Pengenalan terhadap Aligned Layer

Pengantar Aligned Layer

Pada tahap awalnya, Ethereum tidak dirancang khusus untuk teknologi Bukti Tanpa Pengetahuan (Proof of ZK). Seiring dengan terus berkembangnya teknologi blockchain, mengintegrasikan fungsionalitas baru ke Ethereum untuk meningkatkan sistem buktinya telah menjadi proses yang sulit secara teknis dan lambat. Menghadapi tantangan ini, proyek Aligned Layer bertujuan untuk mengubah Ethereum menjadi platform verifikasi SNARK yang efisien dalam kinerja dan biaya.

Aligned Layer berkomitmen untuk memperluas kemampuan Zero-Knowledge Proof Ethereum, mengintegrasikan fitur-fitur yang beragam dan inovatif ke dalam ekosistem Ethereum. Proyek ini memanfaatkan metode perhitungan yang dapat diverifikasi dan fitur keamanan Ethereum untuk menyediakan infrastruktur untuk aplikasi tanpa kepercayaan di masa depan.

Dengan Aligned Layer, proses verifikasi bukti Ethereum akan menjadi lebih cepat dan lebih hemat biaya, dengan perkiraan penurunan biaya verifikasi sebesar 90%. Penurunan biaya yang signifikan ini meningkatkan efisiensi pengolahan dan menurunkan hambatan ekonomi bagi partisipasi pengguna, memungkinkan lebih banyak pengembang dan pengguna mendapatkan manfaat.

Aligned Layer adalah lapisan verifikasi efisien yang dibangun di atas EigenLayer. Ini menggunakan mekanisme taruhan EigenLayer untuk memberikan keamanan dan kepercayaan ekonomi. Hal ini memungkinkan Aligned Layer untuk mencapai verifikasi berbiaya rendah dan efisiensi tinggi dengan menggabungkan dan memvalidasi beberapa sistem bukti tanpa mengubah protokol inti Ethereum. Pada saat yang sama, EigenLayer memfasilitasi inovasi terbuka di Ethereum, memungkinkan pengembang untuk memperkenalkan teknologi bukti baru untuk meningkatkan skalabilitas dan fleksibilitas sistem.

Pengenalan kepada Ahli-ahli Pengasas

Tim terdiri dari empat anggota berikut: Pertama dari kiri adalah pendiri Roberto José Catalán, yang lulus dari Institut Teknologi Buenos Aires. Dia adalah Pengembang Perangkat Lunak Senior di LambdaClass dan mendirikan Yet Another Company. Kedua dari kiri adalah Federico Carrone, yang berdedikasi untuk mendorong inovasi dan pengembangan dalam ekosistem Ethereum. Ketiga dari kiri adalah Diego Kingston, pendiri Aligned Layer dan Direktur Riset. Keempat dari kiri adalah Mauro Toscano, pendiri dan Direktur Teknik, yang berhasil memajukan arah teknis proyek dan strategi implementasi.

Sumber: Layer yang Terselaras

Pengenalan tentang Bukti Tanpa Pengetahuan (Zero-Knowledge Proofs)

Pengenalan tentang Bukti Zero Pengetahuan

Bukti nol pengetahuan (ZKP) adalah algoritma matematika yang diperkenalkan pada tahun 1985 dalam makalah “Kompleksitas Pengetahuan dari Sistem Bukti Interaktif” oleh Shafi Goldwasser dan lain-lain. Dalam bukti nol pengetahuan, pembuktian memberikan bukti matematika yang hanya mereka yang dapat menghasilkan, sementara pemeriksa dapat menggunakan bukti ini untuk memvalidasi kebenaran pernyataan. Namun, pemeriksa tidak dapat menggunakan bukti ini untuk merekonstruksi informasi asli.

Oleh karena itu, bukti pengetahuan nol berguna ketika berurusan dengan informasi sensitif atau ketika pemberi bukti tidak ingin pemeriksa memiliki akses ke rincian tersebut. Misalnya, banyak proyek DeFi menggunakan ZKP untuk menawarkan privasi dan keamanan yang ditingkatkan kepada pengguna, mengaplikasikannya dalam bidang seperti pinjaman, peminjaman, dan transaksi.

Selain itu, penting untuk dicatat bahwa bukti nol pengetahuan adalah bukti probabilitas bukan bukti deterministik, tetapi teknik tertentu dapat mengurangi margin kesalahan menjadi tingkat yang dapat diabaikan.

