ERK:?DAOrayaki ｜[op/zk] rollup / mixers / MACI的批量處理存款

引言

在一堆不同的項目中，我們需要允許用戶從EVM存入某種鏈下狀態，該狀態在鏈上表示為Merkle累加器。該Merkle樹根據有效性證明或欺詐證明+同步假設進行更新。

SNARK友好的哈希函數非常昂貴，因此有必要最小化它的成本。在optimisticrollups世界中，它并不那么昂貴，但每次存款的成本限制了它在某些場景下的應用，例如大規模遷移。

要從EVM存入Merkle樹，需要執行tree_depth哈希從而能夠包含一個葉子節點。甚至在一個區塊中有兩筆存款都需要tree_depth的哈希值。那么有必要將它們合并在一起，這樣它們只需要花費個哈希值。

這些存款為

，在這里，我們提出了一種存儲批處理方法，即

在另一篇文章中，我們將這些優化應用于mixers和optimisticrollups。

之前的工作

MerkleMountainRanges專注于創建深度隨時間增長的Merkle樹。在這個使用案例中，我們需要一個恒定深度的樹，并且不能有可變數量的哈希值。在optimisticrollup中，這也不理想，因為隨著樹的深度的增長，需要更改放在鏈上的數據。

將此用于存儲是有問題的，因為隨著數據集變大，峰值袋變得越來越稀少，因此存款速度變得越來越慢。這可能導致用戶無限期地等待他們的資金存入。

數據：距離LTC減半剩余約4天6小時:金色財經報道，數據顯示，距離萊特幣（LTC）區塊獎勵減半時間還有約4天6小時（2,460個區塊），減半預計在8月3日進行，屆時區塊獎勵將從12.5LTC降至6.25LTC。[2023/7/30 16:06:25]

另一種方法是多重證明但在這里不能使用，因為它需要在存款人之間安排協調員。鑒于不斷變化的存款隊列，狀態很可能在協調更新得到處理之前已經改變。

方法

創建存款隊列

如果您曾經玩過2048，您可能會從合并兩個相同值的區塊中獲得樂趣。我們在這里對于Merkle樹也這么做。

我們從一個空的存款樹開始。當存款進來時，我們將其存儲在隊列中并等待。當下一筆存款進入此哈希時，將此哈希保存到我們當前深度為1、同時有2個待處理存款的存款樹。然后我們可以停止存儲與第一筆存款相關的任何數據。

當另一筆存款進來時，我們會再次存儲它。然后對于下一個存款，我們用指定值對其進行哈希，然后用存款樹對結果進行哈希。創建我們的深度為2、有4個待處理存款的存款樹。

我們已經有效地合并了存款。

將存款樹插入余額樹中

此時，我們有一個深度為2的存款樹，其中有4個待處理的存款。我們還有一個余額樹，它包含一些先前存入的賬戶，其他地方都是零。我們不想覆蓋樹中的帳戶。因為這會毀掉這些用戶的賬戶。我們只需要將它們替換0。

美國多州考慮禁止中央銀行數字貨幣CBDC:5月18日消息，佛羅里達州州長上周已簽署了一項禁止中央銀行數字貨幣 CBDC 的法案。現在其他州正在考慮采取類似措施，包括路易斯安那州、阿拉巴馬州、得克薩斯州和北達科他州都起草了反對實施數字美元的法案。

CBDC與比特幣和以太坊等去中心化的加密貨幣不同，CBDC是由一個中心化實體監督和運營的。美國中央銀行聯邦儲備委員會一直在討論CBDC，但還沒有提供關于它是否計劃發布一個的實質性細節。此前3月，美聯儲主席杰羅姆·鮑威爾表示，美聯儲尚未決定美國是否需要CBDC。[2023/5/18 15:11:08]

