Пролвер

Что такое пролвер в криптовалютах?

Пролвер — это человек, программа, узел, сервис или аппаратная система, которые создают криптографическое доказательство того, что утверждение, вычисление, пакет транзакций или переход состояния корректны.

В криптовалютах этот термин чаще всего встречается в контексте доказательств с нулевым разглашением, валидити-роллапов, zkVM, протоколов конфиденциальности и систем верифицируемых вычислений.

Задача пролвера — выполнить сложные вычисления, необходимые для создания доказательства, которое другая сторона сможет проверить с меньшими затратами.

Эта сторона называется верификатором.

Пролвер может подтвердить корректность вычисления, не заставляя каждого верификатора повторять его полностью.

Эта идея важна для масштабирования блокчейнов, поскольку в публичных блокчейнах множество участников должны согласовать корректность изменений состояния.

Если каждому узлу приходится подробно повторно выполнять каждую транзакцию, сеть может стать медленной и дорогой.

Системы доказательств позволяют пролверу выполнить или проверить большой объем вычислений вне блокчейна, а затем отправить в блокчейн компактное доказательство.

В документации Ethereum о доказательствах с нулевым разглашением объясняется, что верифицируемые вычисления позволяют узлу выполнить транзакцию за пределами Ethereum и отправить доказательство корректности ее выполнения вне блокчейна.

Проще всего представить пролвер как машину или участника, который создает математическую квитанцию, подтверждающую корректность вычисления.

Как работает пролвер

Сначала пролвер получает утверждение, которое необходимо доказать.

Это может быть простая задача, например доказать знание секретного значения.

Но задача также может быть сложной — например, доказать, что тысячи транзакций Layer 2 обработаны в соответствии с правилами протокола.

Пролвер также использует входные данные.

Некоторые из них могут быть публичными, то есть доступными верификатору.

Другие могут быть приватными: пролвер использует их, не раскрывая напрямую.

Во многих системах доказательств приватные входные данные называются свидетельством (witness).

Затем пролвер применяет алгоритм создания доказательства, преобразующий утверждение, ограничения, публичные входные данные и свидетельство в доказательство.

Как правило, доказательство значительно меньше исходного вычисления, а его проверка занимает меньше времени.

Верификатор проверяет доказательство с помощью алгоритма верификации.

Если доказательство корректно, верификатор принимает утверждение как истинное в соответствии с правилами системы доказательств.

Благодаря этому блокчейн может доверять результату вычисления, не доверяя лично пролверу.

Пролвер и верификатор: в чем разница

В системе доказательств у пролвера и верификатора противоположные роли.

Пролвер создает доказательство.

Верификатор проверяет его.

Обычно задача пролвера сложнее, поскольку создание доказательства может требовать значительных вычислительных ресурсов.

Задача верификатора обычно проще: проверка доказательства рассчитана на быстрое и недорогое выполнение.

Такая асимметрия полезна для блокчейнов: один пролвер может выполнить сложные вычисления вне сети, а множество узлов или смарт-контрактов — эффективно проверить результат.

Например, в ZK-роллапе пролвер может создать доказательство валидности для большого пакета транзакций.

Затем смарт-контракт верификатора в блокчейне проверяет доказательство, прежде чем принять обновление состояния роллапа.

В документации Ethereum о ZK-роллапах объясняется, что они используют доказательства валидности для финализации транзакций в Ethereum.

Верификатору не нужно доверять честности пролвера: некорректное доказательство должно не пройти проверку.

Пролвер и секвенсор: в чем разница

Пролвер — не то же самое, что секвенсор.

Секвенсор упорядочивает транзакции и обычно помогает формировать пакеты в системе роллапов.

Пролвер создает криптографическое доказательство валидности пакета или перехода состояния.

В одних системах одна организация может обслуживать и секвенирование, и создание доказательств.

В других эти процессы разделены между различными сервисами, узлами, рынками или участниками сообщества.

Это различие важно, поскольку упорядочивание транзакций и доказательство корректности — разные полномочия.

Секвенсор может влиять на порядок транзакций, задержку и пользовательский опыт.

Пролвер может влиять на доступность доказательств, сроки финализации и затраты на инфраструктуру.

Роллап может быть технически надежным, но при этом подвергаться риску централизации, если создание доказательств зависит от одного оператора.

В недавнем исследовании CrowdProve о создании доказательств сообществом изучается, как распределить работу по созданию доказательств для ZK-роллапов между множеством небольших пролверов, а не полагаться только на централизованную инфраструктуру.

Пролвер в доказательствах с нулевым разглашением

В доказательствах с нулевым разглашением пролвер пытается убедить верификатора в истинности утверждения, не раскрывая ничего, кроме самого факта его истинности.

Пролвер может знать секретные данные, сведения о приватной транзакции, атрибут личности, результат приватного вычисления или приватное свидетельство.

Доказательство должно раскрывать только те сведения, которые предусмотрено раскрывать системой.

Например, пользователь может доказать, что знает действительный пароль, не раскрывая сам пароль.