Karakteristik dari Bukti Pengetahuan Nol

Kelengkapannya: Jika pernyataan tersebut benar, seorang pembuktikan yang jujur ​​akan selalu dapat meyakinkan seorang verifikator yang jujur. Dalam kata lain, 'pernyataan yang benar tidak bisa salah.' Pernyataan yang benar harus meyakinkan verifikator.

Keandalan: Jika pernyataan tersebut salah, dalam kebanyakan kasus, seorang pembuktikan yang berusaha menipu tidak dapat membuat seorang verifikator yang jujur percaya pada pernyataan yang salah tersebut. Dengan kata lain, 'pernyataan yang salah tidak dapat benar'.

Zero-Knowledge: Jika pernyataan tersebut benar, setelah mengonfirmasi kebenaran pernyataan tersebut, pemeriksa tidak dapat memperoleh informasi tambahan apapun selain fakta bahwa pernyataan tersebut benar. Pendekatan ini melindungi privasi pembuktian dan menghindari potensi kebocoran informasi apapun.

Contoh-contoh Bukti Tanpa Pengetahuan

Verifikasi Identitas

Di internet, membuktikan identitas seringkali membutuhkan informasi sensitif seperti nama dan tanggal lahir, yang dapat menyebabkan kebocoran data pribadi. Kita dapat membuat pengenal digital kriptografis unik untuk setiap pengguna melalui teknologi blockchain, membentuk sistem verifikasi identitas terdesentralisasi. Sistem ini memastikan bahwa bukti identitas tidak dapat dimanipulasi atau disalahgunakan tanpa pengetahuan pengguna. Bukti pengetahuan nol memungkinkan pengguna untuk efektif membuktikan identitas mereka tanpa mengungkap informasi pribadi, yang secara signifikan menyederhanakan proses verifikasi dan mengurangi risiko penyimpanan data terpusat. Selain itu, bukti pengetahuan nol dapat digunakan untuk membentuk sistem reputasi pribadi, memungkinkan pengguna untuk memanfaatkan bukti reputasi dari platform seperti Facebook, Twitter, dan GitHub tanpa mengungkapkan akun media sosial tertentu.

Pembayaran Anonim

Dalam sistem pembayaran tradisional, rincian transaksi sering kali terbuka untuk banyak pihak, termasuk penyedia layanan pembayaran, bank, dan lembaga pemerintah, yang dapat mengorbankan privasi pengguna. Sedangkan mata uang kripto menggunakan transaksi peer-to-peer untuk menghindari pemantauan pihak ketiga, sebagian besar blockchain publik menampilkan transaksi secara publik. Ini berarti bahwa bahkan dengan alamat anonim, orang dapat melacak transaksi tertentu melalui korelasi alamat atau prosedur KYC pertukaran. Begitu alamat wallet diketahui, saldo dan riwayat transaksi akunnya menjadi terlihat.

Teknologi bukti nol pengetahuan menawarkan solusi pembayaran anonim pada tiga tingkat: koin privasi, aplikasi privasi, dan blockchain yang berfokus pada privasi. Misalnya, koin privasi seperti Zcash menggunakan teknologi bukti nol pengetahuan untuk menyembunyikan rincian transaksi, termasuk alamat pengirim dan penerima, jumlah transaksi, dan timestamp. Demikian pula, Tornado Cash, aplikasi terdesentralisasi yang dibangun di atas Ethereum, menggunakan bukti nol pengetahuan untuk menyembunyikan rincian transaksi, sehingga meningkatkan privasi transaksi.

Perkembangan Penting di ZK (Zero-Knowledge)

zk-SNARKs

ZK-SNARKs adalah teknologi bukti pengetahuan nol khusus yang memungkinkan verifikasi tanpa mengungkapkan informasi tambahan tentang pernyataan tersebut. Teknologi ini telah diterapkan dalam sistem pembayaran blockchain seperti Zcash dan JPMorgan.

Selain itu, ZK-SNARK meningkatkan efisiensi dan skalabilitas jaringan blockchain. Dalam blockchain tradisional, memastikan kebenaran transaksi memerlukan setiap node untuk memverifikasi setiap transaksi secara berulang-ulang, yang memakan waktu dan membatasi skalabilitas jaringan. ZK-SNARK menghindari kebutuhan node untuk memutar ulang langkah perhitungan secara bertahap dengan memverifikasi kebenaran perhitungan di luar rantai. Hal ini mengurangi kebutuhan penyimpanan data transaksi dan secara signifikan meningkatkan kecepatan pemrosesan jaringan.

