Mina Protocol — Hiểu về blockchain nhẹ nhất thế giới
Mina Protocol là một dự án được phát triển bởi 0 (1) Labs, có trụ sở tại San Francisco. Blockchain của Mina nhẹ nhất trên thị trường. Ngoài ra, giao thức đảm bảo bảo vệ và bảo mật dữ liệu nhạy cảm của người dùng.
Với kích thước blockchain giới hạn ở 22KB (tương đương với hai tweet), bất kỳ người dùng Mina nào cũng có thể triển khai một nút đầy đủ trên điện thoại thông minh của họ. Là gì điểm của một ví dụ kỳ công kỹ thuật , và làm thế nào là nó có thể đạt được ?
Mina Protocol, một blockchain siêu nhẹ dành riêng để kiểm soát dữ liệu cá nhân
Mức độ phân cấp kiến trúc của một blockchain tăng lên cùng với số lượng các nút chịu trách nhiệm xác thực các giao dịch mạng. Thật không may, các blockchains hiện tại rất lớn, theo thứ tự vài trăm gigabyte. Điều này làm tăng tính tập trung, vì việc vận hành một nút đầy đủ ngày càng trở nên đắt đỏ hơn .
Xung quanh vấn đề này, Evan Shapiro và Izaak Meckler đã thành lập O (1) Labs vào năm 2017. Ba năm sau và sau khi gây quỹ thành công , dự án hàng đầu của họ đang từ trong bóng tối.
Giao thức Mina tích hợp một công cụ mật mã phức tạp: bằng chứng tiết lộ thông tin không có kiến thức . Chúng là những thứ giúp giảm đáng kể kích thước của blockchain. Vì vậy, bất kỳ người dùng nào cũng có thể duy trì một nút đầy đủ , ngay cả khi sử dụng mạng nhiều.
Tuy nhiên, đạt được sự phân quyền tối ưu không phải là xu hướng duy nhất của Nghị định thư Mina. Ý tưởng tổng thể là cung cấp một giao diện an toàn giữa thế giới thực và thế giới tiền điện tử, bảo vệ tính bí mật của dữ liệu người dùng nhạy cảm. Các nhà thiết kế của Mina đã đưa ra 3 trường hợp sử dụng cụ thể .
Các trường hợp sử dụng Giao thức Mina
Hãy nhớ rằng mục đích của blockchain là thực hiện mà không có bên thứ ba đáng tin cậy để đảm bảo duy trì sổ đăng ký kế toán . Do đó, bất kỳ người dùng nào của mạng cũng có thể kiểm tra thanh ghi này và xác nhận tính toàn vẹn của nó . Nhưng trên thực tế, tỷ lệ tham gia thấp, do khổng lồ lượng dữ liệu phải được lưu trữ bởi các nút trình xác nhận .
Các nhà phát triển tại Mina có một giải pháp thanh lịch để loại bỏ những rào cản gia nhập này, dựa trên bằng chứng mật mã . Giao thức Mina thay thế các khối bằng bằng chứng mật mã kích thước không đổi, rất nhỏ được gọi là zk-SNARK . Ngoài những ưu điểm của phân quyền , đặc biệt là tăng khả năng chống kiểm duyệt , kiến trúc này có thể cung cấp một số chức năng, tập trung vào tính bảo mật của dữ liệu của người dùng mạng.
- Tính bảo mật của dữ liệu từ đầu đến cuối : Giao thức Mina cho phép người dùng thực hiện các hoạt động nhạy cảm trên blockchain mà không tiết lộ dữ liệu cá nhân của họ.
- Các thầy mo web permissionless : các nhà phát triển có thể tích hợp các ứng dụng phân phối nhiều nguồn dữ liệu công cộng của họ từ Internet mà không được phép.
- Các quản lý ID web của mình : Người dùng có thể sử dụng Mina để truy cập vào một trang web hoặc dịch vụ Internet mà không cần đăng ký và chia sẻ dữ liệu cá nhân của họ. Mina sẽ hoạt động như một giao diện để nhận dạng chính nó một cách an toàn trên bất kỳ nền tảng nào.
Tất nhiên, các nhà phát triển có thể tưởng tượng các khác ứng dụng sẽ tận dụng những đổi mới này. Mina cung cấp khả năng tương tác của một chuỗi khối công khai, đồng thời được hưởng lợi từ mức độ bảo mật tương tự như của một chuỗi khối riêng tư.
Để hiểu cách thức hoạt động của nó, chúng ta hãy xem xét các nổi tiếng này bằng chứng mật mã , zk-SNARK .
Bằng chứng vô tri và zk-SNARK
Nếu bạn đã phát triển được vài năm trong thế giới tiền điện tử, thì thuật ngữ man rợ này không phải bạn hoàn toàn không biết. Thật vậy, zk-SNARK được sử dụng rộng rãi trong cái gọi là tiền điện tử “ ẩn danh ”. Ví dụ: chúng được sử dụng để đảm bảo tính bảo mật của các giao dịch trong mạng ZCash .
zk-SNARK là viết tắt của không kiến thức Succinct Đối chiếu không tương tác của kiến thức . Điều này có thể được dịch trong tiếng Pháp là “bằng chứng ngắn không tương tác mà không tiết lộ kiến thức”. Trước khi xem xét từ “ngắn gọn” và “không tương tác”, chúng ta cần hiểu thế nào là kiến thức ( không bằng chứng zero knowledge proof hay ZKP ).
Bằng chứng không có kiến thức là một giao thức mật mã cho phép bạn chứng minh tính xác thực của một mệnh đề mà không cần phải biết về chính mệnh đề đó .
