1. 引言

Aleo系列，前序博客有：

• 歡迎關注Aleo
• 使用Zexe構建Aleo隱私應用——How Zero Knowledge is Rebalancing the Scales of the Internet
• Aleo系列博客——透明的代價

這系列文章探討了當今數字世界隱私的演變和價值，以及零知識技術為公平競爭提供的機會，

2. 隱私 是 Web3中完整用戶體驗 的關鍵

盡管當前公有鏈提供了巨大的金融通道，但是由于其交易是公開透明的，所有人都能看到所有交易細節，使得存在被利用和套利的問題，

解決方案有：

• 絕對的隱私 absolute privacy：通過混淆交易的所有內容，實作了絕對隱私的同時，犧牲了可編程性，

以decentralized finance (DeFi)為例，說明了可編程性對任何可表達區塊鏈網路的重要性，
但是，當前人們仍面臨著二選一的問題：隱私 OR 可編程性，
如，Zcash可為用戶提供完全的隱私，但是具有有限的可編程性，以太坊提供了強大可編程性，但是只有有限的隱私，
我們希望實作一種協議，同時具有隱私和可編程性——即可保證用戶資料不被利用，同時支持強大的鏈上應用程式和它們之間的可組合性，這也是構建Aleo的初衷，

3. Aleo——第一個分布式、開源、支持隱私和可編程性的應用

通過默認 可選擇退出隱私 opt-out privacy，Aleo實作了一個可持續的、公平的Web3世界，可滿足開發者、消費者和企業的需求，

Aleo利用零知識密碼學技術來實作隱私和可編程式，
零知識密碼學和零知識證明允許第三方驗證某些資訊的正確性，而不需要直接透露該資訊，Aleo將這稱為ZEXE (Zero Knowledge EXEcution)，
在ZEXE中，用戶離線執行狀態轉換，在該程序中同時生成一個proof，該proof將捆綁進相應的鏈上交易中，該交易通過使用/創建鏈上記錄來更新系統的狀態，使得：

• 可像Zcash一樣，提供了強大的隱私保證，因為交易中僅包含了proof，而不包含生成它的input，
• 又可像以太坊一樣，ZEXE可支持智能合約，使得用戶能以預定義的方式進行互動或價值轉移，

以
支持智能合約的公有區塊鏈系統上的decentralized exchange (DEX) 去中心化交易所
為例：
DEX為去中心化的應用，允許用戶在鏈上買賣呆逼，而不需要找到特定的買家或賣家，
與中心化交易所（如Coinbase或幣安）不同，DEX允許用戶自己來維護自己資產的保管權，

去中心化金融（DeFi）在2020年爆發式增長，將DEXes置于聚光燈下，截止目前，最大的鏈上DEX——Uniswap，其在2021年處理的體量已超過250億美金，

但是，在公有區塊鏈上，可追溯某個人的身份及其完整的金融歷史交易細節，如前所述，公有區塊鏈的透明性使得用戶的這些資訊存在被利用的問題，
當然，你可回圈賬戶（cycle accounts），使得你的真實身份與鏈上身份更難連接，但是，這樣做對用戶來說是復雜的也是不方便的，
即使在最好的情況下，你的身份仍然有很多方法可與鏈上的假名地址相關聯，由于區塊鏈上存盤的資料是永久性的，一旦建立了這種關聯，將永遠不可打破，

Aleo通過將隱私應用到任何應用程式的最基本組件——用戶和交易，可化解該風險，

簡單來說：去中心化網路中的每一個應用程式都是 一系列用戶users（people人 或 smart contracts智能合約） 以不同程度的復雜性 彼此進行交易，
因此，任何隱私解決方案，都必須保證這些應用程式的原子組件具有隱私屬性，

仍以DEX為例，這就意味著需要讓交易對手匿名，即意味著，用戶的活動不應與 Aleo區塊鏈中特定的地址或特定的賬號 關聯，通過隱藏交易中的細節，Aleo可確保即使是金融活動的大致輪廓或模式 也不會泄露任何身份資訊，

