為什么說zkRollup的可行性起源于零知識證明的計算代理思想_OAK:以太坊

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。

以太坊網絡當前已銷毀286萬枚ETH:金色財經報道，據Ultrasound數據顯示，截止目前，以太坊網絡總共銷毀286.06萬枚ETH。其中，OpenSea銷毀256272.88枚ETH，ETHtransfers銷毀230050.28枚ETH，Uniswap V2銷毀146534.73枚。

注：自以太坊倫敦升級引入EIP-1559后，以太坊網絡會根據交易需求和區塊大小動態調整每筆交易的BaseFee，而這部分的費用將直接燃燒銷毀。[2023/1/30 11:35:27]

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。

以太坊信標鏈ETH質押APR再次下跌，當前已降至3.7%:金色財經報道，據以太坊官方網站數據顯示，以太坊信標鏈 ETH 質押 ARP 再次下跌，當前已降至 3.7%。歷史數據顯示，該指標于2022 年 11 月 14 日跌破 4%，之后在當月底又跌至 3.8%，本次系過去 3 個月內第三次下跌。此外，當前以太坊信標鏈質押 ETH 總量達到 17,111,615 枚 ETH，按照當前價格計算約合 280 億美元，驗證者總量為 503,586 個。[2023/1/23 11:27:20]

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。

XRPL開發者將在Apex開發者峰會上展示新的XRP支付解決方案:9月6日消息，根據XRPL Labs開發人員Wietse Wind和Dominique Blomsma的說法，將在拉斯維加斯的Apex XRPL開發者峰會上展示一個使用尋路（pathfinding）技術的XRP支付和退款解決方案。

該解決方案提供快速尋路功能，用戶使用XRP付款，而商家收到其優先考慮的幣種。除了負責Xumm Wallet的XRPL Labs團隊之外，開源電子商務平臺nopCommerce的開發人員也參與新XRP支付解決方案的開發。（U.Today）[2022/9/6 13:12:26]

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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