Tôi sẽ không trình bày chi tiết ở đây cách thức hoạt động của ZKP. Chúng sẽ là chủ đề của một bài báo kỹ thuật riêng biệt.
Trong trường hợp của zk-SNARK , các bằng chứng là:
- Tóm tắt : kích thước của bằng chứng được tạo ra là rất nhỏ , khoảng vài kilobyte;
- Không tương tác : giao thức không yêu cầu tương tác giữa nhà cung cấp bằng chứng và người xác minh.
Mina Protocol sau đó tận dụng các đặc tính đáng kinh ngạc của zk-SNARK để duy trì chuỗi khối của nó, một chuỗi khối “ngắn gọn” , nhẹ nhất đang tồn tại.
Sử dụng zk-SNARKS trong Giao thức Mina
Do đó, Zk-SNARK là chứng chỉ bất biến . Họ có thể chứng minh tính hợp lệ của bất kỳ hoạt động nào đã diễn ra trên mạng mà không cần biết. Do đó, đối với bất kỳ trình tự tính toán nào (chẳng hạn như xác minh các giao dịch được bao gồm trong một khối), người ta có thể tạo ra một bằng chứng toán học xác nhận rằng trình tự này là chính xác.
Điều này giúp bạn có thể giảm kích thước của một khối xuống SNARK đơn giản là 1 KB . SNARK giúp bạn có thể xác minh rằng tất cả các quy tắc của giao thức đồng thuận đều được tôn trọng : tính hợp lệ của chữ ký và giao dịch, sự đồng thuận trong bằng chứng cổ phần, v.v.
Bất kỳ ai cũng có thể xác thực chuỗi khối
Do đó, kỹ thuật này làm cho nó có thể “nén” blockchain . Thay vì kiểm tra toàn bộ lịch sử của một giao dịch có trong một khối để xác thực nó, các nút đầy đủ kiểm tra bằng chứng mật mã , cùng với cây Merkle được liên kết với cuối cùng trạng thái của blockchain .
Nếu giao thức sử dụng khối SNARK, kích thước chuỗi sẽ giảm xuống, nhưng nó sẽ tăng tuyến tính theo thời gian. Do đó, các bằng chứng mới được tạo ra từ các chứng minh cũ: hàm được sử dụng để tạo SNARK là đệ quy . Đây là những gì giữ cho kích thước của bằng chứng cố định.
Do đó, mỗi SNARK mới có thể được coi là một “siêu SNARK”, một siêu chống được tạo ra từ một chuỗi các bằng chứng . Đây là điều giúp bạn có thể xác thực lịch sử của bất kỳ giao dịch nào, từ khối gốc đến khối cuối cùng được tạo ra, nhờ vào một đơn giản tệp có kích thước vài kilobyte .
Tóm lại, mỗi nút xác thực trong mạng Mina chỉ cần hai điều để xác minh tính toàn vẹn của một khối:
- Các zk-Snark đệ quy (khoảng 1 kb) mà làm cho nó có thể để chứng minh tính hợp lệ của toàn bộ lịch sử của blockchain;
- Các thư mục gốc của cây Merkle của nhà nước gần đây hầu hết các blockchain , cho phép để chứng minh khả năng thanh toán của một tài khoản người dùng.
Một nút toàn do đó có thể đồng bộ hóa cho toàn bộ mạng chỉ trong một vài mili giây .
Tất nhiên, cũng có thể triển khai một nút lưu trữ ( archive node ) sẽ lưu trữ tất cả dữ liệu của blockchain. Điều này rất hữu ích cho một số trường hợp sử dụng Mina.
Các ứng dụng phi tập trung trên Mina: Snapps
Các ứng dụng phi tập trung Mạng Mina sử dụng zk-snarks đã được đổi tên thành Snapp . Snapp có ba thuộc tính cơ bản:
- Bạn có thể kiểm tra tính toàn vẹn của một tập dữ liệu mà không cần biết dữ liệu;
- Các phép tính dài và tốn kém có thể dễ dàng được xác minh về độ chính xác;
- Các ứng dụng này có thể mở rộng. Khi Snapp được triển khai trên Mina, chỉ nhà phát triển của nó mới thực hiện chuỗi tính toán liên quan. Sau đó, các nút mạng sẽ chỉ xác minh bằng chứng mật mã liên quan.
Trong thế giới kỹ thuật số của chúng tôi, mỗi người dùng Internet phải giao phó dữ liệu cá nhân, riêng tư và bí mật của họ cho những người chơi tập trung mạnh mẽ để truy cập vào các dịch vụ khác nhau. Với Snapps, người dùng Mina sẽ cung cấp bằng chứng về tính toàn vẹn của dữ liệu đó , chứ không phải chính dữ liệu.
Do đó, việc sử dụng các bằng chứng mật mã làm cho nó có thể thiết kế các ứng dụng mới . Ví dụ, có thể chứng minh rằng một người có tài liệu nhận dạng xác thực mà không cần phải cung cấp tài liệu này. Người ta có thể quan niệm về hệ thống bỏ phiếu riêng tư , tính xác thực của kết quả có thể xác minh công khai, mà không tiết lộ danh tính của cử tri và sự lựa chọn của họ. Bạn có thể chứng minh rằng bạn có một lượng tiền điện tử tối thiểu mà không cần phải tiết lộ địa chỉ công khai của mình. Hoặc thậm chí chứng minh với nhân viên ngân hàng của bạn rằng bạn đủ điều kiện để vay mà không cần tiết lộ số tiền tài sản của bạn và tên của các ngân hàng nơi tiền được cất giữ. Bảo hiểm y tế có thể chắc chắn rằng một người không có gen này và gen như vậy mà không tiết lộ bộ gen, v.v.
