Nexus: Kích hoạt tính toán đám mây có thể kiểm chứng cho mục đích chung

https://stanfordblockchainreview.substack.com/p/nexus-enabling-General-purpose-verifiable

Giới thiệu
Điện toán đám mây có thể kiểm chứng thể hiện khả năng thuê ngoài việc tính toán các chương trình truyền thống (ví dụ: được viết bằng Rust hoặc C++) cho các máy chủ từ xa, chẳng hạn như các máy chủ do AWS hoặc Google Cloud cung cấp, đồng thời nhận cả đầu ra của chương trình và bằng chứng xác minh tính chính xác của phép tính. Điều này sẽ cho phép người dùng thuê ngoài tính toán cho các máy chủ không đáng tin cậy trong khi vẫn giữ được khả năng xác minh kết quả.

Tác động tiềm năng của điện toán đám mây có thể kiểm chứng, đặc biệt là trong không gian chuỗi khối, rất khó để hiểu được. Bằng cách cho phép các hợp đồng thông minh thuê ngoài tính toán, lưu trữ và tương tác với các hệ thống khác theo cách có thể kiểm chứng về mặt toán học, công nghệ này hứa hẹn sẽ tăng cường mạnh mẽ khả năng tính toán của các hệ thống hợp đồng thông minh.

Nexus là một nỗ lực nhằm đạt được điện toán đám mây có thể kiểm chứng cho mục đích chung, được thiết kế đặc biệt để mở rộng các ứng dụng Ethereum. Trong bài viết này, chúng tôi cung cấp một cái nhìn tổng quan ngắn gọn về những đổi mới chính mà nhóm của chúng tôi đang thực hiện để tạo ra tương lai này.

Máy tính có thể kiểm chứng
Khả năng kiểm chứng có thể được định nghĩa và đạt được theo nhiều cách khác nhau. Nói chung, chúng tôi có:

• Bằng chứng về tính hợp lệ: Thông qua bằng chứng không có kiến thức / zk-SNARK, người xác minh có thể xác minh về mặt toán học rằng một chương trình nhất định đã được tính toán chính xác.
• Bằng chứng về gian lận: Thay vào đó, người ta có thể cung cấp bằng chứng về sự không hợp lệ. Điều này thường được gọi là tính toán lạc quan và yêu cầu ít nhất một bên trung thực xác định và chứng minh gian lận đã được thực hiện.
• Bằng chứng về sự đồng thuận: Thay vì yêu cầu tính chính xác về mặt toán học, người ta có thể giả định rằng ngưỡng (t-of-N) của các bên là các bên trung thực hoặc hợp lý về mặt kinh tế. Đây là cách tiếp cận được thực hiện bởi các chuỗi khối và chuỗi bên.

Mỗi cách tiếp cận đều có sự đánh đổi đáng kể giữa tính dễ triển khai và tính bảo mật, nhưng nói chung, bằng chứng không kiến thức mang lại sự đảm bảo bảo mật tốt nhất, trong khi sự đồng thuận/sao chép máy trạng thái cung cấp tính năng nguyên thủy mạnh mẽ và thiết thực nhất hiện nay.

An toàn và Sống động
Kiểm chứng một mình là không đủ. Kích hoạt các ứng dụng phi tập trung thực sự không thể ngăn cản yêu cầu cung cấp hai đảm bảo an ninh:

• An toàn: Điều này tương đương với thuộc tính xác thực/chính xác.
• Liveness: Đảm bảo ứng dụng cuối cùng sẽ thực thi, tức là nó có khả năng chống kiểm duyệt.

Các hệ thống như các bản tổng hợp lạc quan và zk có thể mang lại sự an toàn (thông qua bằng chứng gian lận/ZKP), nhưng không mang lại sự sống động (ví dụ: nếu chúng có trình sắp xếp tập trung). Một hệ thống cung cấp cả sự an toàn và sự sống động được cho làhoàn toàn chính xác .

Nexus: Kích hoạt Điện toán đám mây mục đích chung hoàn toàn chính xác
Nexus là một thị trường phi tập trung dành cho điện toán đám mây có thể kiểm chứng.

Nó cho phép các nhà phát triển lưu trữ các ứng dụng đám mây không có máy chủ được viết bằng các ngôn ngữ truyền thống (ví dụ: Rust, C++, Go), tương tự như AWS Lambda, đồng thời được đảm bảo cả về tính an toàn và tính sống động.

Nexus có hai loại: Nexus và Nexus Zero, được xây dựng chồng lên nhau.

