Introdução

Com 13 milhões de utilizadores, Gate.iocompreende a importância da segurança dos fundos e tomou medidas eficazes na indústria.Gate.ioé uma das primeiras exchanges a implementar a Prova de Reservas (PoR), que foi divulgada em maio de 2020. Foi apenas durante a crise de liquidez e falência causada pela má apropriação de ativos de usuários pela FTX em 2022 que a PoR se tornou conhecida como uma solução para proteger os fundos dos usuários e aumentar a confiança na plataforma. Recentemente, Gate.ioanunciou uma atualização para a sua solução de Prova de reservas, introduzindo a tecnologia zk-SNARK e a Árvore de Merkle para uma segurança de ativos aprimorada e proteção de privacidade.

Este artigo irá guiá-lo através do processo de desenvolvimento deGate.ioProva de reservas da ‘s, passo a passo, para replicar o processo de construção da Prova de reservas da exchange no seu próprio dispositivo.

Antecedentes

A Árvore de Merkle é uma árvore binária de valores de hash, onde cada nó folha representa um pedaço de dados ou um hash de dados. É usada para verificar eficientemente a integridade de uma grande quantidade de dados. No passado, uma solução comum de prova de reservas envolvia a criptografia dos dados do usuário e a geração de uma Árvore de Merkle. No entanto, essa abordagem tinha limitações, pois não conseguia detetar contas de valor negativo (os valores das contas devem ser maiores ou iguais a 0) e não conseguia proteger totalmente a privacidade do usuário.

zk-SNARK é uma poderosa tecnologia criptográfica. Nesta solução, colocamos todos os depósitos de usuários em uma Árvore de Merkle e usamos zk-SNARK para provar que todos os saldos na árvore são não negativos e somam um valor reivindicado. Se os ativos divulgados publicamente na exchange excederem este valor, pode ser provado que a exchange tem capacidade de reembolso de 100%.

Ao combinar zk-SNARK com a Árvore de Merkle, podemos verificar simultaneamente a integridade e consistência dos dados, protegendo a privacidade das transações. Os provadores podem usar zk-SNARK para provar que conhecem uma prova de Merkle que satisfaça condições específicas sem revelar o conteúdo específico da prova. Isso beneficia as bolsas de criptomoedas, pois podem demonstrar fundos suficientes para cumprir todas as dívidas e proteger a privacidade do usuário.

Estrutura do Programa

Plaintext- circuito #circuit design- cliente #command- config #configuration file- global #global variável- serviço - keygen_service #service para gerar chaves zk - prover_service #service para gerar dados de prova - Ferramentas tool_service #common - userproff_service #generating user_proof dados - verify_service #verification serviço - witness_service #service para gerar dados testemunhais- utils #collection de funções comuns

Preparação

Instalar Base de Dados

1. Mysql: Armazenar prova, prova do utilizador e testemunha

Comando docker em texto simples -d --name zk-mysql -p 3306:3306 -e MYSQL_USER=zkroot -e MYSQL_PASSWORD=zkpasswd -e MYSQL_DATABASE=zkpos  -e MYSQL_ROOT_PASSWORD=zkpasswd mysql

1. Redis: Bloqueio Distribuído

   Plaintextdocker run -d --name zk-redis -p 6379:6379 redis

2. Kvrocks: Armazenar árvore de conta de usuário

   Plaintextdocker run -d --name zk-kvrocks -p 6666:6666 apache/kvrocks

3. Se a ligação ao kvrocks falhar após a instalação: \
   Plano 1: Pode tentar modificar o ficheiro /var/lib/kvrocks/kvrocks.conf dentro do contentor Docker. Altere-o paraligar 0.0.0.0e reinicie a instância. \
   Plano 2: Instalar o serviço usando código fonte.

Instalar o ambiente Go

Para compilar o programa, você deve instalar o ambiente de linguagem de programação Go. Você pode instalá-lo de acordo com a versão do seu sistema.Transferir Go.

