Nexus Labs：如何通過可驗證雲計算來對區塊鏈進行擴展？

撰寫：Stanford Blockchain Review

編譯：深潮 TechFlow

此文來自於斯坦福區塊鏈評論，深潮 TechFlow 為斯坦福區塊鏈評論合作伙伴，獨家獲授權編譯轉載。

隨著區塊鏈技術的不斷髮展，越來越多的應用場景湧現出來，但其在大規模應用時仍存在一些挑戰，其中之一就是區塊鏈的可擴展性。

為了解決這個問題，Nexus Labs 提出了一種新的解決方案——基於區塊鏈的通用可驗證雲計算網絡，可以為區塊鏈、Rollup 和智能合約提供計算能力和可擴展性支持的解決訪問。本文將介紹 Nexus 和 Nexus Zero 的特點和架構，並探討它們如何促進區塊鏈技術的發展。

介紹

可驗證雲計算提供了一種將傳統程序（例如用 Rust 或 C++ 編寫的程序）計算外包到遠程服務器（如 AWS 或 Google Cloud）並接收程序輸出和驗證計算正確性的證明的可能性。這將允許用戶將計算外包給不可信服務器，同時保留驗證結果。

可驗證雲計算對於區塊鏈領域的潛在影響是難以想象的。通過使智能合約能夠以數學上可驗證的方式外包計算、存儲和與其他系統的交互，這項技術有望大幅增強智能合約系統的計算能力。

Nexus 是實現通用可驗證雲計算的一次嘗試，將會特別用於擴展以太坊應用。在本文中，我們提供了一個簡要概述，介紹我們團隊正在努力實現這一未來所需的主要創新。

可驗證計算

可驗證性可以通過不同的方式定義和實現。通常有：

• 有效性證明：通過零知識證明/ zk-SNARKs，驗證者可以數學驗證某個程序是否計算正確。

• 欺詐證明：也可以提供無效性的證明。這通常被稱為 optimistic 計算，並且需要至少一個誠實的一方來識別和證明存在欺詐行為。

• 共識證明：不要求數學正確性，人們可以假設一個閾值 (t-of-N) 的各方是誠實的或經濟上理性的參與者。這是區塊鏈和側鏈採用的方法。

每種方法在實現易用性和安全性之間有顯著的權衡，但一般來說，零知識證明提供最好的安全保證，而共識/狀態機提供了當今最實用和最強大的基本算法。

安全性和活性

僅靠可驗證性是不夠的。實現真正的去中心化應用需要提供兩個安全保證：

• 安全性：這等同於可驗證性/正確性屬性。

• 活性：確保應用程序最終執行，即不受審查。

像 Optimistic 和 ZK Rollups 這樣的系統可以提供安全性（通過欺詐證明/ZKPs），但不能提供活性（例如，如果它們有一箇中心化的排序器）。一個同時提供安全性和活性的系統被認為是完全正確的。

Nexus：實現完全正確的通用可驗證雲計算

Nexus 是一個可驗證雲計算的去中心化市場。

它使開發人員能夠託管使用傳統語言（例如 Rust、C++、Go）編寫的無服務器雲應用程序，類似於 AWS Lambda，同時享有安全性和活性保證。

Nexus 有兩種不同的版本：Nexus 和 Nexus Zero。

Nexus Zero：零知識雲計算網絡

Nexus Zero 是一個去中心化的鏈下零知識證明者網絡，它允許以太坊智能合約外包一般計算。

它由三個組件組成：

• 一個通用的零知識虛擬機(zkVM)。

• 一個無需許可的證明者網絡。

• 一個去中心化的做市商網絡。

Nexus Zero 上的應用程序是無狀態的“zk-Functions”，由智能合約直接調用。這意味著 Nexus Zero 使用一個通用電路來證明任何計算（在運行時上限內），而不是將程序編譯為不同的電路表示形式。

Nexus：去中心化的雲計算網絡

Nexus 是一個去中心化雲計算網絡 。換句話說，它是由獨立的、外部感知的“無服務器區塊鏈”組成的網絡。

在 Nexus 上的應用是有狀態的“Nexus 函數”，由智能合約直接調用。Nexus 網絡可用於從智能合約系統中外包計算、存儲和 I/O 能力。Nexus 網絡還可用於複製任何證明系統（例如 ZK / optimistic），並且在一般情況下完成 AWS / Google Cloud 正在做的事情，且具備完全正確性保證。

Nexus 網絡達成內部共識，並可以通過特殊的多方計算技術（如閾值簽名方案）與外部系統通信。節點激勵基於傳統的 PoS。

因此，人們可以使用 Nexus 立即啟動一個連接到以太坊的“無服務器區塊鏈”。這些網絡可以作為側鏈、預言機網絡、存儲/數據可用性網絡、守護者網絡、去中心化排序器網絡或專用區塊鏈使用。

Nexus：簡單

除了實現通用可驗證雲計算外，Nexus Labs 的中心目標之一是提供極其簡單和愉悅的開發體驗。

這就是為什麼 Nexus 和 Nexus Zero 都被設計成提供與傳統雲計算無異的體驗。開發人員可以使用傳統語言編寫程序並導入自己喜歡的庫。

上述是在 Nexus 上連接到以太坊的狀態無關的“Lambda 函數”示例，它在每個新塊上調用。函數還可以訪問存儲和本地類似於 POSIX 的文件系統。

此外，Nexus 函數還可以像智能合約一樣保持狀態（在調用之間保留狀態），與智能合約不同的是，它們可以運行長時間運行的任務，如 rollup 排序器或任何零知識證明，只要它滿足兩個條件：1）是確定性的，2）編譯為 WASM。

結論

通用可驗證雲計算為區塊鏈可擴展性為我們開闢了新的未知領域，未來有望大幅增強區塊鏈、rollup 和智能合約的計算能力。

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