為了將新葉子插入余額樹，我們需要證明：

一個節點的子節點全為零。我們需要這樣做以防止覆蓋已經有過存款的賬戶。

舉個例子，假設我們有一個節點有2個子節點。我們知道，如果2個子節點都是0，那么節點==hash(0,0)。

但是如果樹真的很深，在EVM/SNARK中計算這個哈希可能效率不高。因此，不如預先計算這個列表，并將其作為一個映射存儲在智能合約中進行部署。

然后每當我們想要檢查一個節點的子節點是否全為零時，我們只需查找此映射。所以有用Merkle證明該節點在樹中，然后通過檢查存儲的映射證明它的子節點全為零。新的Merkle根只更改了零節點，其他一切都相同。

數據：上周OpenSea Pro的用戶份額從18%激增至57%:4月10日消息，據Dune數據統計，過去一周，Blur的用戶份額從54.8%下降至27.%。與此同時，OpenSea Pro的每日用戶群從18%激增至57%。此前報道，4月5日，OpenSea Pro向Gem用戶空投“Gemesis”NFT。[2023/4/10 13:54:08]

我們之前已經證明了一片葉子的子節點全為零，現在我們想要改變那片葉子，同時保持樹的其余部分不變。

使用相同的Merkle路徑，我們計算了用deposit_tree替換的沒有葉子的根。

然后我們將這個新的Merkle根存儲為包含所有存放葉子的新余額樹，使用我們用來證明葉子在樹中的相同Merkle路徑確保了所有其他葉子不會改變，并且只允許我們更新零節點的子節點。

同步的注意事項

像zksnarks/optimisticrollup這樣的一些系統需要證明時間才能執行存款。如果在這種情況下存款樹發生變化，則證明可能無效。因此，最好有一種方法可以在某個存款樹被存入時暫停更新。

概括

這里我們提出了一種合并存款的方法。我們在EVM中查詢存款，當它們被存入更大的Merkle樹時，它們會將它們合并。

ChatGPT在2個月內達到1億活躍用戶:金色財經報道，WatcherGuru發推特表示，ChatGPT在2個月內達到1億活躍用戶，是歷史上增長最快的消費者應用程序。[2023/2/3 11:45:25]

在后續文章中，我們將把它應用到mixer存款和optimisticrollup存款/大規模遷移。

討論：

weijiekoh

假設隊列長度是8而不是4。

令storage為存儲一個值所需的gas量。

令hash為哈希兩個值所需的gas量。

這是否意味著存儲在2^n位置用戶由于其在隊列中的位置而處于劣勢。

barryWhiteHat

與現狀相比，對每個人來說都更便宜?

weijiekoh

它確實對每個人來說都更便宜，在我看來，當考慮到每次哈希的成本時，這種權衡是一個偏好問題。如果哈希函數是便宜的(例如kecack)，那么成本差異可以忽略不計，但如果哈希函數是昂貴的(例如Poseidon)那么

的使用者的gas花費加起來也比較昂貴。

vbuterin

因此KateCommitment值得探索。使用KateCommitment，只需一個組元素就可以輕松證明來自單個狀態的任意數量的位置。這可以與隊列方法結合使用，以確保有大量存款可以批量處理。Kate方法的另一個好處是很容易將其插入基于橢圓曲線的SNARK/PLONK證明中。

伯恩斯坦：比特幣與其他Token的相關性將因其市占比下降而減弱:9月7日消息，Sanford Bernstein Research在其發布的一份報告中表示，即使在一個非常惡劣的宏觀環境中，人們也會需要一種價值儲存手段，但比特幣的表現相對以太坊來說并不好。且比特幣與股市的相關性越來越強，在最近幾個季度中未能起到通脹對沖的作用，比特幣仍將是宏觀驅動的加密資產，而其余的加密將被視為技術或創新驅動的數字資產，隨著比特幣在總加密市值方面的主導地位下降，比特幣與其他 Token 之間的相關性也將下降。

Coinmarketcap數據顯示，截止9月4日，比特幣相對優勢指數（BTC.D）已跌至38.8%，較2021年1月高點（71.89%）跌幅達45.917%。[2022/9/7 13:14:41]

weijiekoh

請問你對使用KateCommitment有什么想法?是把所有的存款根積累到KateCommitment而不是余額樹的嗎?