Exportar Dados de Ativos do Usuário da Exchange

A estrutura dos dados de ativos do usuário da exchange exportada em assets.csv é a seguinte:

Texto simples- rn    #sequência- id    #identificador único do usuário na exchange- e_xtoken   #patrimônio xtoken do usuário, como e_BTC- d_xtoken   #dívida xtoken do usuário, como d_BTC- x_token     #valor líquido do ativo do usuário, x_token = e_xtoken - d_xtoken- xtoken_usdt_price   #preço do xtoken- total_net_balance_usdt    #valor total de todos os tokens em USDT

Pode consultar./example_data/example_users.csvpara detalhes específicos.

Configuração do sistema recomendada

A configuração mínima recomendada para um ambiente de produção é a seguinte:

• 128GB de memória

• Máquina virtual de 32 núcleos

• 50 GB de espaço em disco

Ficheiro de Configuração

Ao gerar chaves zk num ambiente de produção, recomenda-se definir a variável Batch como 864, o que indica quantos utilizadores podem ser criados numa só série. Quanto maior o valor, mais tempo demora a gerar chaves zk e provas. Quando definido como 864, demora aproximadamente 6 horas a gerar chaves zk numa máquina virtual de 128GB de memória e 32 núcleos, e 105 segundos a gerar uma série de provas zk.

Assim, durante a fase de depuração, você pode modificarutils/constants.goemContagens de Operações de Usuário em Lotepara4e, em seguida, recompilar. No entanto, recomenda-se definir este parâmetro como864na produção real.

Se você precisar modificar o Batch, os arquivos de configuração que precisam ser alterados são:

• Modificar ./config/config.json
  "ZkKeyName": "./zkpor864" => "ZkKeyName": "./zkpor4"

• Modificar ./config/cex_config.json
  "ZkKeyVKDirectoryAndPrefix": "./zkpor864" => "ZkKeyVKDirectoryAndPrefix": "./zkpor4"

• Modificar ./utils/constants.go
  BatchCreateUserOpsCounts = 864 => BatchCreateUserOpsCounts = 4

Configurações de criptomoedas

• Modificar ./utils/constants.go

Contagem de criptomoedas

AssetCounts = 350 => AssetCounts = Contagens necessárias

AssetCounts representa o número de tipos de tokens incluídos na troca, e a contagem real não deve ser inferior ao valor configurado. Por exemplo, se houver realmente 420 tokens, pode ser modificado para 500. Considerando o uso de memória, é recomendável definir um valor razoável com base na situação.

Precisão do preço

TipoDeAtivoParaDoisDígitosEste campo é a precisão do preço de 10^2 para ativos como BTTC, SHIB, LUNC, XEC, WIN, BIDR, SPELL, HOT e DOGE. A precisão do preço padrão para o restante é 10^8.

Configuração do testemunho em configuração

Testemunha gera testemunhas para prova e usuário. A configuração para config.json é a seguinte:

Plaintext{  "MysqlDataSource" : "zkroot:zkpasswd@tcp(127.0.0.1:3306)/zkpos?parseTime=true",    "DbSuffix": "202307",  "UserDataFile": "./example_data/",  "TreeDB": {    "Driver": "redis",    "Option": {      "Addr": "127.0.0.1:6666"    }  },  "Redis": {    "Host": "127.0.0.1:6379",    "Type": "node"  },  "ZkKeyName": "./zkpor864"}

• MysqlDataSource : conexão à base de dados MySQL

• DbSuffix: Sufixo da tabela Mysql gerado. Por exemplo, se inserir o tempo 202307, irá gerar testemunha202307, tem de o modificar sempre que for gerado.

• Ficheiro de Dados do Utilizador: Diretório de arquivos de ativos do usuário exportados da bolsa, o programa lerá todos os arquivos CSV neste diretório.