В криптовалютах пользователь может доказать, что транзакция соответствует правилам, не раскрывая все ее конфиденциальные данные.

Не каждое доказательство, используемое в роллапах, предназначено прежде всего для обеспечения конфиденциальности.

Многие роллапы используют доказательства валидности главным образом для масштабирования и подтверждения корректности, а не для сокрытия всех деталей транзакций.

Поэтому в случаях, когда речь идет о корректности выполнения, а не о полной конфиденциальности, иногда используют более широкий термин «доказательство валидности».

Пролвер и в этом случае остается компонентом, который создает доказательство.

Используется ли доказательство для обеспечения конфиденциальности, масштабирования или обеих целей, зависит от архитектуры протокола.

Пролвер в ZK-роллапах

В ZK-роллапе пролвер создает доказательство того, что пакет транзакций, выполненных вне блокчейна, был обработан корректно.

Роллап выполняет множество транзакций вне базового блокчейна.

Затем он отправляет в базовый блокчейн сжатые данные и доказательство валидности.

Базовый блокчейн проверяет доказательство вместо того, чтобы повторно выполнять каждую транзакцию пакета.

Это может уменьшить объем вычислений в блокчейне и повысить масштабируемость.

Пролвер — один из важнейших компонентов ZK-роллапа, поскольку для финализации обновлений состояния пользователи зависят от доказательств.

Если создание доказательства занимает много времени, финализация может задержаться.

Если создание доказательств обходится дорого, операционные затраты роллапа могут вырасти.

Если создание доказательств централизовано, роллап может чрезмерно зависеть от одного поставщика инфраструктуры.

Если создать доказательство не удается, роллапу может быть сложно отправлять новые корректные обновления состояния.

Поэтому архитектура, производительность, децентрализация и надежность пролверов — важные темы при разработке Layer 2.

Пролвер в zkVM

zkVM — это виртуальная машина с нулевым разглашением, способная доказать корректность выполнения программ.

Вместо создания отдельной схемы для каждой задачи разработчики могут запускать код в виртуальной машине и создавать доказательство его корректного выполнения.

В документации для разработчиков RISC Zero верифицируемые вычисления описываются как способ получить криптографически надежное подтверждение того, что конкретный алгоритм создал конкретный результат.

В zkVM пролвер запускает программу, записывает ход ее выполнения и создает доказательство этого выполнения.

После этого верификатор может проверить доказательство, не запуская всю программу заново.

Такая модель может сделать разработку ZK-приложений доступнее: разработчики могут использовать знакомые языки программирования или целевые виртуальные машины.

Пролверы zkVM можно использовать в роллапах, мостах, системах идентификации, приложениях с конфиденциальностью, верифицируемых ИИ-процессах, верифицируемых играх и вычислениях вне блокчейна.

Однако создание доказательств в zkVM может требовать значительных ресурсов.

Производительность зависит от размера программы, потребления памяти, системы доказательств, аппаратного обеспечения, архитектуры рекурсии и выбранных методов оптимизации.

Пролвер в системах STARK

В системах на основе STARK используются доказательства, которые можно проверять без опоры на те же предположения о доверенной настройке, что и в некоторых других системах доказательств.

В системе STARK пролвер преобразует вычисление в доказательство на основе алгебраических ограничений и данных трассировки.

Такое доказательство может подтвердить, что программа или пакет транзакций соответствовали заданным правилам.

В документации Starknet о SHARP описаны смарт-контракты в блокчейне, проверяющие доказательства STARK, созданные SHARP.

SHARP — пример общей инфраструктуры для создания доказательств: она может агрегировать и доказывать выполнение нескольких программ или приложений.

Пролверы STARK известны хорошей масштабируемостью и преимуществами прозрачности.

В зависимости от реализации они также могут создавать более крупные доказательства, чем некоторые системы SNARK.

Как и в любой системе доказательств, практические компромиссы зависят от времени создания доказательства, стоимости его проверки, размера, предположений о безопасности и удобства разработки.

Пролвер берет на себя значительную часть технической сложности, чтобы верификатор мог проверить краткое доказательство.

Пролвер в системах SNARK

В системах SNARK используются компактные доказательства, которые могут быть очень небольшими и быстро проверяться.

В такой системе пролвер создает компактное доказательство того, что вычисление удовлетворяет набору ограничений.

Для многих систем SNARK требуется доверенная настройка, хотя новые архитектуры могут уменьшать эту потребность или менять ее характер.

Для создания доказательства пролверу SNARK часто требуется ключ создания доказательств, сформированный во время настройки.

Верификатор использует ключ проверки, чтобы проверить доказательство.

Пролверы SNARK могут быть полезны, когда стоимость проверки в блокчейне должна быть очень низкой.

Это важно, поскольку блокчейны базового уровня взимают комиссии за вычисления и хранение данных.

Небольшое доказательство, которое можно недорого проверить, делает передовые приложения практичнее.

Однако создание доказательства все равно может обходиться пролверу дорого.

