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引言
Moledao 携手 Alibaba Cloud 发起了 MoleEdu 公益课程,涵盖加密学、隐私计算、DeFi、数字身份、DAO、安全合规等主题。第一周中文课圆满结束,让我们一起回顾本周知识,快速了解区块链技术的基本原理和应用场景,解锁区块链新篇章。
⬇️报名链接⬇️
https://wj.qq.com/s2/12755790/27b1/
01
课程回放
7 月 24 日「基础之周」Web 3 基础知识
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https://www.youtube.com/watch?v=lTrNp2tO_cY
7 月 25 日「基础之周」Web3 隐私保护方案
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7 月 26 日「基础之周 」Chainlink 预言机
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7 月 27 日「基础之周 」区块链节点客户端及 RPC
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7 月 28 日「基础之周 」Web3 共识协议
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02
优秀学员
第一周优秀学员共计 19 位,他们分别是:
冀滋升,Fris,邵雯静,颜洪斌,王文森,祁妍利,sj,EkkoYang,易淑俊,姚圣伟,张博夫 Bofu Zhang,Luna,叶昊洋,任子锋,Liang Lingxiao,Qi Manli,Tina,王磊,赵航 (Arthur)
请上述同学留意邮箱信件,我们会在八周课程结束之后统一发送到同学们的邮箱当中!
03
笔记速递
7 月 24 日课程:web3 基础知识
01 Web3 解决什么问题?
权威问题:中心化,可关机
透明问题:可篡改,可消失
信任问题:需信任,需托管
02 去中心化网络有哪些?
P2P 网络:BT 网
联盟链网络:数字央行链
公共链网络:比特币,以太坊
03 Web3 你必须要知道的概念统计!
钱包,身份,控制,权限,区块链,出块,溯源,共识,挖矿,投票,智能合约,扩容分叉
7 月 25 日课程:web3 隐私保护方案
01 什么是 FHE?
全同态加密(Fully Homomorphic Encryption,简称 FHE)是一种加密类型,它允许在密文上执行计算,而无需先解密。这意味着数据可以在保持私密和安全的同时进行处理和分析。FHE 被认为是加密领域的“圣杯”,因为它有潜力彻底改变我们处理敏感数据的方式。借助 FHE,数据可以在云端或其他远程服务器上进行处理,而无需将数据透露给任何人,包括服务器所有者。这使得 FHE 非常适用于潜在的现实世界应用,包括安全云计算、安全机器学习、安全数据共享、安全金融交易和安全医疗数据分析。
尽管全同态加密(Fully Homomorphic Encryption,简称 FHE)有潜力彻底改变我们处理敏感数据的方式,但在其被广泛应用之前仍需解决一些挑战。其中一个主要挑战是 FHE 的计算复杂性。FHE 执行即使简单操作也需要大量计算资源,这使得它在许多实际应用中不切实际。另一个挑战是密文的大小。FHE 密文通常比明文大得多,这使得高效传输和存储数据变得困难。此外,FHE 仍然是一项相对较新的技术,其安全性、性能和可扩展性方面还存在许多开放性研究问题。最后,FHE 需要专门的硬件和软件来实施,这使得在实践中部署变得困难且昂贵。
02 FHE 的发展历史?
同态加密的概念最早是在 20 世纪 70 年代末由 Rivest、Adleman 和 Dertouzos 提出的,他们提出了一个问题:“我们能够在加密数据上进行计算吗?”然而,直到 2009 年,Craig Gentry 才发布了第一个全同态加密方案。这个方案基于数学概念——理想格,并允许在加密数据上执行任意计算。从那时起,全同态加密领域出现了一系列研究活动,涌现出许多新的方案和优化方法。2012 年,Shafi Goldwasser 和 Silvio Micali 因其在零知识证明方面的工作获得了图灵奖,零知识证明在全同态加密中具有重要应用。如今,全同态加密仍然是一个活跃的研究领域,持续的工作主要集中在改进 FHE 方案的效率、安全性和可扩展性方面。
