零知識證明算法使得保障正確性的“計算代理”得以實現。從宏觀上這種計算代理的例子可以表現為zkRollup這種形式的應用，具體到零知識算法當中，這種計算代理的思想也有各種應用。

NFT基礎設施項目Galaxis推出無代碼NFT創建平臺測試版本:11月28日消息，NFT基礎設施項目Galaxis推出NFT創建平臺推出無代碼NFT創建平臺僅限邀請參與的測試版本。該平臺允許非開發者用戶創建NFT并通過安全的代幣權限設置來管理社區。Galaxis已與Chainlink、Crossmint、Polygon和ENS合作來增強平臺功能。

據悉，Galaxis是一種無代碼、開箱即用（out-of-the-box ）的NFT工具包，它通過為NFT注入獨特的實用特性、特定于所有者的好處和互動交流機會，轉換和增強了任何創建者和他們的社區之間的關系。（cointelegraph）[2022/11/28 21:07:03]

本文主要介紹FOAKS使用的在Orion當中提到的Code-Switching所做的令證明者幫助驗證者執行的驗證計算過程，以及FOAKS如何應用這種技巧進行遞歸。從而減少了證明的大小以及驗證者的開銷。

YOLO Fantasy系列NFT近24小時交易額增幅超400%:金色財經報道，OpenSea數據顯示，YOLO Fantasy系列NFT近24小時交易額為164ETH，增幅達425%。24小時交易額排名位列OpenSea第11。[2022/10/2 18:37:05]

為什么需要計算代理

從系統的實用性角度來說，很多情況下計算節點的算力是有限的，或者說計算資源是很寶貴的。例如在Layer?1鏈上的所有計算都需要經過所有節點的共識，并且用戶需要為此支付高昂的手續費。所以，在這種情況下，將本來由共識節點來處理的計算“代理出去”交給鏈下節點來完成，就是一種自然的想法，避免消耗鏈上資源。而這也正是FOX所專注的鏈下計算服務。

從密碼學理論角度來講，在GMR模型當中限定了證明者擁有無限計算能力，驗證者擁有多項式計算能力。如果驗證者也有無限能力，則零知識證明的基本性質無法滿足。所以自然地，將計算向證明者一方傾斜，讓證明者承擔更多的計算就是很多零知識證明算法設計都會考慮的問題。

當然，為了實現這一點，我們需要特別的技巧。

現在如果令證明者承擔這部分計算，則證明者除了執行這些計算，還要附上證明值來證明自己的計算是正確的。

做法是將上述等式同樣寫成R1CS電路：

之后使用Virgo算法進行驗證。

這樣之后FOAKS當中的證明者同樣生成了代理驗證者進行驗證的計算證明。而對于驗證證明的過程，FOAKS利用算法自身進行迭代，這也是FOAKS實現遞歸的關鍵內容。具體內容見《如何設計出一種精妙絕倫的證明遞歸方案》。

通過一定次數的迭代可以使得證明的大小被壓縮，從而極大降低驗證者的計算負擔以及通信復雜度。這就是FOAKS這個零知識證明方案對FOX這條zkRollup的重大意義。

參考文獻

1.Orion：Xie,Tiancheng,YupengZhang,andDawnSong."Orion:Zeroknowledgeproofwithlinearprovertime."AdvancesinCryptology–CRYPTO2022:42?ndAnnualInternationalCryptologyConference,CRYPTO2022,SantaBarbara,CA,USA,August15?–?18,2022,Proceedings,PartIV.Cham:SpringerNatureSwitzerland,2022.

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