Nexus: Mengaktifkan Cloud Computing yang Dapat Diverifikasi untuk Tujuan Umum

https://stanfordblockchainreview.substack.com/p/nexus-enabling-general-purpose-verifiable

Perkenalan
Komputasi awan yang dapat diverifikasi memberikan kemungkinan untuk melakukan outsourcing perhitungan program tradisional (misalnya ditulis dalam Rust atau C++) ke server jarak jauh, seperti yang disediakan oleh AWS atau Google Cloud, dan menerima keluaran program dan bukti yang memverifikasi kebenarannya perhitungan. Ini akan memungkinkan pengguna untuk mengalihdayakan perhitungan ke server yang tidak dipercaya sambil tetap mempertahankan kemampuan untuk memverifikasi hasilnya.

Dampak potensial dari komputasi awan yang dapat diverifikasi, terutama di ruang blockchain, sulit untuk dipahami. Dengan mengaktifkan smart contract untuk mengalihdayakan komputasi, penyimpanan, dan interaksi dengan sistem lain dengan cara yang dapat diverifikasi secara matematis, teknologi ini menjanjikan peningkatan kemampuan komputasi sistem smart contract secara besar-besaran.

Nexus adalah upaya untuk mencapai komputasi awan yang dapat diverifikasi untuk keperluan umum, yang dirancang khusus untuk menskalakan aplikasi Ethereum. Dalam makalah ini, kami memberikan gambaran singkat tentang inovasi utama yang sedang dikerjakan tim kami untuk memungkinkan masa depan ini.

Komputasi yang Dapat Diverifikasi
Verifikasi dapat didefinisikan dan dicapai dengan cara yang berbeda. Umumnya, kami memiliki:

• Bukti validitas: Melalui bukti tanpa pengetahuan / zk-SNARK, pemverifikasi dapat memverifikasi secara matematis bahwa program tertentu telah dihitung dengan benar.
• Bukti penipuan: Sebagai gantinya, seseorang dapat memberikan bukti ketidakabsahan. Ini biasanya disebut sebagai perhitungan optimis, dan membutuhkan setidaknya satu pihak yang jujur untuk mengidentifikasi dan membuktikan bahwa penipuan telah dilakukan.
• Bukti konsensus: Alih-alih membutuhkan kebenaran matematis, orang dapat berasumsi bahwa ambang batas (t-of-N) pihak adalah aktor yang jujur atau rasional secara ekonomi. Ini adalah pendekatan yang diambil oleh blockchain dan sidechain.

Setiap pendekatan memiliki pertukaran yang signifikan antara kemudahan implementasi dan keamanan, tetapi secara umum bukti tanpa pengetahuan memberikan jaminan keamanan terbaik, sementara konsensus/replikasi mesin-negara memberikan primitif yang paling praktis dan kuat saat ini.

Keamanan dan Kehidupan
Verifikasi saja tidak cukup. Mengaktifkan aplikasi terdesentralisasi yang benar-benar tak terhentikan membutuhkan penyediaan dua jaminan keamanan:

• Keamanan: Ini setara dengan properti verifiablity / correctness.
• Keaktifan: Memastikan aplikasi pada akhirnya akan dieksekusi, yaitu tahan sensor.

Sistem seperti optimis dan zk rollup dapat memberikan keamanan (melalui bukti penipuan / ZKP), tetapi tidak aktif (misalnya jika mereka memiliki sequencer terpusat). Sebuah sistem yang memberikan keamanan dan kehidupan dikatakansepenuhnya benar .

Nexus: Mengaktifkan Komputasi Awan Tujuan Umum yang Benar-Benar Benar
Nexus adalah pasar terdesentralisasi untuk komputasi awan yang dapat diverifikasi.

Ini memungkinkan pengembang untuk menghosting aplikasi cloud tanpa server yang ditulis dalam bahasa tradisional (mis. Rust, C++, Go), mirip dengan AWS Lambda, sambil menikmati jaminan keamanan dan keaktifan.

Nexus hadir dalam dua rasa: Nexus dan Nexus Zero, yang dibangun di atas satu sama lain.