當你在Aleo的DEX中進行買賣時，你可在鏈下根據匯率計算更新賬戶余額，可通過以向Aleo網路提供零知識證明交易的方式來結束買賣，即說明某個action已發生，proof本身并不包含action的內容——如在哪個交易所執行的，或者是誰參與的，然而，底層的加密技術應讓所有的參與者相信：買賣已執行，且所有的余額都得到了正確更新，

比如，你想要在Aleo的DEX 賣Token A 買 Token B：
1）首先，你需要向DEX證明你擁有足夠的Token來完成整個買賣交易，可通過零知識證明的方式來證明，而不需要直接透露錢包余額或者是買賣歷史資訊，即，可通過提供一個前序交易的鏈上proof記錄，來證明你有足夠的余額來完成買賣，在整個程序中，交易所無法知悉以下資訊：

• 1、你擁有的token總額
• 2、這些token的來源
• 3、你是否曾在DEX交易過

總之，這創造了一個DEX生態系統，不僅具有完全的隱私性，也支持了用戶可擴展性，同時復制了類似以太坊中智能合約的關鍵特性：可組合性，

可組合性，是指：
在開放平臺上，應用程式可以以越來越復制的方式相互聯通，

可組合性是一個強大的概念，它支撐了以太坊的DeFi生態系統，盡管Aleo可確保完整的隱私，但是某些應用程式可利用公共資料資源（要么是在proof中公開的記錄，或者是鏈下資料）來實作智能合約的隱私組合，

這種 可選擇退出隱私 opt-out privacy 模式，可消除很多透明區塊鏈的資訊提取利用問題，它允許用戶類控制何時、以何種方式來與應用程式互動，同時只透露他們選擇透露的資訊，

因此，Aleo使得應用程式具有可編程、可組合以及隱私性，

4. Aleo的工具集

Aleo為撰寫零知識應用程式提供了業界領先的基礎設施和工具，

我們的目標是為開發者提供一個端到端的管道，借助我們的可編程零知識整套工具，使得其能無縫地完成撰寫、運行和部署隱私應用程式的的程序，具體的Aleo工具集有：

• Leo編程語言：基于Aleo直觀簡單的撰寫隱私應用程式，提供的編程語言成為Leo，Leo看起來、用起來就像傳統的編程語言，而在Leo的底層，比傳統編程語言要復雜，Leo對底層的密碼學概念進行了low-level抽象，使得其更易于與隱私應用程式集成，
  同時，Leo提供了high-level語法，使得更易于撰寫和直觀表達零知識的相關邏輯，
  Leo語言受傳統編程語言如JavaScript、Scala和Rust的啟發，同時具有更強的可讀性和可用性，
  在底層，Leo將開發的high-level code轉換為zero knowledge circuits，

• Aleo Studio IDE集成開發環境：為了加快開發周期，提供了Aleo Studio——第一個用于撰寫零知識應用程式的IDE，Aleo Studio是一個互動式開發環境，用于在Leo中撰寫零知識應用程式，對于開發人員來說，Aleo Studio的設計目的是簡化開發周期，使得可將Leo專案以包的方式發布到生系統中，

• Aleo Package Manager：為了簡化打包和分享作業，為Leo構建了一個包管理器，Aleo包管理器是第一個zero knowledge circuits的包管理器，它包括諸如團隊和組織之間的協作功能，一遍在隱私應用程式上與朋友和同事輕松協作，此外，Aleo包管理器與Aleo Studio集成，使得匯入和發布新包變得很容易，而不必離開編輯器，

• snarkOS 去中心化作業系統：Aleo運行在支持隱私應用程式的分布式作業系統中，該作業系統名為snarkOS，它形成了狀態轉換的邏輯backbone，并使應用程式能以公開可驗證的方式驗證和存盤Aleo區塊鏈上的狀態，snarkOS會對Aleo中的所有程式和交易都強制執行資料可用性校驗，此外，這種共識機制保證了Verifiers對鏈上的checkpoint state 計算零知識證明，

這些工具將使開發人員能構建下一代智能合約，Aleo可表達強大的DeFi原語，如stablecoins或去中心化交易所，所有的交易都是完全隱私的，完全由開發人員和用戶控制，

參考資料

[1] Aleo博客 The Future of Zero Knowledge with Aleo