При разработке приложений на основе SNARK необходимо находить баланс между размером доказательства, временем его создания, предположениями о доверенной настройке и сложностью разработки.

Свидетель, публичные и приватные входные данные

Обычно пролвер использует как публичные, так и приватные входные данные.

Публичные входные данные — это значения, доступные верификатору.

Приватные входные данные используются пролвером, но не раскрываются напрямую.

Приватные входные данные часто называются свидетельством.

Например, в доказательстве приватной идентичности публичным входным значением может быть возрастной порог, а приватным свидетельством — фактическая дата рождения пользователя или данные его удостоверения.

В доказательстве роллапа публичными входными данными могут быть корни старого и нового состояний, обязательства пакета или параметры протокола.

В зависимости от архитектуры свидетельство может включать сведения о транзакциях, трассы выполнения, пути Меркла, подписи или промежуточные данные вычислений.

Пролвер использует свидетельство для создания доказательства.

Верификатор проверяет соответствие доказательства публичным входным данным.

Безопасная система доказательств не должна позволять пролверу создавать корректное доказательство ложного утверждения.

Схемы и ограничения

Во многих системах доказательств вычисления необходимо представить в виде схемы или набора ограничений.

Схема описывает доказываемое утверждение в форме, понятной системе доказательств.

Ограничения определяют правила, которым должны соответствовать корректные входные данные и шаги вычисления.

Например, схема может требовать, чтобы хеш был вычислен корректно, подпись была действительной или обновление баланса соответствовало правилам протокола.

Пролвер должен показать, что существует свидетельство, удовлетворяющее всем ограничениям.

Если свидетельство не удовлетворяет ограничениям, пролвер не должен иметь возможности создать корректное доказательство.

Проектирование схем — одна из самых сложных задач в разработке ZK-систем.

Ошибочно написанная схема может случайно доказать не то, что предполагалось.

Схема также может быть корректной, но неэффективной, из-за чего создание доказательств станет медленным или дорогим.

Высокая производительность пролвера часто начинается с правильно спроектированной схемы.

Трассы выполнения

В некоторых системах доказательств вместо традиционных схем для конкретных приложений используют трассы выполнения.

Трасса выполнения — это запись шагов вычисления, выполненных программой или виртуальной машиной.

Пролвер использует трассу, чтобы доказать, что каждый шаг соответствовал правилам машины или протокола.

Такая модель распространена в системах STARK и zkVM.

Создание трасс может стать серьезным узким местом производительности, поскольку большие программы могут порождать объемные трассы.

В недавних исследованиях виртуальных машин ZK основное внимание уделяется улучшению создания трасс, конвейеров генерации доказательств и аппаратного ускорения.

Эффективные трассы помогают снизить затраты и задержки при создании доказательств.

Для роллапов ускорение создания трасс может означать более быструю отправку доказательств и расчетов.

Для приложений оно может сделать верифицируемые вычисления практичнее для пользователей.

Пролвер отвечает за преобразование необработанного выполнения программы в данные, готовые для создания доказательства.

Производительность пролвера

Производительность пролвера — одна из важнейших практических проблем криптосистем с нулевым разглашением.

Создание доказательств может требовать значительных ресурсов CPU, GPU, памяти, хранилища и специализированного оборудования.

Некоторые системы позволяют быстрее создавать доказательство, но медленнее его проверять.

В других системах доказательство создается медленнее, зато получается меньшим или дешевле проверяется.

Команды роллапов часто тратят значительные инженерные ресурсы на оптимизацию конвейеров создания доказательств.

Более быстрый пролвер может сократить задержку при расчетах.

Более дешевый пролвер может снизить затраты пользователей.

Более масштабируемый пролвер может обрабатывать больше транзакций и поддерживать более сложные приложения.

Производительность также влияет на децентрализацию: если для создания доказательств требуется очень дорогое оборудование, меньше участников смогут запускать пролверы.

Из-за этого сеть может сильнее зависеть от специализированных операторов.

Децентрализация пролверов

Децентрализация пролверов означает, что создание доказательств не контролируется одной стороной.

На ранних этапах развития ZK-систем инфраструктура для создания доказательств часто централизована, поскольку технология сложна и дорога в эксплуатации.

Со временем многие проекты стремятся распределить этот процесс между участниками.

Распределенное создание доказательств может включать несколько пролверов, рынки доказательств, общие сети, участие сообщества или конкуренцию поставщиков оборудования.

Децентрализация этого процесса может снизить риск цензуры, сбоя работоспособности и зависимости от одного оператора.

Однако она также усложняет координацию.

Система должна назначать задания, проверять работу пролверов, выплачивать им вознаграждение, предотвращать спам, обрабатывать сбои и при необходимости защищать конфиденциальные данные-свидетельства.

В исследованиях общественного участия рассматривается, могут ли множество небольших машин помогать создавать доказательства для роллапов.

Если экономическая модель и безопасность окажутся эффективными, это может сделать инфраструктуру создания доказательств более открытой.

Децентрализация пролверов — не только техническая задача: она также зависит от стимулов, управления, доступа к оборудованию и удобства программного обеспечения.