03 FHE 有什么重要特性?
这些特性对于确保使用 FHE 处理的数据的安全性和隐私性至关重要,包括:
正确性:FHE 对密文进行的计算产生与明文相同的结果,没有任何错误或扭曲。
语义安全:FHE 密文具有语义安全性,这意味着攻击者无法区分加密了不同明文的两个密文。
紧凑性:FHE 密文紧凑,这意味着它们不会透露除电路输出值之外的任何关于所评估电路的信息。
电路隐私:由 Evaluate 函数生成的 FHE 密文,即使对于生成公钥和私钥的一方,也不会透露任何关于所评估电路的信息。
04 FHE 的衍生
FHE 在零知识证明中的应用,例如零知识 Paillier;利用全同态混合加密来最小化非交互式零知识证明
多密钥全同态加密,例如,多个参与方各自使用自己的密钥将加密数据上传到云端,我们希望云端能够汇总这些数据并对其进行有用的统计计算。
使用 HE 进行私密数据库查询,例如使用某种程度上的全同态加密进行私密数据库查询;在现实环境中使用量子协议执行私密数据库查询。
05 交互式零知识证明和非交互式零知识证明之间的区别
交互式零知识证明:在交互式零知识证明中,证明者和验证者进行一系列来回的交互。证明者向验证者发送多个消息,而验证者根据收到的消息产生挑战。证明者随后发送附加的响应,这种交互持续进行,直到验证者对证明的有效性感到满意。这种交互式过程允许验证者向证明者提问并从证明者那里获得特定的回答,增加了保证的程度。
交互式零知识证明的地位,如下图:
非交互式零知识证明:相比之下,非交互式零知识证明不需要证明者和验证者之间的任何来回交流。证明者生成一个单一的消息(证明),其中包含所有必要的信息,以使验证者相信该陈述的真实性,无需进一步的交流。验证者可以使用这个单一的消息独立验证证明的有效性。非交互式零知识证明通常适用于需要最小化通信开销或一次性证明生成足够的场景。
06 Fiat-Shamir 协议和 Sigma 协议
采用 Hash 函数的方法来把一个交互式的证明系统变成非交互式的方法被称为 Fiat-Shamir 变换,它由密码学老前辈 Amos Fiat 和 Adi Shamir 两人在 1986 年提出。Fiat-Shamir 变换,又叫 Fiat-Shamir Heurisitc(启发式),或者 Fiat-Shamir Paradigm(范式),是 Fiat 和 Shamir 在 1986 年提出的一个变换,其特点是可以将交互式零知识证明转换为非交互式零知识证明。这样就通过减少通信步骤而提高了通信的效率!
Fiat-Shamir 协议,内容如下:
Sigma 协议,内容如下:
07 zk-SNARKs 协议家族介绍
zk-SNARKs 是零知识证明的一种协议系列,允许一方(证明者)向另一方(验证者)证明某个陈述的真实性,而无需透露除该陈述真实性之外的任何额外信息。
zk-SNARKs 的两个主要瓶颈是多标量乘法和数论变换。多标量乘法是一种涉及将多个标量值相乘的操作,这是一个计算上昂贵的操作。数论变换是一种用于在不同数值表示之间转换的数学操作,也可能需要较大的计算开销。
zk-SNARKs 协议系列包含多种协议,它们使用不同的技术实现这一目标,例如,PLONK’19,如下图:
Groth’16,如下图:
7 月 26 日课程:Chainlink 预言机
01 Web3 的发展
Web1: 门户网站,专业用户创造内容,普通用户属于只读模式
Web2: 用户可读也可写,例如电商、及时通讯软件,但是大平台存在数据垄断的问题(平台可以修改或者删除数据)
Web3:用户可读可写可拥有其所有权,例如,银行资产可以更透明,游戏数据(装备等)永久拥有性
02 预言机
单节点预言机 -- 中心化,数据存在被修改操纵的问题
去中心化预言机网络 -- 依赖多个预言机节点的数据,聚合后的数据写入网络,避免某个预言机宕机或被攻击时造成的损失
03 Data Feed(获取标准数据)
data feed 是指一种数据使用模式或者方式,去中心化预言机网络通过 Data Feed 获取外部数据源,进行聚合以后再发送到链上的合约。chainlink 的 data feed 的工作流如下:
data feed 使用场景主要是集中在 DeFi 当中,去获取资产价格,例如,抵押者抵押的资产是多少,稳定币的价格等。具体信息,如下:
04 Chainlink Functions(获取非标数据)
使用场景如下:
工作流程如下:
dApp 向 Chainlink 函数智能合约发出请求。该请求包括 URL、数据的任何转换以及加密凭证(如果有)。