• TreeDB : configuração relacionada ao kvrocks

• Redis : configuração relacionada ao redis

• ZkKeyName: O diretório onde a chave zk está localizada e o prefixo, como zkpor864, corresponderá a todos os arquivos com o prefixo zkpor864.* que estão relacionados.
  O campo DbSuffix é o sufixo da tabela e deve ser alterado sempre que necessário. Se for gerado uma vez por mês, também pode ser definido de acordo com o tempo, como 202306, 202307.

Executando o Programa

Descarregue o projeto para o seu computador local e comece a compilar o programa.

Compilando o Programa

Texto sem formatação construir

Se estiver a usar umMace precisa compilar binários para outras plataformas, pode executar os seguintes comandos:

• Para compilar para Linux no Mac: construir-linux

• Para compilar para Windows no Mac: make build-windows

Gerar Chaves

Texto simples./gerador de chave principal

O serviço de geração de chaves irá gerar vários ficheiros de chave no diretório atual após a conclusão, conforme segue:

zkpor864.ccs.ct.save \
zkpor864.ccs.save \\
zkpor864.pk.A.save \
zkpor864.pk.B1.save \
zkpor864.pk.B2.save \
zkpor864.pk.E.save \
zkpor864.pk.K.save \
zkpor864.vk.save \
zkpor864.pk.Z.save

Se o lote for definido como 4, será zkpor4.*.save.

Este passo demora muito tempo a ser concluído. Quando definido como 4, demora aproximadamente vários minutos a concluir; quando definido como 864, pode demorar várias horas.

Nota:

• A chave gerada pelo./main keygeno comando pode ser usado por um longo tempo. Se precisar de gerar dados de verificação de ativos no próximo mês, a chave zk ainda será válida.

• O zkpor864.vk.saveo ficheiro será necessário para a verificação futura do utilizador, por isso é recomendável fazer backup e guardar corretamente este lote de chaves zk.

Limpeza de dados históricos kvrocks

Se o programa já foi executado anteriormente, antes de o executar novamente, é necessário limpar os dados da chave merkle da conta que existem no kvrocks, porque uma árvore de conta diferente precisa ser gerada a cada vez.

Texto simples./ferramenta principal clean_kvrocks

Nota: Este comando é utilizado para limpar todos os dados no kvrocks, por isso não partilhe o mesmo kvrocks com outros programas. Aguarde até que a limpeza de dados anterior esteja completa antes de começar a gerar prova.

Iniciar o serviço de testemunha

Texto simples./testemunha principal

Após a execução estar completa, será gerada uma tabela com o sufixo “testemunha” na base de dados Mysql (com base no Sufixo Dbemconfig.json). A tabela conterá dados de prova de testemunha agrupados, que serão usados na geração subsequente de prova zk e prova do usuário.

Gerando prova zk

O serviço Prover é usado para gerar provas zk e suporta execução paralela. Ele lê a testemunha da tabela de testemunhas no MySQL.

Execute o seguinte comando para gerar dados de prova zk:

Texto simples./provador principal

_Este comando suporta execução paralela. Você precisa copiar o arquivo principal e os arquivos relacionados como zkpor864 para outras máquinas e certificar-se de ter oconfig.json .

Pode executar o seguinte comando para verificar o estado de execução:

Texto simples./ferramenta principal check_prover_status

A execução terminará e retornará:

Item de testemunha total 50, item publicado 0, item pendente 0, item concluído 50

Certifique-se de que todos os itens de testemunha estão no estado concluído, o que indica que o provador terminou a execução.

Após a execução do serviço de prova, é adicionada uma tabela adicional com o sufixo “prova” (baseada no DbSuffixemconfig.json) será criada na base de dados Mysql. Os dados nesta tabela destinam-se a ser tornados públicos aos utilizadores, permitindo-lhes verificar os ativos da exchange no processo de verificação subsequente. Os detalhes serão explicados mais adiante na secção de verificação abaixo.

Gerando prova do usuário

O serviço userproof é utilizado para gerar e persistir provas de Merkle do utilizador.

Para gerar dados de prova do utilizador, execute o seguinte comando:

Texto simples./main userproof

Desempenho: Gera aproximadamente 10k provas de utilizador por segundo numa máquina virtual com 128GB de memória e 32 núcleos.