vbuterin

將KateCommitment使用于存款和余額。

weijiekoh

盡管用我們擁有的最好的開發工具(帶circom的BN254)來驗證在snark中的KateCommitment仍然是不可行的。但我的意見是，我們必須等到更先進的snarks變得可行。

vbuterin

我沒想過讓snark從字面上驗證橢圓曲線配對計算。我正在考慮使用類似PLONK的多項式證明，其中KateCommitment和opening作為兩個參數傳入，您只需直接對它們進行多項式檢查。所以沒有“一個系統驗證另一個系統”的開銷。

weijiekoh

請問這是你心目中的snark嗎？

在這種情況下，像commit()函數需要一個SRS并且還需要對EC取冪來計算Kate承諾。我可能是錯的，但由于在現有的alt_bn128的SRSes上執行EC操作的成本很高，我們是否需要在BabyJub曲線上進行新的'PowersofTauCeremony'，以便我們可以擁有對snark友好的KateCommitment？

MichaelConnor

可以批量處理成KateCommitment的項目數量是否有實際上限？限制是SRS的大小？如果是這樣，Merkle樹不是提供更大的匿名集嗎？

vbuterin

我的意思是直接對KateCommitment進行多重證明。所以你會有一個承諾P，你只需做一個標準的muti-opening來證明對于一組(x,y)有P(xi)=yi成立。

可以更進一步：為了避免每對都進行一次EC乘法，(x,y)對本身可以用多項式承諾進行編碼，muti-opening將變成一個等價證明：，然后這些多項式承諾將同時成為PLONK證明的一部分。

weijiekoh

也許我應該從不同的角度去看問題。我主要關心用戶的gas成本，其次才是協調器。這畢竟是批量存款技術要解決的問題。

在MACI中，我們需要證明ZK中余額樹中每個葉子的事情。即在余額樹中，每個葉子可能會或可能不會根據其解密內容修改狀態樹。由于我們要確保協調器以正確的順序處理每條消息，我們的Groth16snark必須證明每個葉子的成員資格和消息樹中的位置。

這已經花費了幾十萬gas。如果我們執行Kate多重證明，將至少添加另外193kgas。

如果/當我們轉向PLONK，我們是否可以避免這種額外成本？

在短期內，如果沒有PLONK，在BabyJub中使用Kate承諾可能會有好處，因此我們可以在Groth16snark中驗證Kate承諾或Kateverkle樹。

每個存入隊列的用戶只需支付存儲32個字節的費用。

一旦存款隊列已滿，協調員就會累積成一個凱特承諾，這應該很便宜。例如，Kate提交16個值需要223454個gas，這比波塞冬二叉Merkle樹有很大的改進，后者需要797835個gas來提交16個值。這樣，用戶和協調者都可以節省gas。

為了構建最終的余額樹，協調器還將使用Kate承諾，從而生成Verkle樹。由于我們可以以更低的gas成本承諾更多的價值，我們可以擁有更大的樹容量。

當我們處理余額樹時，我們會檢查snark中每條消息的成員資格和位置，然后照常進行。

也許我們可以使用Verkle樹(Merkle樹使用Kate承諾作為哈希函數而不是Poseidon/MiMC)。

Pratyush

KZG10Commitments需要配對;BabyJubJub不是一個友好的配對曲線

weijiekoh

使用這種技術可以節省更多的gas。子樹的哈希函數可以是SHA256，這在EVM中比較便宜。樹的其余部分(從子樹深入到根)可以用Poseidon進行哈希。

這樣做的代價是，任何snark都會增加每個子樹級別大約90k約束。從這個角度來看，Tornado?Cash的抽屜式電路有28271個約束條件。因此，這種方法只對MACI這樣的用例有意義，在這種情況下，驗證者可能不介意(粗略地)將他們的驗證時間增加一倍甚至三倍。

來源：金色財經

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