一个去中心化预言机网络(DON)持续监听 Chainlink Functions 智能合约。当它捕捉到请求时,每个节点独立地在其运行时环境执行请求以获取外部数据,对其进行任何计算,并返回结果。
节点使用 OCR 2.0 就最终答案达成共识。然后选择一个节点将结果传回链上。在极少情况下,如果节点未能发布数据,将选择另一个节点将其传回链上。最终结果是高可靠性和最小化信任的安全性。
05 Chainlink VRF (verifiable random function)
VRF 使用场景主要集中在 NFT 的创建和分发,其主要作用就是产生一个可验证的随机数,具体流程如下:
06 Chainlink Automation
链下预言机周期性,根据某些条件自动触发合约,主要使用场景有去中心化交易所自动限价单等,流程如下:
07 CCIP -- 跨链
目的:让跨链更安全,更容易
批处理提高效率:大型提交 DON;提交 DON 一次性提交多条消息;AFN 一次性验证多条消息
前瞻性设计: 未来具有不同执行模型的消息类型可以共享关键基础设施。
跨链角色分为三个:
committing DON:负责发送消息,路由消息,提交消息,路由器根据目标链和代币路由消息。
AFN(Anti-fraud network):AFN 等待提交并通过 OnRamp 发出的事件独立重建它;匹配提交,AFN 发送交易到 AFN 合约以验证提交。
Executing DON:执行 DON 包括许多运行 OCR2 的预言机;等待消息在 CommitStore 中提交并在 AFN 合约中得到验证;使用密码证明将执行交易发送到 OffRamp,证明消息包含在提交中。
08 其他资料
Chainlink 产品服务介绍
https://blog.chain.link/what-is-chainlink
Chainlink Bilibili 视频教程
https://www.bilibili.com/video/BV1ed4y1N7Uv
CCIP 案例介绍(对于开发者)
https://blog.chain.link/how-to-use-ccip/
CCIP 文档(对于开发者)
https://docs.chain.link/ccip
7 月 27 日课程:区块链节点客户端及 RPC
01 区块链节点及客户端
节点:通常指的是区块链网络中的计算机,也就是说任何连接到区块链网络的计算机(包括手机,矿机等)都称为节点。比如说比特币网络,是一个公有链,用户在自己的联网电脑上运行比特币程序时,这个电脑就成为比特币区块链网络中的一个节点。
客户端:可以简单理解为运行这个节点的软件
分类:Full(全量节点数据,但只有最新的状态);Archive(归档节点,所有数据 + 状态);Light(无法访问历史数据,一般给 C 端用户使用)
02 区块链 RPC 和 API
RPC(Remote Procedure Call),即远程过程调用,可以理解为一个节点请求另一个节点提供的服务。具体概念,展示如下:
分享 RPC 的工具
RPC 架构
网页前端直接请求 RPC 服务,例如 Uniswap,Metamask
后台请求 RPC 服务,返回给前端,往往需要进行数据加工,或者为了更安全,例如 Dune
RPC 展望
趋势:去中心化架构处理(隐私性,健壮性,提供企业级服务)
PRPC 供应商:需要做更多的数据索引,账户抽象(适应市场需求,将账户抽象融入产品当中)
7 月 28 日课程:Web3 共识协议
01 共识的必要性
中心化系统:中心化机构可以提供一定的信任,但会存在效率低;容易受到攻击;容易受到攻击等问题。
去中心化系统:去中心化公开的账本从而替代中心化平台的作用,但有可能产生节点坏死,节点说谎(信息错误)。
共识的诞生:协议去维护账本的一致性,需要保证交易主体,交易内容,交易顺序的正确性并可验证
去中心化系统的错误类型:机器本身故障(并非人为作恶);作恶节点;根据权衡利益,选择行为的节点(时好时坏的节点)
02 共识的挑战
共识的定义的两个关键
agreement:当系统中所有的不出问题的节点,共同认同一个数据的时候
termination:在有限的步之内,有时间的上限
拜占庭作恶出现时,能否实现所有好的节点在一定时间内,采取统一的行动?
假设点对点传输信息,一定准确,不存在传输过程出现问题,使得节点信息错误,
三个将军中,有一个坏人(P1),有两个好人(P2,P3),
箭头是每个人发送的信息,信息如下;
结论
三个将军中互相传输自己的数据,但存在一个恶人时,不一定能得到正确的结果
策略:传输自己数据的同时,做信息接力,我们观察是否采取统一的行动?