Рынки пролверов

Рынок пролверов — это система, в которой разные пролверы конкурируют или взаимодействуют, создавая доказательства для приложений.

Роллап, мост, приложение zkVM или система конфиденциальности могут отправить задание сети пролверов.

Пролверы могут предлагать цену за выполнение задания или выбираться по правилам протокола.

После создания корректного доказательства пролвер может получить оплату.

Рынки пролверов могут снижать затраты за счет конкуренции.

Они также могут повышать надежность: приложения не ограничены одним сервером для создания доказательств.

Однако рынкам пролверов необходима надежная система проверки: она должна отклонять некорректные доказательства и обрабатывать невыполненные задания.

Если задания содержат конфиденциальные данные-свидетельства, также необходима защита приватности.

Некоторые задания можно безопасно передавать внешним исполнителям, поскольку в них используются только публичные данные.

Другие требуют конфиденциальных вычислений, зашифрованных свидетельств, доверенного оборудования или тщательно спроектированного протокола.

Рекурсивное создание доказательств

Рекурсивное создание доказательств — это проверка одного доказательства с помощью другого доказательства с последующим доказательством самой этой проверки.

Идея может показаться абстрактной, но для систем масштабирования она очень полезна.

Пролвер может создать множество небольших доказательств, а затем объединить их в одно более крупное.

Это может удешевить проверку и сократить объем данных, отправляемых в блокчейн.

Рекурсивные доказательства помогают роллапам агрегировать множество пакетов транзакций.

Они также позволяют zkVM доказывать длинные вычисления небольшими частями.

Рекурсивное создание доказательств повышает масштабируемость, но добавляет техническую сложность.

Конвейер создания доказательств должен управлять их объединением, схемами проверки, графиком агрегации и компромиссами производительности.

Архитектура рекурсивных доказательств может влиять и на задержку: создание итогового доказательства может зависеть от завершения предыдущих.

Пользователи обычно не замечают рекурсивного создания доказательств, но оно может влиять на скорость, комиссии и финализацию.

Агрегация доказательств

Агрегация доказательств — это объединение нескольких доказательств в одно доказательство или один процесс проверки.

Пролвер или агрегатор может объединить множество отдельных доказательств и создать одно, которое представляет их все.

Это может сократить затраты на проверку в блокчейне: базовый блокчейн проверит одно агрегированное доказательство вместо множества отдельных.

Агрегация полезна для роллапов, пулов конфиденциальности, пакетных расчетов и систем обмена сообщениями между блокчейнами.

Она также подходит для общей инфраструктуры создания доказательств, которой могут пользоваться разные приложения.

Компромисс заключается в том, что агрегация может увеличить задержку: системе иногда приходится ждать, пока накопится достаточно доказательств для объединения.

Кроме того, может возникнуть зависимость от агрегатора или общего сервиса создания доказательств.

Грамотная агрегация обеспечивает баланс эффективности, задержки, децентрализации и надежности.

Именно агрегация доказательств — одна из причин, по которым пролверы становятся важным инфраструктурным уровнем криптоиндустрии.

Чем больше приложений используют ZK-доказательства, тем ценнее становится эффективная агрегация.

Работоспособность системы создания доказательств

Работоспособность системы создания доказательств (liveness) — это ее способность постоянно создавать доказательства, когда они необходимы.

Если для финализации пакетов роллапу нужны доказательства, простой пролвера может задержать расчеты.

Если для разблокировки средств мосту нужны доказательства, простой пролвера может задержать вывод.

Если приватному приложению нужны доказательства действий пользователей, простой пролвера может помешать им завершить транзакции.

Работоспособность определяется не только математической безопасностью системы доказательств.

Она также зависит от способности реальной инфраструктуры работать под нагрузкой и выдерживать сбои, атаки и отказы оборудования.

Работоспособность можно повысить за счет резервирования, распределенного создания доказательств, очередей заданий, резервных пролверов, мониторинга и четких процедур на случай чрезвычайных ситуаций.

Пользователям важно понимать, что ZK-система может минимизировать необходимость доверия к корректности, но при этом зависеть от инфраструктуры создания доказательств для своевременной работы.

Даже корректное доказательство бесполезно, если его некому создать.

Поэтому работа пролверов — часть надежности протокола.

Корректность (soundness) доказательств

Корректность доказательств — это свойство, не позволяющее недобросовестному пролверу убедить верификатора в ложном утверждении.

В криптовалютах это свойство критически важно: ложное доказательство может позволить выполнить недопустимый переход состояния, создать фиктивный вывод, изменить баланс некорректным образом или совершить несанкционированное действие.

Система доказательств с низкой степенью корректности опасна, даже если работает быстро.

Корректность зависит от криптографических предположений, качества реализации, выбора параметров, правильности схемы и верификатора.

Пролвер может быть злонамеренным, но верификатор должен отклонить некорректное доказательство.

Именно поэтому системы доказательств обладают такими возможностями.

Протоколу не нужно доверять честности пролвера.