Após executar o comando userproof, uma tabela com o nome userproof+suffix (com base noDbSuffixemconfig.jsonSerá criada na base de dados MySQL. Esta tabela contém informações sobre os ativos do utilizador e pode ser utilizada para configuração de permissões conforme necessário. Esta tabela precisa estar disponível para download por utilizadores especificados, a fim de verificar os próprios ativos da conta. Mais detalhes serão fornecidos na secção de verificação seguinte.

Fornecimento de dados de verificação

Aqui, precisamos de fornecer aos utilizadores dois tipos de verificação:

• Verificação dos ativos da exchange

• Verificação dos ativos do próprio utilizador
  Precisamos compilar ficheiros executáveis binários para diferentes ambientes (Mac, Ubuntu, Windows) antecipadamente e disponibilizá-los para download pelos utilizadores. Pode consultar o anexo.Lançamentopara mais informações.

Verificação de Dados e Formato de Ativos de Troca

Para verificar os ativos da exchange, além de fornecer aos usuários um arquivo binário, os seguintes três dados de configuração precisam ser fornecidos:

1. Transferirproof.csv \
   Exportamos a tabela de prova previamente gerada como um ficheiro CSV (incluindo o cabeçalho) com antecedência, como por exemplo proof202307.csv, e disponibilizamo-la ao utilizador para download.

1. zkpor864.vk.save \
   Precisamos fornecer ao usuário o arquivo de chave de verificação zk864 gerado anteriormente.

1. Trocar Ativos \
   Uma vez gerado o ficheiro de prova acima, o seguinte comando pode ser utilizado para consultar o resumo com base na tabela de ativos do utilizador fornecida pela exchange:

Texto simples ./ferramenta principal query_cex_assets

1. Receber a seguinte resposta:

Texto simples [{"TotalEquity":10049232946,"TotalDebt":0,"BasePrice":3960000000,"Símbolo":"1inch","Index":0},{"TotalEquity":421836,"TotalDebt":0,"BasePrice":564000000000,"Symbol":"aave","Index":1},{"TotalEquity":0,"TotalDebt":0,"BasePrice":79800000,"Symbol":"ach","Index":2},{"TotalEquity":3040000,"TotalDebt":0,"BasePrice":25460000000,"Symbol":"acm","Index":3},{"TotalEquity":17700050162640,"TotalDebt":0,"BasePrice":2784000000,"Symbol":"ada","Index":4},{" TotalEquity":485400000,"Dívida Total":0,"BasePrice":1182000000,"Símbolo":"adx","Índice":5},{"TotalEquity":0,"TotalDebt":0,"BasePrice":907000000,"Symbol":"aergo","Index":6},{"TotalEquity":0,"TotalDebt":0,"BasePrice":2720000000,"Symbol":"agld","Index":7},{"TotalEquity":1969000000,"TotalDebt":0,"BasePrice":30500000,"Symbol":"akro","Index":8},{"TotalEquity":0,"TotalDebt":0,"BasePrice":1410000000000,"Symbol":"alcx","Index":9},{"TotalEquity":15483340912," 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1. Sempre que gerar dados de prova, precisa de consultar os ativos da cex uma vez e guardar esses dados. Estes dados serão usados noInformações de Ativos Cexcampo dacex_config.jsonficheiro abaixo.
   Nota: O ficheiro proof.csv aqui deve ser do mesmo lote que os dados de prova de ativos guardados, caso contrário, poderá ocorrer uma falha na verificação.

Ficheiro de Configuração

cex_config.json é um arquivo de configuração para verificar ativos do Exchange.

