Nexus Labs：如何通过可验证云计算来对区块链进行扩展？

撰写：Stanford Blockchain Review

编译：深潮 TechFlow

此文来自于斯坦福区块链评论，深潮 TechFlow 为斯坦福区块链评论合作伙伴，独家获授权编译转载。

随着区块链技术的不断发展，越来越多的应用场景涌现出来，但其在大规模应用时仍存在一些挑战，其中之一就是区块链的可扩展性。

为了解决这个问题，Nexus Labs 提出了一种新的解决方案——基于区块链的通用可验证云计算网络，可以为区块链、Rollup 和智能合约提供计算能力和可扩展性支持的解决访问。本文将介绍 Nexus 和 Nexus Zero 的特点和架构，并探讨它们如何促进区块链技术的发展。

介绍

可验证云计算提供了一种将传统程序（例如用 Rust 或 C++ 编写的程序）计算外包到远程服务器（如 AWS 或 Google Cloud）并接收程序输出和验证计算正确性的证明的可能性。这将允许用户将计算外包给不可信服务器，同时保留验证结果。

可验证云计算对于区块链领域的潜在影响是难以想象的。通过使智能合约能够以数学上可验证的方式外包计算、存储和与其他系统的交互，这项技术有望大幅增强智能合约系统的计算能力。

Nexus 是实现通用可验证云计算的一次尝试，将会特别用于扩展以太坊应用。在本文中，我们提供了一个简要概述，介绍我们团队正在努力实现这一未来所需的主要创新。

可验证计算

可验证性可以通过不同的方式定义和实现。通常有：

• 有效性证明：通过零知识证明/ zk-SNARKs，验证者可以数学验证某个程序是否计算正确。

• 欺诈证明：也可以提供无效性的证明。这通常被称为 optimistic 计算，并且需要至少一个诚实的一方来识别和证明存在欺诈行为。

• 共识证明：不要求数学正确性，人们可以假设一个阈值 (t-of-N) 的各方是诚实的或经济上理性的参与者。这是区块链和侧链采用的方法。

每种方法在实现易用性和安全性之间有显着的权衡，但一般来说，零知识证明提供最好的安全保证，而共识/状态机提供了当今最实用和最强大的基本算法。

安全性和活性

仅靠可验证性是不够的。实现真正的去中心化应用需要提供两个安全保证：

• 安全性：这等同于可验证性/正确性属性。

• 活性：确保应用程序最终执行，即不受审查。

像 Optimistic 和 ZK Rollups 这样的系统可以提供安全性（通过欺诈证明/ZKPs），但不能提供活性（例如，如果它们有一个中心化的排序器）。一个同时提供安全性和活性的系统被认为是完全正确的。

Nexus：实现完全正确的通用可验证云计算

Nexus 是一个可验证云计算的去中心化市场。

它使开发人员能够托管使用传统语言（例如 Rust、C++、Go）编写的无服务器云应用程序，类似于 AWS Lambda，同时享有安全性和活性保证。

Nexus 有两种不同的版本：Nexus 和 Nexus Zero。

Nexus Zero：零知识云计算网络

Nexus Zero 是一个去中心化的链下零知识证明者网络，它允许以太坊智能合约外包一般计算。

它由三个组件组成：

• 一个通用的零知识虚拟机(zkVM)。

• 一个无需许可的证明者网络。

• 一个去中心化的做市商网络。

Nexus Zero 上的应用程序是无状态的“zk-Functions”，由智能合约直接调用。这意味着 Nexus Zero 使用一个通用电路来证明任何计算（在运行时上限内），而不是将程序编译为不同的电路表示形式。

Nexus：去中心化的云计算网络

Nexus 是一个去中心化云计算网络 。换句话说，它是由独立的、外部感知的“无服务器区块链”组成的网络。

在 Nexus 上的应用是有状态的“Nexus 函数”，由智能合约直接调用。Nexus 网络可用于从智能合约系统中外包计算、存储和 I/O 能力。Nexus 网络还可用于复制任何证明系统（例如 ZK / optimistic），并且在一般情况下完成 AWS / Google Cloud 正在做的事情，且具备完全正确性保证。

Nexus 网络达成内部共识，并可以通过特殊的多方计算技术（如阈值签名方案）与外部系统通信。节点激励基于传统的 PoS。

因此，人们可以使用 Nexus 立即启动一个连接到以太坊的“无服务器区块链”。这些网络可以作为侧链、预言机网络、存储/数据可用性网络、守护者网络、去中心化排序器网络或专用区块链使用。

Nexus：简单

除了实现通用可验证云计算外，Nexus Labs 的中心目标之一是提供极其简单和愉悦的开发体验。

这就是为什么 Nexus 和 Nexus Zero 都被设计成提供与传统云计算无异的体验。开发人员可以使用传统语言编写程序并导入自己喜欢的库。

上述是在 Nexus 上连接到以太坊的状态无关的“Lambda 函数”示例，它在每个新块上调用。函数还可以访问存储和本地类似于 POSIX 的文件系统。

此外，Nexus 函数还可以像智能合约一样保持状态（在调用之间保留状态），与智能合约不同的是，它们可以运行长时间运行的任务，如 rollup 排序器或任何零知识证明，只要它满足两个条件：1）是确定性的，2）编译为 WASM。

结论

通用可验证云计算为区块链可扩展性为我们开辟了新的未知领域，未来有望大幅增强区块链、rollup 和智能合约的计算能力。

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