Достаточно, чтобы система доказательств и верификатор были безопасны.

Однако если схема доказывает неверное утверждение, доказательство может быть корректным для этой схемы, но при этом не защитить приложение.

Корректность необходимо учитывать как на уровне системы доказательств, так и на уровне проектирования приложения.

Полнота доказательств

Полнота означает, что честный пролвер должен иметь возможность создать доказательство истинного утверждения.

Если вычисление корректно и пролвер располагает правильным свидетельством, система доказательств должна создать доказательство, которое примет верификатор.

Полнота важна: система, которая отклоняет корректные доказательства или ненадежно их создает, непригодна к использованию.

Для роллапов низкая полнота может означать, что корректные пакеты транзакций не удается финализировать.

Для приложений с конфиденциальностью это может означать, что честные пользователи не могут доказать корректность своих действий.

Для zkVM это может означать, что корректные программы не удается доказать из-за ошибок реализации или нехватки ресурсов.

Полнота зависит от корректного программного обеспечения, достаточного объема памяти и вычислительных ресурсов, совместимых параметров доказательств и стабильной инфраструктуры.

На практике разработчики тщательно тестируют системы, чтобы убедиться, что доказательства для корректных рабочих нагрузок создаются надежно.

Пролвер должен быть защищен от ложных доказательств и при этом эффективно создавать доказательства истинных утверждений.

Хорошая архитектура пролвера обеспечивает баланс безопасности и удобства использования.

Свойство нулевого разглашения пролвера

Нулевое разглашение — это свойство, при котором доказательство не раскрывает ненужные сведения помимо истинности доказываемого утверждения.

Это свойство важно, если свидетельство содержит приватные данные.

Пролвер может знать секретный ключ, скрытую сумму транзакции, приватный атрибут личности или конфиденциальные входные данные вычисления.

Доказательство с нулевым разглашением должно позволять подтвердить нужное утверждение, не раскрывая этот секрет.

Не каждое доказательство валидности в криптовалютах должно обеспечивать высокий уровень конфиденциальности.

Некоторые системы используют технологию доказательств в основном для удешевления проверки.

Если требуется конфиденциальность, разработчикам необходимо тщательно продумать схемы, публичные входные данные, обработку метаданных и интерфейсы.

Доказательство может обладать свойством нулевого разглашения, но данные вокруг него все равно могут раскрывать информацию.

Например, поведение пользователя могут раскрыть время транзакций, адреса кошельков, IP-данные или шаблоны операций.

Пролвер может математически защитить свидетельство, но для защиты конфиденциальности в реальной работе необходимо обезопасить все приложение.

Оборудование для пролверов

В зависимости от системы доказательств и нагрузки пролверы могут использовать CPU, GPU, FPGA, ASIC или облачную инфраструктуру.

Создание доказательств может включать сложные математические операции: арифметику в конечных полях, полиномиальные обязательства, хеширование, быстрое преобразование Фурье и обработку трасс.

Для этих задач полезны распараллеливание и специализированное оборудование.

Аппаратное ускорение может сократить время и стоимость создания доказательств.

Однако оно также может усиливать централизацию, если лучшее оборудование для создания доказательств могут позволить себе только хорошо финансируемые операторы.

Некоторые проекты пытаются решить эту проблему, повышая эффективность программного обеспечения и поддерживая оборудование общего назначения.

Другие используют специализированные кластеры для создания доказательств с высокой пропускной способностью.

Выбор оборудования зависит от целей сети.

Система, рассчитанная на максимальную пропускную способность, может допускать более специализированную инфраструктуру.

Система, ориентированная на широкое участие, может отдавать предпочтение архитектурам пролверов, работающим на более доступных машинах.

Комиссии и экономика пролверов

Работа пролверов требует затрат.

Необходимы оборудование, электроэнергия, пропускная способность сети, инженерная работа, обслуживание и мониторинг.

В роллапе создание доказательств может оплачиваться за счет комиссий за транзакции, доходов протокола, субсидий или средств оператора.

На рынке пролверов им могут напрямую платить за выполненные задания.

Экономика пролверов важна, поскольку высокие затраты на создание доказательств могут повысить комиссии для пользователей.

Они также могут ограничивать набор приложений, которые целесообразно запускать.

Игра, социальное приложение или система недорогих платежей могут оказаться неэффективными, если для каждого действия требуется дорогое доказательство.

Разработчики часто оптимизируют схемы, группируют вычисления, агрегируют доказательства и используют рекурсию, чтобы снизить стоимость создания доказательства на одну транзакцию.

Пользователи могут не видеть комиссию пролвера напрямую, но ощущать ее через затраты на транзакции, задержки расчетов или ограничения приложения.

Эффективное создание доказательств — один из ключевых факторов массового внедрения ZK-приложений.

Риски безопасности пролверов

Первый риск — ошибки реализации.

Ошибочный пролвер может создавать некорректные доказательства, отказывать под нагрузкой или раскрывать конфиденциальные данные-свидетельства.

Второй риск — централизация создания доказательств.

