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

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

去中心化合約交易平臺 Orbits 測試網已上線:3月29日消息，基于 ZK-SNARK 技術的多鏈訂單簿去中心化現貨與合約交易平臺 Orbits 測試網已上線，用戶可體驗去中心化現貨與合約的市價與限價交易功能。

據悉，Orbits 基于以太坊二層技術和 ZK-SNARK，在保障交易安全性和效率的情況下，大幅降低交易手續費并優化交易效率。Orbits 是第一個 L2 鏈上支持策略交易的 DEX，支持現貨與永續合約交易過程中的流動性聚合和策略交易，并將 70% 交易手續費及市值流動性收益同所有用戶分享。[2023/3/29 13:32:58]

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

基于波卡的去中心化借貸和質押平臺Parallel Finance獲得Web3基金會資助:Parallel Finance宣布獲得Web3基金會資助，將用于在Polkadot上建立去中心化借貸和質押平臺。

截至目前，Parallel Finance已在測試網上構建借貸和質押界面，可以用來在Kusama上對主網即將推出的功能進行回溯測試，Parallel將在贏得平行鏈拍賣后立即進行部署。此界面可用于測試稱為“杠桿質押（leverage staking）”的協議，該協議允許用戶利用其質押的KSM和DOT進行借貸，以便在獲取質押收益的同時獲得貸款收益。Parallel還構建了節點驗證者評估模式，

該模式使用其質押界面。此模式用于根據驗證者的信譽歷史為用戶指定最佳驗證者。Parallel已經提供教育材料（教程和媒體文章），允許用戶與新的借貸界面進行交互，并對其第一個版本進行Beta測試。在不久的將來，Parallel Finance計劃部署固定利率平行鏈貸款界面。此外，Parallel正在開發一種動態跟蹤利率的新方法。[2021/7/4 0:25:30]

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。

去中心化資管協議Plouto將于26日21點開啟流動性挖礦:據Plouto官方推特消息，該項目將于9月26日21:00正式開啟流動性挖礦。據了解，Plouto是一個去中心化資產管理協議，首次提出了開放金庫的概念，支持穩定幣及Uniswap LP挖礦，其治理代幣PLU完全實行“三無”的無預挖，無私募，無分配方案，合約代碼目前已通過鏈安科技審計。[2020/9/25]

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

Compound去中心化屬性遭質疑，a16z等三方掌握大部分投票權:The Block研究員Steven發推稱，通過統計和推演，如果a16z、Polychain和Compound的CEO三方的投票選擇了支持某個Compound治理提案，即使其余所有人都投票反對，提案還是會通過。這意味著，項目所謂的社區治理并不夠去中心化，因為多數社區成員并不能掌握最終話權。[2020/6/26]

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

聲音 | 布比聯合創始人：完全去中心化征信體系短時間內是“烏托邦”:在“2018北京數字經濟論壇 · 區塊鏈應用創新峰會”上，布比聯合創始人兼CTO王璟表示，目前小額消費金融可以根據數據模型進行風控，而數額比較大的放貸無法靠數據完成。同時他表示，征信體系依托于中心化模式，短時間內，完全依托智能合約形成的去中心化征信體系是個“烏托邦”。[2018/9/21]

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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