Nexus Zero: Jaringan Komputasi Awan Tanpa Pengetahuan
Nexus Zero adalah jaringan terdesentralisasi dari off-chain zero-knowledge prover, yang memungkinkan smart contract Ethereum melakukan outsourcing komputasi umum. [1]

Ini terdiri dari tiga komponen:

• Mesin virtual tanpa pengetahuan serba guna (zkVM).
• Jaringan pembukti tanpa izin.
• Jaringan pembuatan pasar yang terdesentralisasi.

Aplikasi di Nexus Zero adalah "zk-Functions" tanpa status, yang dipanggil langsung oleh kontrak pintar.

Di bawahnya, Nexus Zero didasarkan pada implementasi zk-SNARK yang mendukung eksekusi pada mesin universal von Neumann RISC-V. Dalam praktiknya, ini berarti bahwa alih-alih mengompilasi program ke representasi sirkuit yang berbeda, Nexus Zero menggunakan satu sirkuit unversal yang dapat membuktikan komputasi apa pun (dalam batas atas waktu proses).

Nexus: Jaringan Komputasi Awan Terdesentralisasi
Nexus adalah jaringan terdesentralisasi dari jaringan komputasi awan terdesentralisasi [2]. Dengan kata lain, ini adalah jaringan “blockchain tanpa server” yang independen dan sadar secara eksternal.

Aplikasi pada Nexus adalah "Fungsi Nexus", yang dipanggil langsung oleh kontrak pintar.

Secara khusus, jaringan Nexus dapat digunakan untuk mengalihdayakan kemampuan komputasi, penyimpanan, dan I/O dari sistem kontrak pintar. Jaringan Nexus juga dapat digunakan untuk mereplikasi sistem pembukti apa pun (mis. ZK / optimis), dan secara umum melakukan apa saja yang dapat dilakukan dengan AWS / Google Cloud, tetapi dengan jaminan kebenaran total.

Jaringan Nexus mencapai konsensus internal dan dapat berkomunikasi dengan sistem eksternal melalui teknik komputasi multipihak dengan tujuan khusus, seperti skema tanda tangan ambang batas. Insentif node didasarkan pada Proof-of-Stake tradisional.

Dengan demikian, seseorang dapat menggunakan Nexus untuk segera menjalankan “blockchain tanpa server” yang terhubung dengan Ethereum. Secara khusus, jaringan ini dapat berfungsi sebagai sidechain, jaringan oracle, jaringan penyimpanan / ketersediaan data, jaringan penjaga, jaringan sequencer terdesentralisasi atau blockchain tujuan khusus.

Nexus: Kesederhanaan
Selain mencapai tujuan umum komputasi awan yang dapat diverifikasi, salah satu tujuan utama kami di Nexus Labs adalah memberikan pengalaman pengembang yang sangat sederhana dan menyenangkan.

Itulah mengapa Nexus dan Nexus Zero dirancang untuk memberikan pengalaman yang tidak dapat dibedakan dari komputasi awan tradisional. Pengembang dapat menulis program dalam bahasa tradisional dan mengimpor perpustakaan favorit mereka.

Di atas adalah contoh “Lambda Function” stateless yang terhubung dengan Ethereum di Nexus, yang dipanggil di setiap blok baru. Fungsi juga memiliki akses ke penyimpanan dan sistem file mirip POSIX lokal.

Selain itu, fungsi Nexus juga dapat bersifat stateful (menjaga status di antara pemanggilan) seperti smart contract, dan tidak seperti smart contract, fungsi Nexus dapat menjalankan tugas jangka panjang, seperti rollup sequencer atau pembukti tanpa pengetahuan apa pun asalkan 1) deterministik dan 2) mengkompilasi ke WASM.

Kesimpulan
Komputasi awan yang dapat diverifikasi dengan tujuan umum membuka wilayah baru yang belum dipetakan untuk inovasi dalam skalabilitas blockchain, masa depan yang menjanjikan kemampuan komputasi yang ditingkatkan secara besar-besaran untuk blockchain, rollup, dan kontrak pintar.

Referensi
[1] Lebih mendalam tentang penerapan Nexus Zero:https://blog.nexus.xyz/zero/
[2] Litepaper Nexus:https://blog.nexus.xyz/introducing-nexus/