FOA:为什么说zkRollup的可行性起源于零知识证明的计算代理思想_ROL

撰文：FoxTechCTO林彦熹，FoxTech首席科学家孟铉济

计算代理是什么

随着以太坊上应用和用户的扩展，以太主网上的拥堵程度不断提升，使用zkRollup进行Layer?2的扩容成为一个很有吸引力的方案，FOX就是专注于使用FOAKS算法进行zkRollup的项目。而zkRollup的可行性，本质上在于使用的零知识证明算法的原理可行性。简单来说，零知识证明算法实现的功能是使得证明者向验证者证明某件事，但又不透露任何关于这件事的信息。zkRollup的构造就是利用了这个性质，使得Layer?2的节点可以执行原本在Layer?1进行的计算，同时向Layer?1节点提供计算正确性的证明。

Nil基金会将推出支持以太坊和Mina跨链的zkBridge:1月20日消息，ZZK技术开发商Nil Foundation发文称，即将推出实现Mina Protocol与以太坊之间桥接的zkBridge。在准备生产部署前，还需完成证明生成、优化证明生成器和验证器部署三个步骤。

据金色财经此前报道，Nil基金会于去年年底完成2200万美元融资，融资完成后估值达到2.2亿美元。本轮融资由Polychain Capital领投，IOSG Ventures、Blockchain Capital、Starkware、Mina Protocol等参投。[2023/1/20 11:22:39]

从更广义的角度来说，上述的过程我们可以理解为，由于验证者计算能力有限，所以将这部分的计算代理给了证明者来执行，证明者完成了这个任务，需要返回结果给验证者。从这个角度来说，我们可以说，零知识证明算法使得保障正确性的“计算代理”得以实现。从宏观上这种计算代理的例子可以表现为zkRollup这种形式的应用，具体到零知识算法当中，这种计算代理的思想也有各种应用。

报告：五分之一的受访消费者拥有加密货币:12月21日消息，根据埃森哲2022年全球消费者支付报告，虽然许多消费者仍然喜欢现金或信用卡等传统支付方式，但五分之一的受访消费者现在拥有加密货币。

对于持有加密货币的人来说，28%的人表示是由于长期投资，22%的消费者是出于对该领域的“好奇心”，其他原因还包括替代金融选择和跨境支付，只有23%的受访者表示他们相信加密钱包能够为支付和购买提供安全的环境。（cointelegraph）[2022/12/21 21:58:50]

本文主要介绍FOAKS使用的在Orion当中提到的Code-Switching所做的令证明者帮助验证者执行的验证计算过程，以及FOAKS如何应用这种技巧进行递归。从而减少了证明的大小以及验证者的开销。

TimeChain Labs与Nu10将合作提供基于BSV区块链的端到端BaaS服务:7月29日消息，BSV区块链初创公司TimeChain Labs Pvt Ltd（TCL）和Web3解决方案提供商Nu10 Technologies宣布建立战略合作伙伴关系，将为全球企业提供基于BSV区块链的端到端BaaS（区块链解决方案）服务。（CoinGeek）[2022/7/29 2:46:07]

为什么需要计算代理

从系统的实用性角度来说，很多情况下计算节点的算力是有限的，或者说计算资源是很宝贵的。例如在Layer?1链上的所有计算都需要经过所有节点的共识，并且用户需要为此支付高昂的手续费。所以，在这种情况下，将本来由共识节点来处理的计算“代理出去”交给链下节点来完成，就是一种自然的想法，避免消耗链上资源。而这也正是FOX所专注的链下计算服务。

从密码学理论角度来讲，在GMR模型当中限定了证明者拥有无限计算能力，验证者拥有多项式计算能力。如果验证者也有无限能力，则零知识证明的基本性质无法满足。所以自然地，将计算向证明者一方倾斜，让证明者承担更多的计算就是很多零知识证明算法设计都会考虑的问题。

当然，为了实现这一点，我们需要特别的技巧。

现在如果令证明者承担这部分计算，则证明者除了执行这些计算，还要附上证明值来证明自己的计算是正确的。

做法是将上述等式同样写成R1CS电路：

之后使用Virgo算法进行验证。

这样之后FOAKS当中的证明者同样生成了代理验证者进行验证的计算证明。而对于验证证明的过程，FOAKS利用算法自身进行迭代，这也是FOAKS实现递归的关键内容。具体内容见《如何设计出一种精妙绝伦的证明递归方案》。

通过一定次数的迭代可以使得证明的大小被压缩，从而极大降低验证者的计算负担以及通信复杂度。这就是FOAKS这个零知识证明方案对FOX这条zkRollup的重大意义。

参考文献

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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