比特币:为什么说zkRollup的可行性起源于零知识证明的计算代理思想_FOA币

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。

以太坊上海升级以来，币安和Coinbase的ETH质押流出超7亿美元:金色财经报道，数据显示，自以太坊上海升级以来，由于投资者涌向去中心化的竞争对手，集中式加密货币交易所币安和Coinbase遭受了抵押以太币(ETH)的大量外流。自4月12日以来，Coinbase的质押平台已经承受了3.67亿美元的质押ETH净流出，因为提款请求（包括奖励提款和完全退出）超过了新存款。Binance的质押服务净流出3.4亿美元。[2023/5/3 14:39:29]

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。

比特币市值占比降至近半年以来最低点:金色财经消息，据CoinMarketCap数据，自六月中旬以来比特币市值占比持续下降，目前已降至40.35%附近，此占比为近六个月以来的最低点。此前4月23日的低点为40.79%。

金色财经昨日报道，ETH市值占比为19.2%，较6月份低点增涨超5%。[2022/8/8 12:08:25]

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。

迈阿密市长：比特币可以成为一种全球货币:金色财经报道，在最近瑞士达沃斯举行的世界经济论坛上，迈阿密市长Francis Suarez苏亚雷斯表示，他在世界经济论坛上的角色与他在比特币迈阿密活动上的角色不同。在达沃斯，这位市长指出，他扮演了一个“布道者的角色”，向人们介绍比特币。他解释说，他试图让人们明白，这项技术将影响“许多人的生活”。除此之外，苏亚雷斯还讨论了比特币作为全球货币的潜力。市长强调，比特币为民主化，甚至“颠覆社会主义政权”提供了各种机会。此外，他说比特币“创造了信任，这是货币系统应该建立的基础”。苏亚雷斯的一些薪水是用比特币支付的，他大部分时间都用比特币。他强调，他相信加密背后的技术，并认为有一天他可以把它给他的孩子们。（cointelegraph）[2022/6/4 4:02:28]

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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