Menggunakan ZK-SNARKs membutuhkan proses setup kepercayaan satu kali, di mana generator kunci menggunakan algoritma dan parameter rahasia untuk menghasilkan dua kunci publik penting: satu untuk membuat bukti dan yang lainnya untuk verifikasi. Proses ini membawa potensi risiko, seperti kebocoran parameter rahasia, yang dapat digunakan untuk menghasilkan bukti palsu. Oleh karena itu, komunitas akademik sedang aktif melakukan penelitian cara untuk menghilangkan ketergantungan pada setup kepercayaan dalam ZK-SNARKs untuk meningkatkan keamanan.

zk-Rollups

Zero-Knowledge Rollup mengacu pada penggunaan teknologi zero-knowledge proof untuk menggeser komputasi off-chain, sehingga mengurangi beban pada jaringan. Sebagai "solusi penskalaan" Layer 2 untuk Ethereum, ini dapat secara signifikan meningkatkan throughput transaksi sambil mempertahankan biaya transaksi yang rendah. Misalnya, pada tahun 2022, BNB Chain meluncurkan testnet zkBNB berdasarkan arsitektur zkRollup. zkBNB menggabungkan ratusan transaksi off-chain ke dalam satu batch dan menghasilkan bukti kriptografi untuk mengkonfirmasi kebenaran semua transaksi. Teknologi ini menyeimbangkan skalabilitas dan keamanan, sehingga cocok untuk lingkungan yang membutuhkan transaksi skala besar dan latensi rendah.

Mesin Virtual Ethereum (EVM) yang awalnya dirancang tidak mempertimbangkan penggunaan teknologi bukti pengetahuan nol. Pendiri Ethereum Vitalik Buterin percaya bahwa implementasi teknis zk-Rollup relatif kompleks dalam jangka pendek.

Tantangan zk-Rollup dan Lapisan Terpadu

zk-RollUp masih menghadapi beberapa tantangan, termasuk likuiditas dan dispersi pengguna, biaya verifikasi yang lebih tinggi akibat keterbatasan EVM, dan kesulitan mengikuti inovasi sistem bukti. Dengan kata lain, infrastruktur saat ini tidak dirancang untuk menjadi verifikator universal. EigenLayer memungkinkan pengembang untuk membuat protokol baru pada lapisan kepercayaan Ethereum, mengatasi batasan EVM, dan mendorong inovasi terbuka. Infrastruktur baru dapat diperkenalkan untuk mempercepat perkembangan Ethereum tanpa mengubah protokol yang mendasarinya.

Aligned Layer, sebagai lapisan verifikasi universal, bertujuan menjadi infrastruktur utama bagi jaringan dengan menciptakan lapisan yang secara khusus dirancang untuk zk-proofs. Ini memungkinkan pengembang mengakses jaringan verifikasi terdesentralisasi yang cepat, hemat biaya, dan scalable. Dengan fitur restaking EigenLayer, Ethereum akan didukung. Pendekatan ini mengurangi ketergantungan pada harga yang fluktuatif dan meningkatkan pengalaman pengguna secara keseluruhan. Selain itu, Aligned Layer mendorong inovasi Ethereum melalui komputasi yang dapat diverifikasi, mengintegrasikan sistem bukti kustom baru, mengurangi biaya verifikasi, dan meningkatkan keberlanjutan bagi para pengembang, sehingga mempromosikan inovasi dalam aplikasi-aplikasi yang dapat dipercaya baru.

Kesulitan dari Teknologi yang Ada

Kekurangan dari Blockchain Asli

Salah satu kekurangan dari blockchain yang dirancang asli adalah penambahan perangkat keras tidak membuat sistem lebih cepat. Hal ini karena setiap node harus menjalankan ulang komputasi. Zero-knowledge proofs (ZK-proofs) menangani masalah ini dengan memungkinkan komputasi kompleks untuk diperiksa dengan cepat menggunakan perangkat keras tambahan. Ide inti dari zero-knowledge proofs adalah memverifikasi string pendek (biasanya dalam urutan kB, jauh lebih kecil dari semua informasi yang diperlukan untuk pernyataan bukti), sehingga waktu verifikasi logaritmik terhadap skala komputasi, 𝑂 (log 𝑛), di mana (n) adalah jumlah langkah komputasi.

