Aleo：プライバシー保護とスケーラビリティのブロックチェーン革新

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洩させることなく、本人確認とデータ処理を行えるようにすることです。

プロジェクト概要

プライバシー性

Aleoのコアはゼロ知識証明（ZKPs）技術であり、これにより取引とスマートコントラクトの実行がプライバシーを保持したままで行うことができます。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可能です。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。主要なコンポーネントには次のものが含まれます：

1. Leoコンパイラ言語：Rust言語を基に改編され、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ています。

2. snarkVMとsnarkOS：snarkVMはオフチェーンで計算を実行し、オンチェーンで計算結果を検証することを可能にし、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、無許可の機能実行を許可します。

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インタラクションをサポートします。

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デプロイできるため、第三者に依存することなく、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、取引はまず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。この方式により、取引の処理速度とシステムのスケーラビリティが大幅に向上し、ネットワークの混雑や高額な手数料の問題を回避できます。

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最終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も強化します。

1. ブロックの迅速な最終性：AleoBFTは、各ブロックが生成後すぐ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. 非中央集権の保証：ブロックの生成をcoinbaseの生成から分離することにより、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によるネットワークの独占を防ぎます。

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ようにするため、特に長時間実行が必要な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。以下はいくつかの重要な最新情報です：

1. ARC-100投票通過：コンプライアンスに関する事項、Aleoネットワーク上の資金のロックと遅延入金などの安全対策に関する提案が承認されました。

2. バリデーターインセンティブプログラム：このプログラムは7月1日に開始され、新しいパズルメカニズムの検証を目的としています。プログラムは7月15日まで実施され、その期間中に100万Aleoポイントが報酬として分配されます。

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タスクとさまざまな報酬から来ています。

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似たものになります。

5. 検証ノード拡張計画：初期の検証ノード数は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。

アルゴリズム更新の解読

Aleoの最新のアルゴリズムコアはSynthesis Puzzleと呼ばれ、各epochごとに固定された共通のEpochProgramを生成することが核心です。入力とEpochProgramのためにR1CS証明回路を構築し、対応するR1CSアサインメントを生成してMerkleツリーの葉ノードとして使用します。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。

コンセンサスプロセス

1. Proverがpuzzleを計算してsolutionsを構築し、ネットワークにブロードキャストする
2. バリデーターのアグリゲートトランザクションとソリューションは次の新しいブロックのためです
3. Solutionの合法性は、ネットワークで維持されている各種パラメータに適合しているかを検証する必要があります。
4. 有効なソリューションはコンセンサス報酬を得ることができます

シンセシスパズル詳細プロセス

1. 毎回のpuzzle計算はnonceと呼ばれ、受信するマイニング報酬のアドレス、epoch_hash、およびランダム数counterを構築します。
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の入力を生成する
4. EpochProgramに対応するR1CSと入力を集約し、witness計算を行います
5. すべてのwitnessを計算した後、Merkle treeの葉ノードシーケンスに変換します。
6. マークルルートを計算し、ソリューションのproof_targetに変換し、現在のエポックの要件を満たしているかどうかを判断します。
7. 同じepoch内でイテレーションカウンターを使って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に変更されます。各epoch内のすべてのsolution計算ロジックは一貫していますが、異なるepoch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とNTT計算を排除し、並列化の新たな課題に直面しています。

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