PRO:去中心化的Prover如何实现？Opside 创新性提出 ZKP的两步提交算法

原文来源：OpsideTeam

为什么我们需要去中心化的prover

当前，以太坊主网上已经有多个ZK-Rollups在运行了。然而ZK-Rollup的去中心化设计仍然处于早期阶段。我们目前都聚焦在Sequencer的去中心化问题上，大部分人都忽略了，实际上目前绝大部分的ZK-Rollup项目都没有实现去中心化的prover。

对于ZK-Rollup来说，中心化的prover仍然是安全的，并且也不像中心化的sequencer那样会带来审查的问题。但是中心化的prover也会引发很多问题。首先，如果只有一个prover，那么单节点宕机就会造成整个ZK-Rollup的有效性证明无法提交，从而给交易的最终确定性造成影响。其次，中心化的prover成本高昂，无法承担未来海量的ZK-Rollup的算力需求。最后，从经济的角度来说，中心化的prover独享了一部分收益，这在代币经济学上来说，实际上是不公平的。

去中心化跨链交易协议THORSwap将支持Avalanche:9月24日消息，去中心化跨链交易协议THORSwap在北京时间今日凌晨进行的Twitter Space中分享了未来支持Avalanche的计划，将首先支持AVAX代币，之后将支持基于Avalanche的USDC和USDT。在完成了对原生代币以及稳定币的支持后，THORSwap计划集成Avalanche生态DEX，使得用户可以进行封装ERC-20代币的交易。[2022/9/24 7:18:11]

去中心化prover的挑战

去中心化prover能很好地解决以上的问题，但是也带来一些挑战，这也是为什么最近上线的几个zkEVM方案采用了中心化prover方案的原因之一。例如PolygonzkEVM的betamainnet中依靠trustedaggregator来提交ZKP，zkSyncera也是类似。

去中心化期权平台Opyn将推出首个Squeeth策略:1月24日消息，据官方消息，去中心化期权平台 Opyn 将于明日推出首个 Squeeth 策略，名为 The Crab 策略。当 ETH 的价格在相对稳定的范围内波动且处于低波动期时，该策略非常适合横盘整理的市场条件。只需单击即可获得 ETH 存款的 Squeeth 资金。

此前报道，1 月 12 日，去中心化期权平台 Opyn 宣布其新型衍生品 Squeeth 上线以太坊主网。Squeeth 是 Opyn 研究团队发明的一种创新性 DeFi 衍生品。Squeeth 使期权永续，并允许 USD/ETH 流动性提供者赚取交易费用，而不会受到以太坊价格波动的影响。[2022/1/24 9:09:28]

从技术细节上来讲，ZK-Rollup的智能合约验证ZKP的时候，需要原始的proof数据，这就可能引发各种不同的链上攻击行为。例如，某一个prover提交计算出来的ZKP到链上合约时，需要发一笔L1的交易。当这个prover发出的交易广播到交易池中，攻击者就可以看到原始proof数据，攻击者可以设置一个更高的gas费来发交易，从而优先打包到区块中，来获取PoW奖励。

去中心化借贷协议ForTube宣布V3版本拟定于3月27日上线:去中心化借贷协议ForTube宣布，V3版本拟定于3月27日上线，即时金融模型将进行调整，以提升系统安全性。

ForTube V3版本中将用户存借资产的清算阈值作为变量纳入健康指数的计算，ForTube V2版本中健康指数大于1的账户在V3系统上线后将可能小于1，从而触发清算。[2021/3/25 19:17:36]

此外，由于prover之间是依靠算力来竞争，没有一个可信的身份识别机制，也很难建立一个通信机制。不同的矿工有可能做重复的工作，从而造成算力的浪费。

Opside提出了一个ZKP两步提交算法，来实现了prover的去中心化。这种算法既能够防止ZKP抢跑攻击，又可以让更多的矿工获得奖励，从而鼓励更多的矿工在线，并提供稳定、持续的ZKP算力。

HDAO主席：NFT将是去中心化金融发展的下一步，是DeFi2.0时代的使命和方向:据官方消息，9月16日晚8点，在直播访谈上，去中心化金融服务平台HDAO主席Benjamin Leff表示，NFT将是去中心化金融发展的下一步，更多物理世界的资产上链，并参与到碎片化投资领域，让更多用户受益于DeFi，是DeFi2.0时代的使命和方向。相对于通用的以数字货币抵押借贷为模式的DeFi1.0模式，NFT（non-fungible token）是一个相对更新的概念，每个NFT有独特的价值，不能被复制，不能被替代。

