为什么说zkRollup的可行性起源于零知识证明的计算代理思想

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。

前FTX US总裁：与SBF关系已彻底恶化:金色财经报道，前 FTX US 总裁 Brett Harrison 发布推文表示，其任职期间与情绪不稳定的 SBF 共事，并与 SBF 及其副手们的关系已彻底恶化，双方在 FTX 管理方式上的争执长达数月。

Harrison 补充说，我没有想到，这些问题的背后竟是数十亿美元的欺诈。在我的职业生涯中，我曾在其它更成熟的公司中见到过类似问题，并且相信这些问题不会对商业成功造成致命影响。另外，他还表示，根据公开信息显示，该计划显然是由 SBF 及其在 FTX. com 与 Alameda 的核心圈子所密切掌握的，Harrison 与 FTX US 其他高管均未参与其中。[2023/1/15 11:12:46]

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。

NFT自动做市协议Ladder今日启动第二轮测试:11月22日消息，NFT自动做市协议Ladder今日在Sepolia测试网上启动第二轮测试，并将持续到12月15日。据悉，用户可通过探索页面可以查看Ladder AMM中包含的所有收藏，统计页面允许查看所有代币、Pool和交易的数字明细。Ladder提醒，第二轮任务与第一轮相似，应确保完成所有必需的任务，才有资格获得奖励。[2022/11/22 7:56:04]

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。

BAYC联创：Facebook看重硬件，Yuga Labs专注社交，Otherside将于2023年上线:金色财经报道，Bored Ape Yacht Club 联合创始人 Garga 在最近接受“Punk6529”采访时分享了自己对元宇宙的看法，他表示Facebook更看重硬件，而Yuga Labs（BAYC母公司）更专注于社交空间。Garga解释说：“我们对元宇宙的愿景是一个空间，让人们参与社交，我们希望将时间花在数字空间中。我认为，当我们拥有可以拥抱的元宇宙空间时……很多潜力和经验都会开放，在区块链上构建元宇宙，这么做本质上会更好，这也是Yuga Labs能与其他巨头竞争的地方。”此外，Garga还透露了Otherside元宇宙“永恒世界”（Persistent World）将于2023年到来，但会是一个持久的过程，会有很多体验，但不希望Otherside“像任何一款Web2游戏”。[2022/10/23 16:35:40]

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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