Если создавать доказательства может только один оператор, его отказ может привести к простоям или цензуре.

Третий риск — утечка свидетельства.

Если сервис создания доказательств получает приватные входные данные, недостаточные меры защиты могут привести к раскрытию данных пользователей.

Четвертый риск — ошибки в схемах.

Пролвер может создать корректное доказательство для неверно заданной схемы, если она не обеспечивает соблюдение предполагаемых правил.

Пятый риск — компрометация оборудования.

Взломанные машины для создания доказательств могут раскрыть секреты, задержать задания или атаковать инфраструктуру приложения.

Шестой риск — экономическая неустойчивость.

Если пролверам недостаточно платят, мощностей для создания доказательств может не хватать.

Седьмой риск — обновления.

Изменения программного обеспечения, схем или контрактов верификатора могут привести к появлению новых уязвимостей.

Пролвер и доступность данных

Пролвер доказывает корректность, но автоматически не гарантирует доступность данных.

Доступность данных означает, что пользователи или узлы могут получить данные транзакций или состояния, необходимые для восстановления или проверки состояния системы.

Это различие важно для роллапов.

Доказательство валидности может подтвердить корректность перехода состояния, но пользователям также нужны данные, позволяющие узнать свои балансы, вывести активы или восстановить состояние.

В разных архитектурах роллапов и решений для масштабирования доступность данных обеспечивается по-разному.

Некоторые публикуют данные в базовом блокчейне.

Другие используют отдельные уровни доступности данных.

Некоторые применяют комитеты или другие модели.

Задача пролвера — доказать утверждение, а не самостоятельно решить все проблемы доступности данных.

Для безопасной системы масштабирования нужны и корректные доказательства, и доступные данные.

Пролвер и финализация

Финализация — это принятие транзакции или обновления состояния как окончательно рассчитанного в соответствии с правилами сети.

В системах, основанных на доказательствах валидности, скорость создания доказательств может влиять на сроки финализации.

Пакет может быстро обрабатываться в Layer 2, но окончательный расчет в базовом блокчейне может ждать доказательства.

Если пролвер работает быстро, расчет может завершиться раньше.

Если пролвер работает медленно или перегружен, пользователям может потребоваться больше времени для получения окончательного подтверждения или вывода средств.

Рекурсивные доказательства и их агрегация могут повысить эффективность, но привести к задержкам из-за пакетной обработки.

Финализация также зависит от времени создания блоков базового блокчейна, правил подтверждения и выполнения контракта верификатора.

Пролвер — лишь один из компонентов процесса финализации.

Тем не менее скорость пролвера часто становится одним из наиболее заметных ограничений ZK-систем.

Более эффективные пролверы могут сделать ZK-приложения быстрее и надежнее для пользователей.

Пролверы и мосты

Пролверы можно использовать в мостах для доказательства событий, переходов состояния или сообщений, передаваемых из одного блокчейна в другой.

Мост на основе доказательств может позволить одному блокчейну проверять сведения о другом, не полагаясь на централизованную группу подписантов.

Например, пролвер может создать доказательство того, что транзакция, корень состояния или сообщение в исходном блокчейне были корректными.

Затем контракт верификатора в целевом блокчейне может проверить доказательство.

По сравнению с некоторыми моделями мостов это может уменьшить необходимость доверия.

Однако мосты на основе доказательств остаются сложными системами.

Они должны учитывать реорганизации блокчейна, предположения о финализации, корректность верификатора, доступность данных, стоимость доказательств и риски обновлений.

Пролвер может улучшить предположения о доверии к мосту, но сам по себе не делает архитектуру моста безопасной.

Пользователям по-прежнему следует считать кроссчейн-системы высокорисковой инфраструктурой.

Безопасность моста зависит от всей архитектуры, а не только от наличия пролвера.

Пролвер и конфиденциальность

В криптовалютных приложениях, ориентированных на конфиденциальность, пролвер может помогать пользователям подтверждать соблюдение правил, не раскрывая конфиденциальные сведения.

Например, пользователь может доказать, что владеет удостоверением, не раскрывая его полностью.

Пользователь может подтвердить корректность баланса транзакции, не раскрывая все ее приватные данные.

Пользователь может доказать, что входит в группу, не раскрывая, кто именно он среди ее участников.

Пролвер создает доказательство с помощью приватных входных данных.

Верификатор проверяет доказательство по публичным правилам.

Так становится возможным выборочное раскрытие информации.

Однако конфиденциальность зависит не только от самого доказательства.

Метаданные, сетевая активность, время операций, повторное использование адресов, цифровой отпечаток браузера и журналы приложения все еще могут раскрывать информацию.

Надежная система конфиденциальности должна защищать весь путь пользователя, а не только криптографическое свидетельство.

Пролверы и соблюдение требований

Пролверы могут поддерживать совместимые с требованиями криптовалютные решения, позволяя подтверждать сведения без раскрытия лишних персональных данных.

Например, пользователь может доказать соответствие критерию допуска, не размещая полный документ, удостоверяющий личность, в блокчейне.