P1 给 P2 传输时,传送自己的信息 A,并且信息接力将 P3 发给 P1 的信息是 A(真实情况,其实是 R)也发送给了 P2,因为 P1 是作恶节点,所以存在传输错误信息的问题(将接受的 R 变成 A,传输给 P2)-- 具体流程如下
结论
三个将军,只要有坏人的存在,忠诚节点仍然没办法判断信息真假,共识不可能出现
结论的延伸
坏人节点数少于总结点数的三分之一,就可以有共识
如果想要达成一个共识,不能同时达成以下三点,必须要在这中间做出取舍:
确定性算法;系统异步;不存在出错节点
03 web3 共识梳理
共识的步骤:选举出一个 leader 节点,然后投票,最终选定一个值
比特币节点:并不是达成一轮一轮的共识,只是概率性共识,因为每个节点独立计算,不会等待其他节点的计算结果,采用的是最长链原则(全局唯一,随着时间的推移,一定会到达每个的节点)
双花攻击;同样的 token,发给两个不同的主体(最长链原则下会出现该种攻击,A 发给 B token,B 把这个 token 转给 C,C 把线下的钱给了 B,但同时 A 把 token 转给了 D,最长链原则下,有可能出现 C 得到的 token 被抹去,但 C 的钱给了 B,这种情况就是发生了双花攻击)
04
系列课程
系列课程安排如下:
05
主办方与白金赞助
主办方:Moledao
Moledao 是一家成立于 2021 年 8 月的新加坡区块链开发者社区,致力于为区块链爱好者、Web3 开发者以及投资者打造区块链领域一站式服务平台。通过搭建多频道区块链爱好者交流社区、开设中英文课程,举办全球黑客松等系列活动,赋能每一位 Web 3 参与者,实现项目人才匹配,提供项目赞助指导,深化区块链理念,最终打造 Web3 良性生态循环。
官网:https://moledao.io/#/home
推特:https://twitter.com/moledao_io
合作请联系 Telegram: @Phoebe_qinghan
合作请联系 WeChat: Phoebe_qinghan
白金赞助:Alibaba Cloud
Alibaba Cloud 成立于 2009 年,是全球领先的云计算和人工智能科技公司,为来自 200 多个国家和地区的企业、开发者和政府机构提供服务。作为全球性的云计算提供商,Alibaba Cloud 在 29 个地域开放了 88 个可用区,为数十亿用户提供可靠的计算支持。公司致力于以在线公共服务的方式,为用户提供安全可靠的计算和数据处理能力,将计算和人工智能技术普及到各行各业。在 2017 年 1 月,Alibaba Cloud 成为奥运会全球指定云服务商,进一步彰显了其在全球范围内的重要地位。
官网:https://sg.alibabacloud.com
Linkedi : https://www.linkedin.com/company/alibaba-cloud-sea/
Telegram: https://t.me/AlibabaCloudWeb3
E-mail: shuo.l@alibaba-inc.com ; ytt01266499@alibaba-inc.com
白银赞助方:Sharkteam
SharkTeam 是全球领先的 Web3 安全服务提供商,其愿景是全面保护 Web3 世界的安全。团队由来自世界各地的经验丰富的安全专业人士和高级研究人员组成,精通区块链和智能合约的底层理论,提供包括智能合约审计、链上分析、应急响应等服务。已与区块链生态系统各个领域的关键参与者,如 Polkadot、Moonbeam、polygon、OKC、Huobi Global、imToken、ChainIDE 等建立长期合作关系。
官网:https://www.sharkteam.org
Twitter:https://twitter.com/sharkteamorg
Discord:https://discord.gg/jGH9xXCjDZ
Telegram:https://t.me/sharkteamorg
白银赞助方:DeGame
DeGame 是世界上最大的 NFT 游戏聚合商,自 2021 年上线以来,已上架超过 4000 个区块链游戏项目和 1000+ 游戏代币与游戏链。DeGame 与 50 多个公会和公链建立了合作伙伴关系,为 NFT 游戏爱好者和开发者提供一站式的服务平台。
2023 年,DeGame 推出了贡献量证明平台 DeGame 社区,这是全球 Web3 用户发现和玩最激动人心的新项目和游戏的一站式商店。早期开发人员、项目大使、KOL 和社区组织者可以证明他们对项目的贡献,并通过身份角色和奖励获得认可。
Official Website:https://degame.com/en/home
Twitter:https://twitter.com/degame_l2y
Discord:https://discord.com/invite/degame
Telegram:https://t.me/DeGameOfficial
E-mail: business@degame.com
白银赞助方:PlatON
PlatON 是以隐私计算为技术特色的开放金融基础设施,由 LatticeX 基金会发起和推动,致力于成为 Web3 时代主要的区块链平台,为各类型 Web3 原生应用、从 Web2 迁移到 Web3 的应用与用户,提供金融级别的系统稳定性和性能表现、隐私计算加持的合规数字资产管理、面向多场景的密态支付清算解决方案以及平滑友好的用户体验。
Official Website - http://www.platon.network/
WHITEPAPER - https://platon.network/pdf/en/PlatON_A_High-Efficiency_Trustless_Computing_Network_Whitepaper_EN.pdf
ATON Wallet - https://platon.network/en/wallet
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