Meskipun secara teoritis dipahami sejak lama, kelayakan praktis baru muncul setelah tahun 2014. Sejak itu, telah terjadi pertumbuhan yang sangat pesat dalam kriptografi dan teori bukti, dengan kemajuan seperti bidang terbatas yang berbeda, kurva eliptik, fungsi hash, dan skema komitmen polinomial. Kemajuan ini telah menghasilkan kompromi dalam waktu bukti dan verifikasi serta ukuran bukti.

Zero-Knowledge Layer 2 (zk-rollups)

Solusi lapisan zero-knowledge (seperti zkSync, Starknet, dan Polygon) memperluas kemampuan Ethereum, membuatnya lebih cepat dan lebih murah sambil tetap mempertahankan jaminan keamanannya.

• ZK-rollups lebih efisien dalam penggunaan ruang blok, mengurangi biaya.
• Rollups mengalihkan eksekusi ke satu atau sekelompok node, membuktikan komputasi ke Ethereum melalui kontrak EVM, dan bergantung pada jaminan kriptoekonomi dan kriptografis untuk mempercayai Ethereum.

Namun, mereka juga menciptakan likuiditas dan masalah fragmentasi pengguna, seperti kebutuhan untuk bridging, yang meningkatkan biaya dan mempersulit pengalaman pengguna. Dengan solusi saat ini, jika Anda membangun aplikasi di atas komputasi yang dapat diverifikasi, Anda hanya dapat membangun aplikasi yang dipercayai oleh lapisan komputasi yang dapat diverifikasi. EigenLayer memungkinkan penciptaan aplikasi yang mewarisi kepercayaan Ethereum tanpa harus membangun aplikasi di atas blockchain itu sendiri. Anda dapat menggunakan mekanisme konsensus yang berbeda untuk membuat blockchain baru.

Selain itu, EigenLayer mendukung pembangunan sistem terdesentralisasi seperti jembatan, ketersediaan data, MEV, dan bahkan lapisan verifikasi ZK (seperti Aligned Layer-nya). Singkatnya, EigenLayer menggunakan solusi yang berbeda dari solusi Layer 2 lainnya untuk memperluas fungsionalitas Ethereum.

Inovasi EigenLayer

Mekanisme Restaking

EigenLayer memperkenalkan mekanisme restaking baru yang memungkinkan staker Ethereum menggunakan aset yang sama yang telah dipertaruhkan untuk berpartisipasi dalam berbagai aplikasi, yang dikenal sebagai Layanan yang Divalidasi Secara Aktif (AVS). Staker dapat mendapatkan imbalan tambahan dari berbagai aplikasi tanpa menimbulkan biaya tambahan yang signifikan, sehingga meningkatkan partisipasi mereka dan keamanan jaringan secara keseluruhan.

Beragam Skenario Aplikasi: EigenLayer mendukung konstruksi berbagai aplikasi, termasuk Lapisan Ketersediaan Data, Pemosisi Terdesentralisasi, Oracles, Manajemen MEV Opsional, dan Jembatan Mode Cepat untuk Rollups. Keragaman ini tidak hanya memperluas fungsionalitas ekosistem Ethereum tetapi juga memberikan para pengembang platform inovasi yang lebih fleksibel, memungkinkan desain solusi yang lebih efisien sesuai dengan berbagai kebutuhan.

Mengembangkan kemampuan Ethereum

EigenLayer memungkinkan pengembang untuk membangun protokol dan aplikasi baru pada lapisan kepercayaan Ethereum tanpa menjalankannya langsung pada blockchain Ethereum. Hal ini memungkinkan pengembang untuk memanfaatkan keamanan dan dasar kepercayaan Ethereum sambil bebas memilih mekanisme konsensus dan parameter desain yang berbeda, sehingga mencapai solusi blockchain yang lebih efisien. Misalnya, pengembang dapat membuat blockchain baru yang mendapatkan manfaat dari kepercayaan Ethereum sambil menawarkan fleksibilitas yang lebih besar dalam kinerja dan biaya.

Meningkatkan Efisiensi Verifikasi

Mekanisme restaking EigenLayer secara signifikan meningkatkan efisiensi verifikasi, membuat proses verifikasi lebih cepat dan lebih hemat biaya. Mekanisme ini memungkinkan beberapa hasil verifikasi diagregasi menjadi satu bukti, dengan sangat mengurangi sumber daya komputasi dan biaya yang diperlukan untuk verifikasi individu. Pendekatan verifikasi yang diagregasi ini tidak hanya meningkatkan skalabilitas sistem tetapi juga meningkatkan efisiensi keseluruhan proses verifikasi, membuat aplikasi blockchain berjalan lebih lancar.

