针对PlatON如何协同链接存储与计算的思考-应用生态组【熊猫】

PlatON的使命
区块链的基本属性就是金融基础设施,是一个实现跨ID、跨账户、跨机构、跨行业的“超级清算方”,也是一个超越现有架构的治理模式,其根本目标即在于为实现数据资产在全球范围内的自由流通。PlatON的使命是基于区块链的基本属性,以隐私计算网络为支撑,提供以”计算互操作“为核心特点的下一代互联网基础协议。
Q1 可扩展的隐私计算
当代互联信息技术体系主要以大型互联网公司为主,在个人数据和隐私方面从未表达出过应有的尊重。在数据智能时代,海量的用户数据被挖掘出了巨大的价值。个人隐私数据理应被当作一种财富,被用户所享有。但在PlatON隐私计算网络出现以前,这是难以想象的,个人隐私数据带来的价值,完全被大型机构所占有。

隐私数据即私有财富,私有财富应该得到保障,PlatON隐私计算网络是保护互联网时代私有财富的核心技术。PlatON使用包含且不限于零知识证明(ZKP)、可验证计算(VC)、同态加密(HE)、安全多方计算(MPC)、秘密分享(SS)等现代密码算法来实现非交互证明的计算扩容方案。

现有区块链架构中共识和计算的紧耦合,造成了区块链难以扩展和隐私保护的难题。PlatON提出一种可验证计算的方案,能从本质上把共识和计算拆开,对这两个问题分而治之,通过数学上可证明的密码学算法,弱化他们的内生绑定关系,实现了高度可扩展的隐私计算方案。
可扩展计算
01 可扩展性
鉴于链上共识既有的局限性,链上的功能应该是”验证”而不是“计算”。虽然链上已经公认为是一个无需信任的环境,但是链下方案的实施又引入新的不信任因素。PlatON的可验证计算(VC)密码学算法将信任传递到链下。通过可验证计算,合约只需要在链下计算一次,所有节点可以快速验证计算的正确性,一方面提高了交易的处理性能,另一方面也使得PlatON支持复杂合约的Trustless计算。

02 隐私计算
PlatON通过叠加同态加密(HE)和安全多方计算(MPC),实现真正的隐私计算,保证输入数据以及计算逻辑本身的隐私。与依赖第三方制造商提供的可信硬件或TEE(例如SGX)进行计算完整性的可信计算相比,PlatON 上的Trustless 计算仅依赖于可证伪的密码学假设,从而在其生命周期内提供前所未有的私有数据安全性,不存在信任边界。

Q2 PlatON底层逻辑
PlatON中,Layer1共识网络在以太坊的技术框架上进行修改,核心组件重新编写,并扩展了一些新组件。Layer2将复杂计算扩展到链下,并通过链下安全多方计算实现了隐私计算协议。
底层逻辑结构
Layer2实现的隐私计算协议包含多方面的内容。

  • 密码算法:可验证计算(VC)算法可实现非交互证明的链下计算扩容方案。安全多方计算(MPC)结合秘密共享(SS)和同态加密(HE)实现隐私计算协议。

  • MPC虚拟机:隐私合约通过LLVM编译器编译成LLVM IR,MPC VM基于LLVM JIT实现,可执行LLVM IR代码,MPC VM内置MPC、SS、HE等隐私计算协议,减少隐私合约编译后的LLVM IR代码大小。

  • 专用计算硬件:通过开发基于 FPGA/ASIC 的专用计算硬件,能够极大的提高计算性能,降低功耗/成本。

  • 隐私计算和数据交换协议:不泄露原始数据的前提下能进行协同计算和结果验证的计算协议。

  • 隐私计算框架:封装隐私计算和数据交换协议的开发框架,包括基于隐私计算协议的隐私AI开发框架

可验证计算、多方安全计算、同态加密,共同构成了PlatON隐私计算的密码学基础,结合其专用的硬件电路和数据交换协议,使其便能够在去中心化的不可信环境中,为计算请求者,提供可信、受隐私保护、可验证的计算服务,作为传统互联网提供数据隐私保护和计算的基础设施,为分布式机器学习、物联网、金融等领域,提供广泛的应用前景。

Q3 去中心化存储
当前业界存在多种区块链上存储方案,比如IPFS、Crust、Swarm等等,其中Filecoin是比较具有代表性的一种链下去中心化存储的方案。

Filecoin是一个去中心化存储网络,它让云存储变成一个算法市场。这个市场运行在有着本地协议令牌(也叫做Filecoin)的区块链。区块链中的矿工可以通过为客户提供存储来获取Filecoin,相反的,客户可以通过花费Filecoin来雇佣矿工来存储或分发数据。Filecoin协议将这些聚集的资源编织成世界上任何人都能依赖的自我修复的存储网络。该网络通过复制和分散内容实现鲁棒性,同时自动检测和修复副本失败。


Filecoin协议由四个新型组件组成:

  1. 去中心化存储网络(DSN):提供一个由提供存储和检索服务的独立服务商网络的抽象。其中,将Filecoin协议作为激励,构建可审计和可验证的DSN。

  2. 新型的存储证明:Filecoin提出了两种新型存储证明方案:(1)“复制证明”(Proof-of-Replication)允许存储提供商证明数据已经被复制到了他自己唯一专用的物理存储设备上了。执行唯一的物理副本使验证者能够检查证明者是否不存在将多个数据副本重复拷贝到同一存储空间。(2)“时空证明”(Proof-of-Spacetime)允许存储提供商证明在指定的时间内存储了数据。

  3. 可验证市场:Filecoin将存储请求和检索需求作为两个由Filecoin网络操作的去中心化可验证市场的订单进行建模。验证市场确保了当一个服务被正确提供的时候能执行付款。其中,客户和矿工可以分别提交存储和检索订单的存储市场和检索市场。

  4. 有效的工作量证明(Proof-of-Work):Filecoin设计了基于“时空证明”来构建有效的工作量证明来应用于共识协议。矿工们向网络中存储数据,不需要花费额外的算力来挖矿。


    PlatON中用户通过数据存储合约将数据哈希存储上链,实际数据存储在链下。请求数据时,计算节点先向数据存储合约获取存储的数据和链上数据。验证者通过向验证合约发送挑战,既保护了计算的隐私性,又证明了存储数据和计算结果的真实性,所有证明结果同样在链上公开。

PlatON凭借隐私计算可以为去中心化存储数据赋能,将链上共识、链下隐私计算完美融合,并通过软硬件结合的密码学手段保证众多不可信个体协同完成链下存储与链上计算,打通DSN之间的数据交易壁垒,构建一个可扩展的、隐私保护的数据交易平台,可以用于金融、分布式AI场景,促进数据的安全可信流通,挖掘多方数据的价值。

总结


协同计算是未来的趋势,保护隐私是众望所归。PlatON致力于建设下一代隐私计算架构和数据交换网络,基于现代密码技术和区块链技术,创造全新的计算范式,保证用户数据隐私的前提下,无需依赖第三方就可进行协同计算并验证结果的完整性。未来PlatON上的应用会有去中心化DApp、DeFi、NFT、数据交易市场等等,生态更加完善。欢迎各位加入PlatON的未来,共建生态蓝图。

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未来可期,共同见证

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笨笨熊猫,有才,热心,专业,有责任心和奉献精神,不可多得的社区人才!

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