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MENT:「op/zk」rollup/mixers/MACI的批量处理存款-ODAILY_OMMI价格

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引言

在一堆不同的项目中,我们需要允许用户从EVM存入某种链下状态,该状态在链上表示为Merkle累加器。该Merkle树根据有效性证明或欺诈证明+同步假设进行更新。

SNARK友好的哈希函数非常昂贵,因此有必要最小化它的成本。在optimisticrollups世界中,它并不那么昂贵,但每次存款的成本限制了它在某些场景下的应用,例如大规模迁移。

要从EVM存入Merkle树,需要执行tree_depth哈希从而能够包含一个叶子节点。甚至在一个区块中有两笔存款都需要tree_depth的哈希值。那么有必要将它们合并在一起,这样它们只需要花费个哈希值。

这些存款为

在这里,我们提出了一种存储批处理方法,即

在另一篇文章中,我们将这些优化应用于mixers和optimisticrollups。

之前的工作

MerkleMountainRanges专注于创建深度随时间增长的Merkle树。在这个使用案例中,我们需要一个恒定深度的树,并且不能有可变数量的哈希值。在optimisticrollup中,这也不理想,因为随着树的深度的增长,需要更改放在链上的数据。

6月1日波卡解除质押120.48万枚DOT:5月30日消息,据KingData监控,本周(05月30日-06月05日)波卡解除质押的DOT总量为368.94万枚。解锁峰值在6月1日,解锁120.48万枚DOT。[2022/5/30 3:50:44]

将此用于存储是有问题的,因为随着数据集变大,峰值袋变得越来越稀少,因此存款速度变得越来越慢。这可能导致用户无限期地等待他们的资金存入。

另一种方法是多重证明但在这里不能使用,因为它需要在存款人之间安排协调员。鉴于不断变化的存款队列,状态很可能在协调更新得到处理之前已经改变。

方法

创建存款队列

如果您曾经玩过2048,您可能会从合并两个相同值的区块中获得乐趣。我们在这里对于Merkle树也这么做。

我们从一个空的存款树开始。当存款进来时,我们将其存储在队列中并等待。当下一笔存款进入此哈希时,将此哈希保存到我们当前深度为1、同时有2个待处理存款的存款树。然后我们可以停止存储与第一笔存款相关的任何数据。

当另一笔存款进来时,我们会再次存储它。然后对于下一个存款,我们用指定值对其进行哈希,然后用存款树对结果进行哈希。创建我们的深度为2、有4个待处理存款的存款树。

我们已经有效地合并了存款。

将存款树插入余额树中

此时,我们有一个深度为2的存款树,其中有4个待处理的存款。我们还有一个余额树,它包含一些先前存入的账户,其他地方都是零。我们不想覆盖树中的帐户。因为这会毁掉这些用户的账户。我们只需要将它们替换0。

波卡生态概念板块今日平均涨幅为7.04%:金色财经行情显示,波卡生态概念板块今日平均涨幅为7.04%。26个币种中24个上涨,2个下跌,其中领涨币种为:MXC(+32.00%)、EDG(+20.48%)、PCX(+17.12%)。领跌币种为:XOR(-6.11%)。[2021/10/2 17:20:23]

为了将新叶子插入余额树,我们需要证明:

一个节点的子节点全为零。我们需要这样做以防止覆盖已经有过存款的账户。

举个例子,假设我们有一个节点有2个子节点。我们知道,如果2个子节点都是0,那么节点==hash(0,0)。

但是如果树真的很深,在EVM/SNARK中计算这个哈希可能效率不高。因此,不如预先计算这个列表,并将其作为一个映射存储在智能合约中进行部署。

然后每当我们想要检查一个节点的子节点是否全为零时,我们只需查找此映射。所以有用Merkle证明该节点在树中,然后通过检查存储的映射证明它的子节点全为零。新的Merkle根只更改了零节点,其他一切都相同。

我们之前已经证明了一片叶子的子节点全为零,现在我们想要改变那片叶子,同时保持树的其余部分不变。

使用相同的Merkle路径,我们计算了用deposit_tree替换的没有叶子的根。

波卡生态概念板块今日平均涨幅为1.85%:金色财经行情显示,波卡生态概念板块今日平均涨幅为1.85%。26个币种中17个上涨,9个下跌,其中领涨币种为:MATH(+24.04%)、INSTAR(+18.14%)、OCEAN(+11.74%)。领跌币种为:XOR(-31.75%)、AR(-8.18%)、PCX(-6.31%)。[2021/5/10 21:45:11]

然后我们将这个新的Merkle根存储为包含所有存放叶子的新余额树,使用我们用来证明叶子在树中的相同Merkle路径确保了所有其他叶子不会改变,并且只允许我们更新零节点的子节点。

同步的注意事项

像zksnarks/optimisticrollup这样的一些系统需要证明时间才能执行存款。如果在这种情况下存款树发生变化,则证明可能无效。因此,最好有一种方法可以在某个存款树被存入时暂停更新。

概括

这里我们提出了一种合并存款的方法。我们在EVM中查询存款,当它们被存入更大的Merkle树时,它们会将它们合并。

在后续文章中,我们将把它应用到mixer存款和optimisticrollup存款/大规模迁移。

讨论:

波卡生态概念板块今日平均涨幅为2.85%:金色财经行情显示,波卡生态概念板块今日平均涨幅为2.85%。26个币种中16个上涨,10个下跌,其中领涨币种为:ANKR(+21.56%)、CELR(+20.94%)、AR(+15.21%)。领跌币种为:EDG(-33.11%)、KTON(-11.67%)、RING(-6.53%)。[2020/11/25 22:07:32]

weijiekoh

假设队列长度是8而不是4。

令storage为存储一个值所需的gas量。

令hash为哈希两个值所需的gas量。

这是否意味着存储在2^n位置用户由于其在队列中的位置而处于劣势。

barryWhiteHat

与现状相比,对每个人来说都更便宜?

weijiekoh

它确实对每个人来说都更便宜,在我看来,当考虑到每次哈希的成本时,这种权衡是一个偏好问题。如果哈希函数是便宜的(例如kecack),那么成本差异可以忽略不计,但如果哈希函数是昂贵的(例如Poseidon)那么

的使用者的gas花费加起来也比较昂贵。

vbuterin

因此KateCommitment值得探索。使用KateCommitment,只需一个组元素就可以轻松证明来自单个状态的任意数量的位置。这可以与队列方法结合使用,以确保有大量存款可以批量处理。Kate方法的另一个好处是很容易将其插入基于椭圆曲线的SNARK/PLONK证明中。

weijiekoh

请问你对使用KateCommitment有什么想法?是把所有的存款根积累到KateCommitment而不是余额树的吗?

vbuterin

将KateCommitment使用于存款和余额。

weijiekoh

尽管用我们拥有的最好的开发工具(带circom的BN254)来验证在snark中的KateCommitment仍然是不可行的。但我的意见是,我们必须等到更先进的snarks变得可行。

vbuterin

我没想过让snark从字面上验证椭圆曲线配对计算。我正在考虑使用类似PLONK的多项式证明,其中KateCommitment和opening作为两个参数传入,您只需直接对它们进行多项式检查。所以没有“一个系统验证另一个系统”的开销。

weijiekoh

请问这是你心目中的snark吗?

在这种情况下,像commit()函数需要一个SRS并且还需要对EC取幂来计算Kate承诺。我可能是错的,但由于在现有的alt_bn128的SRSes上执行EC操作的成本很高,我们是否需要在BabyJub曲线上进行新的'PowersofTauCeremony',以便我们可以拥有对snark友好的KateCommitment?

MichaelConnor

可以批量处理成KateCommitment的项目数量是否有实际上限?限制是SRS的大小?如果是这样,Merkle树不是提供更大的匿名集吗?

vbuterin

我的意思是直接对KateCommitment进行多重证明。所以你会有一个承诺P,你只需做一个标准的muti-opening来证明对于一组(x,y)有P(xi)=yi成立。

可以更进一步:为了避免每对都进行一次EC乘法,(x,y)对本身可以用多项式承诺进行编码,muti-opening将变成一个等价证明:,然后这些多项式承诺将同时成为PLONK证明的一部分。

weijiekoh

也许我应该从不同的角度去看问题。我主要关心用户的gas成本,其次才是协调器。这毕竟是批量存款技术要解决的问题。

在MACI中,我们需要证明ZK中余额树中每个叶子的事情。即在余额树中,每个叶子可能会或可能不会根据其解密内容修改状态树。由于我们要确保协调器以正确的顺序处理每条消息,我们的Groth16snark必须证明每个叶子的成员资格和消息树中的位置。

这已经花费了几十万gas。如果我们执行Kate多重证明,将至少添加另外193kgas。

如果/当我们转向PLONK,我们是否可以避免这种额外成本?

在短期内,如果没有PLONK,在BabyJub中使用Kate承诺可能会有好处,因此我们可以在Groth16snark中验证Kate承诺或Kateverkle树。

每个存入队列的用户只需支付存储32个字节的费用。

一旦存款队列已满,协调员就会累积成一个凯特承诺,这应该很便宜。例如,Kate提交16个值需要223454个gas,这比波塞冬二叉Merkle树有很大的改进,后者需要797835个gas来提交16个值。这样,用户和协调者都可以节省gas。

为了构建最终的余额树,协调器还将使用Kate承诺,从而生成Verkle树。由于我们可以以更低的gas成本承诺更多的价值,我们可以拥有更大的树容量。

当我们处理余额树时,我们会检查snark中每条消息的成员资格和位置,然后照常进行。

也许我们可以使用Verkle树(Merkle树使用Kate承诺作为哈希函数而不是Poseidon/MiMC)。

Pratyush

KZG10Commitments需要配对;BabyJubJub不是一个友好的配对曲线

weijiekoh

使用这种技术可以节省更多的gas。子树的哈希函数可以是SHA256,这在EVM中比较便宜。树的其余部分(从子树深入到根)可以用Poseidon进行哈希。

这样做的代价是,任何snark都会增加每个子树级别大约90k约束。从这个角度来看,TornadoCash的抽屉式电路有28271个约束条件。因此,这种方法只对MACI这样的用例有意义,在这种情况下,验证者可能不介意(粗略地)将他们的验证时间增加一倍甚至三倍。

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