Nexus Zero: Mạng điện toán đám mây không kiến thức
Nexus Zero là một mạng phi tập trung gồm các trình chứng minh không có kiến thức ngoài chuỗi, cho phép các hợp đồng thông minh Ethereum thuê ngoài tính toán chung. [1]

Nó bao gồm ba thành phần:

• Máy ảo không kiến thức đa năng (zkVM).
• Một mạng lưới chứng minh không được phép.
• Một mạng lưới tạo lập thị trường phi tập trung.

Các ứng dụng trên Nexus Zero là “chức năng zk” không trạng thái, được gọi trực tiếp bằng hợp đồng thông minh.

Bên dưới, Nexus Zero dựa trên triển khai zk-SNARK hỗ trợ thực thi trên máy von Neumann RISC-V phổ quát. Trong thực tế, điều này có nghĩa là thay vì biên dịch chương trình thành các biểu diễn mạch khác nhau, Nexus Zero sử dụng một mạch đơn năng duy nhất có thể chứng minh bất kỳ tính toán nào (trong giới hạn trên của thời gian chạy).

Nexus: Mạng điện toán đám mây phi tập trung
Nexus là một mạng phi tập trung của các mạng điện toán đám mây phi tập trung [2] . Nói cách khác, nó là một mạng lưới các “blockchain không có máy chủ” độc lập, nhận biết bên ngoài.

Các ứng dụng trên Nexus là các “Chức năng Nexus” có trạng thái, được gọi trực tiếp bởi các hợp đồng thông minh.

Đặc biệt, các mạng Nexus có thể được sử dụng để thuê ngoài khả năng tính toán, lưu trữ và I/O từ các hệ thống hợp đồng thông minh. Mạng Nexus cũng có thể được sử dụng để sao chép bất kỳ hệ thống chứng thực nào (ví dụ: ZK / lạc quan) và nói chung làm bất cứ điều gì người ta có thể làm với AWS / Google Cloud, nhưng với sự đảm bảo về tính chính xác hoàn toàn.

Các mạng Nexus đạt được sự đồng thuận nội bộ và có thể giao tiếp với các hệ thống bên ngoài thông qua các kỹ thuật tính toán đa bên có mục đích đặc biệt, chẳng hạn như lược đồ chữ ký ngưỡng. Khuyến khích nút dựa trên Proof-of-Stake truyền thống.

Do đó, người ta có thể sử dụng Nexus để ngay lập tức tạo ra một “blockchain không có máy chủ” được kết nối với Ethereum. Cụ thể, các mạng này có thể đóng vai trò là sidechains, mạng tiên tri, mạng lưu trữ/dữ liệu sẵn có, mạng lưu giữ, mạng trình sắp xếp phi tập trung hoặc chuỗi khối có mục đích đặc biệt.

Nexus: Sự đơn giản
Ngoài việc đạt được điện toán đám mây có thể kiểm chứng cho mục đích chung, một trong những mục tiêu trọng tâm của chúng tôi tại Nexus Labs là cung cấp trải nghiệm cực kỳ đơn giản và thú vị cho nhà phát triển.

Đó là lý do tại sao cả Nexus và Nexus Zero đều được thiết kế để cung cấp trải nghiệm không thể phân biệt được với điện toán đám mây truyền thống. Các nhà phát triển có thể viết chương trình bằng ngôn ngữ truyền thống và nhập các thư viện yêu thích của họ.

Trên đây là một ví dụ về “Chức năng Lambda” không trạng thái được kết nối Ethereum trên Nexus, được gọi trên mỗi khối mới. Các chức năng cũng có quyền truy cập vào bộ lưu trữ và hệ thống tệp giống như POSIX cục bộ.

Ngoài ra, các chức năng của Nexus cũng có thể ở trạng thái (giữ trạng thái giữa các lần gọi) giống như hợp đồng thông minh và không giống như hợp đồng thông minh, chúng có thể chạy các tác vụ dài hạn, như trình sắp xếp tổng số hoặc bất kỳ trình chứng minh không có kiến thức nào miễn là nó là 1) xác định và 2) biên dịch thành WASM.

Phần kết luận
Điện toán đám mây có thể kiểm chứng cho mục đích chung mở ra lãnh thổ mới chưa được khám phá cho sự đổi mới về khả năng mở rộng chuỗi khối, một tương lai hứa hẹn khả năng tính toán được nâng cao ồ ạt cho chuỗi khối, tổng hợp và hợp đồng thông minh.

Người giới thiệu
[1] Chi tiết hơn về việc triển khai Nexus Zero:https://blog.nexus.xyz/zero/
[2] Bản tin văn bản của Nexus:https://blog.nexus.xyz/introducing-nexus/