Протокол может доказать, что вычисление соответствует набору правил, не раскрывая конфиденциальные деловые данные.

Финансовое приложение может подтвердить соблюдение учетных ограничений при переходе состояния, не публикуя каждую внутреннюю запись.

Это не означает, что доказательства с нулевым разглашением автоматически решают все вопросы соблюдения требований.

Правовые требования зависят от юрисдикции и конкретного применения.

Некоторые правила могут по-прежнему требовать ведения учета, аудита, проверки личности, отчетности или раскрытия информации.

Пролвер может сократить ненужное раскрытие данных, но не заменяет правовой анализ.

Грамотная модель соблюдения требований должна объединять криптографию, политику, управление и согласие пользователей.

Пролверы позволяют выборочно проверять данные, но люди по-прежнему определяют, что именно необходимо доказать.

Преимущества пролверов

Первое преимущество пролвера — масштабируемость.

Пролвер может сжать большой объем вычислений в доказательство, проверка которого обходится дешевле.

Второе преимущество — конфиденциальность.

Если система доказательств рассчитана на нулевое разглашение, пролвер может подтверждать сведения о приватных данных, не раскрывая сами данные.

Третье преимущество — минимизация доверия.

Верификаторам не нужно доверять честности пролвера, если некорректные доказательства отклоняются.

Четвертое преимущество — совместимость систем.

Доказательства помогают одной системе проверять сведения о другой.

Пятое преимущество — возможность аудита.

Доказательство может предоставить математическое подтверждение того, что вычисление соответствовало определенным правилам.

Шестое преимущество — автоматизация.

Смарт-контракты могут проверять доказательства и действовать на их основе без ручной проверки.

Седьмое преимущество — эффективность.

Агрегация и рекурсия доказательств могут снизить затраты на многократную проверку множества транзакций или приложений.

Ограничения пролверов

Первое ограничение — стоимость.

Создание доказательств может требовать значительных вычислительных ресурсов.

Второе ограничение — задержка.

Создание доказательств может занимать время, задерживая расчеты или вывод средств.

Третье ограничение — сложность.

Для создания доказательств нужны специализированная криптография, инженерная экспертиза и проверка безопасности.

Четвертое ограничение — риск централизации.

Высокие требования к оборудованию затрудняют запуск пролверов для большого числа независимых участников.

Пятое ограничение — зависимость от схемы.

Доказательство подтверждает только то, что действительно проверяет схема или программа.

Шестое ограничение — утечки конфиденциальных данных за пределами доказательства.

Доказательство с нулевым разглашением само по себе не скрывает метаданные и не исправляет недостатки архитектуры приложения.

Седьмое ограничение — риск обновлений.

Изменения программного обеспечения, схем или контрактов верификатора могут привести к новым предположениям о безопасности.

Как пользователям следует относиться к пролверам

Большинство пользователей напрямую не взаимодействуют с пролверами.

Они используют кошельки, роллапы, мосты, приложения с конфиденциальностью или децентрализованные приложения, в которых пролверы работают незаметно.

Тем не менее пользователям важно понимать роль пролвера, поскольку он влияет на скорость, комиссии, финализацию и предположения о доверии.

Если роллап зависит от одного централизованного пролвера, пользователям следует выяснить, что произойдет, если он перестанет работать.

Если приложение с конфиденциальностью использует удаленный сервис создания доказательств, пользователям следует выяснить, передаются ли этому сервису приватные данные.

Если мост полагается на доказательства, пользователям следует понимать, что именно они подтверждают, а что не проверяют.

Также стоит выяснить, прошел ли контракт верификатора аудит и есть ли у системы доказательств четкая модель безопасности.

Наличие пролвера не является волшебной гарантией безопасности.

Пролвер полезен только при правильной разработке системы доказательств, схемы, верификатора, механизмов доступности данных и управления.

Пользователям следует рассматривать создание доказательств как один из уровней безопасности, а не как всю систему целиком.

Рекомендации разработчикам

Разработчикам следует четко определить утверждение, которое должен доказывать пролвер.

Необходимо проектировать схемы или программы, точно обеспечивающие соблюдение нужных правил.

Следует использовать тщательно проверенные системы доказательств и не разрабатывать собственную криптографию без экспертной оценки.

Нужно тестировать создание доказательств на реалистичных нагрузках, в граничных случаях и при сбоях.

Следует измерять время создания доказательств, потребление памяти, требования к оборудованию и стоимость проверки.

Если при создании доказательств используются конфиденциальные данные пользователей, их необходимо защищать.

Следует документировать публичные входные данные, чтобы пользователи и аудиторы понимали, что именно проверяет верификатор.

По возможности инфраструктуру пролвера следует отделять от привилегий доверенного администратора.

Необходимо предусмотреть простои пролвера, повторную отправку заданий, мониторинг и аварийный резервный механизм.

При изменении схем, ключей создания доказательств, контрактов верификатора или программного обеспечения пролвера следует сообщать о связанных рисках обновления.

Распространенные заблуждения о пролверах

Одно из заблуждений состоит в том, что пролверу необходимо доверять.

