Aleo：プライバシー保護とスケーラビリティの先駆者

Aleoはプライバシー保護に特化したブロックチェーンプロジェクトで、ゼロ知識証明技術（ZKP）を通じてより高いプライバシーとスケーラビリティを実現しています。このプロジェクトの核心理念は、ユーザーが個人データを漏らすことなく、身分証明やデータ処理を行うことを可能にすることです。

プロジェクト概要

プライバシー

Aleoのコアはゼロ知識証明（ZKP）技術であり、プライバシーを保持しながら取引やスマートコントラクトの実行を可能にします。ユーザーの取引の詳細はデフォルトで隠されており、必要に応じて選択的に開示することができます。これはDeFiアプリケーションの発展に非常に適しています。主要コンポーネントには：

1. Leoコンパイラ言語：Rust言語に基づいて改編され、ゼロ知識アプリケーション（ZKApps）の開発に特化しており、開発者の暗号学の知識に対する要求を低減します。

2. snarkVMとsnarkOS：snarkVMはオフチェーンで計算を実行し、オンチェーンでは計算結果のみを検証することで、効率を向上させます。snarkOSはデータと計算の安全性を確保し、許可なしに機能を実行できるようにします。

3. zkCloud：安全でプライベートなオフチェーン計算環境を提供し、ユーザー、組織、DAO間のプログラミング相互作用をサポートします。

Aleoは統合開発環境（IDE）とソフトウェア開発キット（SDK）を提供しており、開発者が迅速にアプリケーションを作成し公開できるようサポートしています。開発者はAleoのプログラムレジストリにアプリケーションを展開でき、第三者に依存する必要がなく、プラットフォームリスクを低減できます。

###スケーラビリティ

Aleoはオフチェーンの処理方式を採用しており、取引は最初にユーザーのデバイス上で証明を計算し、その後、検証結果のみをブロックチェーンにアップロードします。この方式は取引の処理速度とシステムのスケーラビリティを大幅に向上させ、ネットワークの混雑や高額な手数料を回避します。

コンセンサスメカニズム

AleoはAleoBFTを導入しました。これは、バリデーターの即時確定性とプロバーの計算能力を組み合わせたハイブリッドアーキテクチャのコンセンサスメカニズムです。AleoBFTはネットワークの分散化の程度を高めるだけでなく、パフォーマンスとセキュリティを強化します。

1. ブロックの迅速な最終性：AleoBFTは、各ブロックが生成された後に即座に確認されることを保証し、ノードの安定性とユーザー体験を向上させます。

2. 分散型保障：ブロック生成とコインベース生成を分離することで、バリデーターがブロックを生成し、証明者が証明計算を行い、少数のエンティティがネットワークを独占するのを防ぎます。

3. インセンティブメカニズム：バリデーターとプロバーはブロック報酬を共有します；プロバーがトークンをステーキングしてバリデーターになることを奨励し、ネットワークの分散化の程度と計算能力を向上させます。

Aleoは、開発者がガス制限のないアプリケーションを作成できるため、特に長時間実行する必要がある機械学習などに適しています。

最新の開発

Aleoは7月1日にインセンティブテストネットを開始します。以下は重要な最新情報です：

1. ARC-100の投票が通過しました：コンプライアンスに関する事項、ネットワーク上の資金のロックと入金の遅延などの安全対策に関する提案が承認され、チームは最終調整を行っています。

2. バリデーターインセンティブプログラム：7月1日から15日まで実施され、100万Aleoポイントが報酬として配分されます。ノードが生成するポイントの割合がその報酬のシェアを決定し、各バリデーターは報酬を得るために少なくとも100トークンを獲得する必要があります。

3. トークン供給：初期供給量は15億トークンで、初期流通供給量は約10%です。これらのトークンは主にCoinbaseタスク（7500万）から来ており、最初の6ヶ月間に分配されます。また、ステーキング、バリデーターの運営、バリデーションノードの報酬も含まれています。

4. Testnet Betaリセット：これは最後のネットワークリセットであり、完了後は新機能が追加されず、ネットワークはメインネットに類似します。

5. コードの凍結：1週間前に完了しました。

6. バリデータノード拡張計画：初期のバリデータノード数は15で、目標は年内に50に増加し、最終的には500に達することです。委任者になるには1万トークン、バリデーターになるには1000万トークンが必要で、これらの金額は時間とともに徐々に減少します。

Synthesis Puzzle アルゴリズムの解析

Aleoの最新バージョンのアルゴリズムコアはSynthesis Puzzleと呼ばれ、その中心は各epochごとに固定された共通のEpochProgramを生成することです。入力とEpochProgramのためにR1CS証明回路を構築し、対応するR1CSアサインメント（すなわちwitness）を生成してMerkleツリーの葉ノードとして使用し、すべての葉ノードを計算した後、Merkleルートを生成し、solutionのproof_targetに変換します。

Synthesis Puzzleを構築する詳細なプロセスは以下の通りです。

1. パズル計算の各回をnonceと呼び、報酬を受け取るアドレス、epoch_hash、およびランダム数counterを基に構築されます。

2. 各エポックにおいて、すべてのプロバーが計算するEpochProgramは同じであり、現在のepoch_hashから生成されたランダム数が命令セットからサンプリングされます。

3. nonceをランダム数の種として使用して、EpochProgramの入力を生成します。

4. EpochProgramに対応するR1CSとinputを集約し、ウィットネス計算を行います。

5. すべてのウィットネスを計算した後、それをメルクルツリーのリーフノードシーケンスに変換します。

6.マークルルートのproof_targetを計算し、それを解に変換して、現在のエポックのlatest_proof_targetが満たされるかどうかを判断します。

7. 同一エポック内で、イテレーションカウンターを使用してEpochProgramの入力を更新し、複数回のソリューション計算を行うことができます。

今回のアップデートでは、puzzleが生成proofから生成witnessに変更され、各エポック内のすべてのソリューション計算ロジックは一貫していますが、異なるエポックの計算ロジックには大きな違いがあります。新しいアルゴリズムは、以前のMSMおよびNTT計算を排除し、同時にwitness生成プロセスにおける直列実行の依存関係が存在するため、並列化の実現には一定の課題があります。

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