Programmierbare Privatsphäre möglich: Dezentrales privates Computing verstehen

von ZK Lim , DevRel Engineer
Übersetzt von discord: egormajj

Decentralized Private Computation (DPC) ist ein kryptografisches System, das es Benutzern ermöglicht, vertrauliche Berechnungen außerhalb der Blockchain durchzuführen und gleichzeitig eine öffentliche Überprüfung der Ergebnisse auf der Blockchain zu ermöglichen. So wird Privatsphäre gewährleistet, ohne Transparenz oder Sicherheit zu opfern. Dieser bahnbrechende Ansatz, der von Plattformen wie Aleo implementiert wird, ermöglicht Entwicklern, Anwendungen zu erstellen, die Benutzerdaten schützen.

Die Auswirkungen von DPC gehen jedoch weit über den einfachen Transaktionsschutz hinaus. Durch die Nutzung von Zero-Knowledge-Beweisen und Aleos Datensatzmodell schafft DPC eine Grundlage für wirklich programmierbaren Datenschutz. Dies eröffnet eine Welt voller Möglichkeiten für die Entwicklung von Anwendungen, die vertrauliche Daten verarbeiten können, ohne die Vertraulichkeit der Benutzer zu gefährden. Von DeFi bis zum Gesundheitswesen und darüber hinaus hat DPC das Potenzial, neue Anwendungsfälle zu erschließen, die zuvor durch Datenschutzbedenken behindert wurden, und das alles unter Beibehaltung der Transparenz- und Sicherheitsvorteile der Blockchain-Technologie.

In diesem Artikel untersuchen wir, was DPC ist, wie das Aleo Network es verwendet und warum es die skalierbarste und sicherste Möglichkeit ist, den Datenschutz für Benutzerdaten zu gewährleisten.

Was ist DPC?

Dezentrale private Berechnung (DPC) ist ein kryptografisches Primitiv, bei dem jeder Benutzer datenschutzfreundliche Berechnungen außerhalb der Kette/offline ausführen und die Ergebnisse der Berechnung im dezentralen Ledger/in der Blockchain öffentlich überprüfen kann. Es ist der Kern von ZEXE (Zero-Knowledge-Ausführung), der Grundlage der Aleo-Blockchain.

Um DPC zu erreichen, verwendet Aleo ein einfaches, aber ausdrucksstarkes Programmiermodell, das auf Dateneinheiten basiert, die als Datensätze bezeichnet werden. Das Datensatzmodell ist eine grundlegende Datenstruktur, die beliebige Datennutzlasten auf datenschutzfreundliche Weise speichern kann. Datensätze ähneln UTXO und jeder Datensatz ist über einen öffentlichen Adressschlüssel mit seinem Besitzer verknüpft. Beliebige Programme, die auf der Aleo-Blockchain leben, bestimmen die Erstellung und Nutzung von Datensätzen im Voraus.

Datenschutz wird durch die Übermittlung von Transaktionen gewährleistet, die nur die Seriennummern der verbrauchten Datensätze, Verpflichtungen der erstellten Datensätze und einen Zero-Knowledge-Proof (ZKP) enthalten, der bestätigt, dass der Verbrauch und die Erstellung der Datensätze den in den jeweiligen Programmen festgelegten Regeln entsprechen. Dieser Prozess gibt keine Informationen über die zugrunde liegenden Daten und die Kontoadresse preis, die die Transaktionen derzeit übermitteln.

Das Aleo-Netzwerk: Skalierbar, kostengünstig und sicher

Dank ZKPs verfügt DPC auch auf Protokollebene über eine bessere Skalierbarkeit, indem die Ausführung außerhalb der Kette verlagert wird. Validatoren auf Aleo können sicherstellen, dass jedes Zustandsübergangsergebnis korrekt ist, indem sie einfach einen prägnanten kryptografischen Beweis mit konstanter Größe überprüfen. Dadurch wird sichergestellt, dass das Aleo-Netzwerk unbelastet bleibt und reibungslos funktioniert.

Diese Skalierbarkeit bietet nicht nur eine Umgebung mit hohem Durchsatz und geringer Latenz für datenschutzfreundliche Anwendungen, sondern ermöglicht auch eine schnellere und kostengünstigere Überprüfung, da das Netzwerk nicht alle Berechnungen erneut ausführen muss, um ihre Integrität sicherzustellen. Das Netzwerk muss sich auch nicht auf Gas verlassen, um DOS-Angriffe (Denial-of-Service-Angriffe) zu verhindern, da jeder ungültige Nachweis vom Validator sofort abgelehnt wird, ohne dass die Berechnung zur Bestätigung erneut ausgeführt werden muss.

Im Gegensatz zu den meisten anderen Blockchains, die sich auf kryptoökonomische Garantien verlassen , um die Richtigkeit eines Zustandsübergangs zu überprüfen, bietet Aleo mit kryptografischen Garantien durch Zero-Knowledge-Beweise ein höheres Maß an Sicherheit und stellt so sicher, dass ein Programm entweder korrekt oder gar nicht ausgeführt wurde.

Programmierbare Privatsphäre ist da

Mit DPC sind jetzt programmierbare Zero-Knowledge-Anwendungen möglich. Die grundlegenden Komponenten, die diese programmierbaren Datenschutzanwendungen ermöglichten, sind geschützte Identitäten und geschützte Transaktionen.

Geschützte Identitäten sind kryptografische Mechanismen, die es Benutzern ermöglichen, sich innerhalb eines Blockchain-Netzwerks zu authentifizieren und zu interagieren, während ihre persönlichen Daten vertraulich bleiben. Dies ermöglicht eine selektive Offenlegung von Daten, ohne die allgemeine Vertraulichkeit zu beeinträchtigen. Geschützte Transaktionen verbergen alle Transaktionsdetails vor allen und verhindern, dass jemand während der Transaktionsübertragung und nach der Abwicklung Informationen ausnutzt.

Dies schützt die Benutzer davor, von anderen mit Einblicken in den Mempool ausgenutzt zu werden, um ihre Abstimmungsentscheidungen auszunutzen, Identitätsinformationen zu stehlen und eines der derzeit größten Probleme im öffentlichen Blockchain-Bereich, MEV (Maximal Extractable Value), zu beheben, das Benutzeraktivitäten wie die Bereitstellung von Liquidität und das Platzieren von Handelsaufträgen ausnutzt.

zkCloud

Diese beiden Grundelemente arbeiten in einer datenschutzfreundlichen Umgebung namens zkCloud zusammen. zkCloud ist eine Off-Chain-Umgebung ohne Vertrauensstellung, in der einzelne Entitäten oder geschützte Identitäten über geschützte Transaktionen miteinander interagieren. Kryptografische Beweise garantieren die Integrität der Transaktionen.

zkCloud-Anwendungen können lokal von Benutzern ausgeführt oder an Dritte delegiert werden, die Dienste zur Erstellung von Nachweisen und zur Übermittlung von Transaktionen in ihrem Namen bereitstellen. Dies macht die Anwendungen auf Aleo praktisch und öffnet die Tür für Marktplätze für delegierte private Berechnungen.

Damit ermöglicht zkCloud Aleo, seine Vision eines privaten, programmierbaren und leistungsstarken Netzwerks zu verwirklichen, indem es die Ausführung vom Zustand trennt und nur kryptografische Beweise über abgeschirmte Transaktionen an die Blockchain übermittelt.

Weiter lernen

Tauchen Sie tiefer in die grundlegenden Informationen ein, die Sie zum Erstellen, Bereitstellen und Starten von Anwendungen mit Aleo benötigen.