HDAO作为去中心化的金融服务生态系统，一直致力于创建一个高效、透明和可实现的数字金融生态系统。据HDAO主席Ben Leff先生介绍，HDAO NFT流动性挖矿将于近期开启节点竞选，社区投票，NFT代币铸造，流动性挖矿等活动。[2020/9/16]

对于某个sequence，prover计算出ZKP之后，首先计算的hash，并向链上智能合约提交hash和address。其中，proof是某一个sequence的零知识证明，address是该prover的地址

动态 | 去中心化自治组织Aragon将发布官方开发者插件:去中心化自治组织 Aragon开发者在社区表示，在接下来的几天里，Aragon将发布第一个官方版本的Aragon Buidler插件。这是一个开发专用的工具，旨在大大简化和改善 Aragon 应用程序的开发。Aragon将废弃所有来自Aragon CLI 的开发命令，并将它们转移到这个插件中。因此，这将很快成为开发 Aragon应用程序的官方方式也是唯一的开发方式。[2020/2/8]

假设在第1个prover在第T个区块提交了hash，则在第T10区块以内，还可以接受其他prover提交hash，没有数量限制。第T11区块及之后，不再接受新的prover提交hash

第T11区块及之后，允许任何prover提交ZKP。只要有一个ZKP通过验证，那么就可以根据该ZKP对所有提交过的hash进行校验。校验通过的prover都可以得到PoW奖励，奖励金额按照矿工质押量的比例来分配。

如果在第T20区块之前，都没有ZKP通过验证，则所有提交过hash的prover都将被slash。此时该sequence重新开放，允许提交新的hash，回到第1步

举一个例子，假设Opside中每个L2区块的PoW奖励是128IDE，当前总共有64个Rollupslots，那么每一个Rollupsequence分配到的PoW奖励是2IDE。如果先后有A,B,C3个矿工为一个sequence提交了正确的ZKP，且A,B,C3个矿工的矿工质押量分别为200K，500K，300K。那么，A,B,C可以获得的PoW奖励分别为0.4IDE，1IDE，0.6IDE。

prover提交了错误的hash

对于某个sequence，如果没有对应的ZKP通过验证，则所有提交过hash的prover都将被惩罚

罚没的token将被烧毁。

关于ZKP的两步提交机制更多的细节与考量，请读者参阅官方文档。prover质押以及惩罚的具体数字在未来可能会改动。

为什么允许多个prover提交hash？如果第一个hash的提交者才能获得奖励，那么第一个prover提交了hash之后，其他prover就没有动力提交proof。如果一个恶意攻击者提交hash之后迟迟不提交proof，那么会阻碍整个sequence被验证的速度。因此应当允许多个prover独立且并行地提交hash，以避免ZKP的验证被单个攻击者垄断。

为什么需要设置一个时间窗口？假设任何人在提交了hash之后可以立即提交proof，那么该proof仍然有可能被抢跑。因为攻击者会立即提交一个与自己地址关联的hash，随后提交proof，从而获取奖励。设置时间窗口之后，提交过hash的prover就没有动力在此时间窗口内提交proof，从而避免了proof被攻击者利用的可能。

为什么要按照质押量来分配PoW奖励？在一个时间窗口内，允许多个prover为同一个sequence提交hash。实际上，矿工可以利用自己生成的proof提交多个hash，从而占有大部分甚至所有PoW奖励。为了避免这种攻击行为，一个sequence的PoW奖励将按照矿工质押量的比例来分配。

总结与规划

本文提出的ZKP两步提交算法，在实现了prover去中心化的同时，能很好地规避针对prover的抢跑攻击，并鼓励更多的矿工提供稳定、持续的ZKP算力。最初的版本将在Opside的Pre-alphatestnet上线。在未来，Opside也将在更多ZKP的挖矿领域进行更多创新。例如：

根据整个网络的ZKP算力供需关系，动态调整PoS与PoW的奖励分配比例

根据ZK-Rollup类型、Rollup交易数量、gas使用量等进行工作量预估，建立Rollupbatch的个性化定价机制

应用开发者对所属Rollup的ZKP生成进行补贴，以激励矿工提供算力

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