В хорошо спроектированной системе доказательств верификатор должен отклонить некорректное доказательство, даже если пролвер действует недобросовестно.

Другое заблуждение — что пролвер всегда обеспечивает конфиденциальность.

Некоторые пролверы создают доказательства валидности для масштабирования, не скрывая все данные транзакций.

Еще одно заблуждение — что создание доказательств обходится дешево.

Создание доказательства может быть намного дороже его проверки и требовать специализированной инфраструктуры.

Также ошибочно считать, что корректное доказательство подтверждает все аспекты приложения.

Оно подтверждает только конкретное утверждение, заложенное в схему или программу.

Некоторые полагают, что проблема децентрализации пролверов уже повсюду решена.

Многие системы все еще работают над созданием более открытой и децентрализованной инфраструктуры доказательств.

Еще одно заблуждение — что пользователям никогда не нужно думать о пролверах.

Пользователи могут не запускать пролверы, но их архитектура влияет на вывод средств, финализацию, комиссии, конфиденциальность и надежность приложений.

FAQ

Что означает термин «пролвер» в криптовалютах?

Пролвер — это участник, программа, узел или сервис, создающий криптографическое доказательство корректности утверждения, вычисления или перехода состояния.

Что такое пролвер в доказательстве с нулевым разглашением?

В доказательстве с нулевым разглашением пролвер создает доказательство, убеждающее верификатора в истинности утверждения без раскрытия ненужной конфиденциальной информации.

Чем пролвер отличается от верификатора?

Пролвер создает доказательство, а верификатор проверяет его корректность.

Почему пролверы важны для ZK-роллапов?

Пролверы создают доказательства валидности, позволяющие рассчитывать пакеты транзакций в базовом блокчейне без повторного выполнения всех транзакций каждым узлом.

Пролвер и секвенсор — это одно и то же?

Нет. Секвенсор упорядочивает транзакции, а пролвер создает криптографические доказательства корректного выполнения или валидности переходов состояния.

Пролвер всегда скрывает конфиденциальные данные?

Нет. Некоторые пролверы используются преимущественно для масштабирования и подтверждения корректности, а конфиденциальность зависит от того, рассчитаны ли система доказательств и приложение на нулевое разглашение.

Может ли недобросовестный пролвер создать поддельное доказательство?

Безопасная система доказательств должна не позволять недобросовестному пролверу создавать корректное доказательство ложного утверждения.

Почему создание доказательств обходится дорого?

Оно может требовать больших вычислений, ресурсоемкого создания трасс, операций с полиномами, хеширования, рекурсии и специализированного оборудования.

Что такое свидетельство при создании доказательств?

Свидетельство — это приватные или внутренние данные, которые пролвер использует для создания доказательства, не обязательно раскрывая их верификатору.

Что такое рекурсивное создание доказательств?

Это процесс доказательства корректности другого доказательства, который позволяет объединять множество доказательств в одно, более компактное или эффективное.

Что произойдет, если пролвер роллапа перестанет работать?

Если роллап зависит от этого пролвера, отправка доказательств и окончательные расчеты могут задержаться до восстановления его работы или подключения резервного пролвера.

Возможна ли децентрализация пролверов?

Да. Это активно развивающееся направление исследований, однако для него нужны решения по назначению заданий, оплате, надежности, конфиденциальности и проверке.

Заключение

Пролвер — одна из важнейших инфраструктурных ролей в современных криптографических системах доказательств.

Он создает криптографические доказательства, позволяющие верификаторам проверять утверждения, вычисления, пакеты транзакций или переходы состояния без повторения всей исходной работы.

Пролверы играют центральную роль в доказательствах с нулевым разглашением, ZK-роллапах, zkVM, системах STARK и SNARK, агрегации и рекурсивном создании доказательств, протоколах конфиденциальности, мостах и верифицируемых вычислениях.

Главная ценность пролвера в том, что он переносит сложные вычисления с верификатора, сохраняя возможность надежной проверки.

Это может повысить масштабируемость, уменьшить объем операций в блокчейне, обеспечить конфиденциальность и открыть возможности для новых архитектур приложений.

Однако работа пролверов связана и с практическими трудностями.

Создание доказательств может быть дорогим, медленным, требовательным к оборудованию, сложным в эксплуатации и иногда централизованным.

Полезность доказательства зависит от того, какое утверждение оно подтверждает, что именно проверяет схема или программа, насколько надежен верификатор и насколько стабильно работает инфраструктура создания доказательств.

Пользователям важно помнить: пролвер делает криптографическую проверку эффективнее, но не устраняет все риски роллапов, мостов, приложений с конфиденциальностью и систем смарт-контрактов.

Разработчикам важно учитывать, что архитектура пролвера должна быть безопасной, эффективной, тщательно протестированной, учитывающей конфиденциальность и хорошо документированной.

Проще всего представить пролвер как систему, выполняющую сложную математическую работу, чтобы остальные участники криптосети могли быстро и без необходимости доверять ей проверить результат.