Penjelasan Arsitektur Aligned Layer

Komponen Inti dari Aligned Layer

• Aligned Layer: Menerima bukti dari berbagai sistem bukti, memverifikasinya, mengirimkan hasil akhir ke Ethereum, dan menerbitkan data ke Lapisan Ketersediaan Data (DA).
• Data Availability Layer (DA Layer): Menyediakan penyimpanan untuk berbagai bukti, memastikan aksesibilitas dan ketahanan data.
• General Proof Verifiers: Secara berkala mengekstrak bukti dari DA Layer dan menghasilkan bukti untuk semua verifikasi bukti. Verifikator umum ini dapat didasarkan pada mesin virtual seperti SP1, Risc0, atau Nexus, yang dapat memverifikasi eksekusi kode Rust umum. Bukti verifikasi akhir disimpan dalam pohon rekursif untuk aggreGate dan mengompresi ukuran bukti.
• Ethereum: Menyediakan sumber kepercayaan dan likuiditas, menerima hasil verifikasi dari Aligned Layer.

Sumber: White Paper Aligned Layer

Sumber: Putih Kertas Aligned Layer

Proses Verifikasi

Manajer tugas menerbitkan bukti ke lapisan DA dan membuat tugas baru di Ethereum, mengirimkan nilai hash bukti dan metadata yang diperlukan. Operator mengambil tugas dari Ethereum, memperoleh bukti dari lapisan DA, dan kemudian mengirimkan hasil verifikasi ke pengumpul. Pengumpul memverifikasi hasil dan menerbitkannya di blockchain Ethereum.

Sumber: white paper Aligned Layer

Mekanisme Penalti

Untuk memastikan bahwa peserta dalam jaringan terdesentralisasi memiliki insentif yang sesuai, proyek ini memperkenalkan mekanisme pengurangan untuk menghukum peserta ketika aktivitas jahat terdeteksi. Mekanisme ini masih dalam pengembangan di sebagian besar layanan yang divalidasi secara aktif (AVS) dari EigenLayer. Solusi jangka pendek memerlukan kesepakatan dari dua pertiga operator dalam jaringan dan hasilnya akan dipublikasikan di Ethereum. Operator yang gagal mencapai konsensus akan dikenai hukuman karena menentang hasil yang disepakati oleh sebagian besar jaringan. Meskipun mekanisme ini tidak sempurna, mengingat bahwa perangkat lunak klien dari Aligned Layer akan ringan dan memiliki persyaratan perangkat keras yang lebih rendah, jaringan dapat menampung lebih banyak peserta untuk mencapai desentralisasi. Semakin terdesentralisasi jaringan, semakin tinggi kemungkinan bahwa sebagian besar anggota akan bertindak jujur.

Model Staking Ganda

Tim proyek telah mengusulkan model dual-staking. Pertama, itu memerlukan penggunaan Ethereum (ETH) dan re-staking dari EigenLayer untuk meluncurkan jaringan Proof of Stake (PoS). Fase ini bertujuan untuk memanfaatkan sumber daya dan basis kepercayaan Ethereum yang sudah ada untuk mendirikan operasi awal dan keamanan jaringan. Pada fase kedua, token asli diperkenalkan sebagai bagian dari infrastruktur kritis untuk memungkinkan hak governance, membuat biaya gangguan aktivitas jaringan dan keamanan sangat tinggi. Model dual staking memastikan keamanan tinggi dan aktivitas jaringan. Dengan memperkenalkan token asli untuk governance terdesentralisasi, model ini meningkatkan transparansi dan partisipasi dalam keputusan tentang perubahan struktural penting, memastikan operasi stabil jaringan dan keberlanjutan jangka panjang.

Kesimpulan

Tujuan Aligned Layer adalah untuk mengatasi tantangan yang awalnya tidak dirancang untuk bukti zero-knowledge (ZK-Proofs) dan untuk mengubah Ethereum menjadi platform verifikasi SNARK yang efisien dan hemat biaya. Aligned Layer menggunakan mekanisme restaking EigenLayer untuk memberikan keamanan ekonomi dan sumber kepercayaan, sehingga dapat mencapai proses verifikasi yang murah dan efisien dengan menggabungkan dan memverifikasi beberapa sistem bukti tanpa mengubah protokol dasar Ethereum. EigenLayer memungkinkan pengembang untuk membangun protokol dan aplikasi baru di lapisan kepercayaan Ethereum, mendorong inovasi terbuka dan memperkenalkan teknologi bukti baru, meningkatkan skalabilitas dan fleksibilitas sistem.