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Prova de reservas: Especifica o caminho da tabela proof.csv

ZkKeyVKDirectoryAndPrefix: Especifica o caminho e o prefixo da chave de verificação zkpor

CexAssetsInfo: Trocar ativos obtidos da consulta de comando acima

Validar os Dados e Formato Necessários para os Ativos do Utilizador

• Fornecer ouser_config.jsonarquivo
  Precisamos usar ouserprooftabela gerada na secção de prova do utilizador anterior, e depois, com base no identificador único do utilizador fornecido example_users.csvencontrar o utilizador correspondente no ficheirouserprooftabela usando oaccount_idcampo. Recuperar oconfiguraçãocampo e guarde-o comouser_config.jsonpara os utilizadores descarregarem.

A estrutura do ficheiro user_config.json é a seguinte:

Plaintext{ "Arrangement":7, "UniqueIdentification":"00010b7c0a8b51bfa5eca14f0068670bd7fda4063f9bcac4f02c44a00144a80c", "TotalAssetEquity":445548224227483774000, "TotalAssetDebt":0, "AssetDetails":[{"Index":48,"Equity":280,"Debt":0},{"Index":53,"Equity":1020,"Debt":0},{"Index":54,"Equity":3261550200000000,"Debt":0},{"Index":72,"Equity":108600,"Debt":0},{"Index":91,"Equity":9068922000,"Debt":0},{"Index":190,"Equity":13752000,"Debt":0},{"Index":285," Capital próprio":70860,"Dívida":0}], "TreeRootHash":"2da42ab6586ef6ad51b4bc8063ce92dcefb951572a26597346b7f78c1329ef0b", "MerkleProofEncode":["EmvQ5Sh50gHD96PfN2/o49gT7xVuuX3P22KLVmpWyVo=","JLEw2CGGAPi2TWn7GMbdlwT0wJbpVfJ4A+XLXNYz9X4=","BRCCQWeZy3fmPgiciBNdDMmugJtcQnxfI/b0EU4MlR8=","K8P8ZvYSY9iEreGnatTO8h1/I3Q+ZSkBA3TYYI1vN1g=","GwxhwdTBri22QcY4Pj9B3TkkLpOTGlCpqnsmxVquaeQ=","JIB+i/tDXSbEyK5ASwx2Tgbtm2ckJrJ30qnLm3FGhvs="," I0AzcupyH3clJooxcjaZlOIWOTY531UBJIMpfu2ds9o=","GYU5H/xfC18jR4LXz3axjKgJOaAbSAz3vO/taxTTMDE=","GML/iwCEjgYlSAmd4cQQhKsjH+xscIG6hbM5HP+OP/I=","BBXHrrH1oIGsjK1PsZt1d+ovsDW5IvHxFUlt8CJ3j/M=","","F6GyEMWOjvKBgKDCCkQiOfc5SvGEt2MWyQTzszXzd6Y=","JDZjD4o0q6cGYJzj0BBaBEBEN4y4UjYgMSNIXf2P6Ps=","C+Mh1228yGv2Or6yQs3U0sjBzxxWJPTyH5GNG3FzMbk=","Jpo3tkE2KgMxWoEdMM1sOyJsM9YjsI9aONsEEqmMPnA=","FaWOvl42fYbklbc9WgWFqeW3Q/54KXT5zYdIGyCh9iE="," EvcLzRuRio6YT9QjSPp0GGGFYSIW8fKOqQlcOXFBBwo=","LJos88T9kz5kG0o+yeNX0ij+WwrOEIqRVpJtOrUrnns=","CFv3HhUsTXNa3iT/cc+GhD9lV+weuSWoJJRVgZmn7fQ=","EyfPjcon6R+nXBDT/9++ddQqlxiBaSaTMBiC0R6NPoM=",","HOtPMAkz3JJG3n0bxNIqkR1p/Q758Em1Jjn1KE6A2mg=","Lq3n7B3Bs7ILnDLG17szIf9O0OdotsWpSLwejnJVcLY=","HthvmzZ/MHbOWVSuFyc9sUvuSz0ddveEwoyQExrim5k=","BOxHEGxRtmNch1R57kgKMxiBVnR/tCo9y3XcJco7Saw=","Dilkpy2L945iR+BsbaffA7MBZSNofd2PdZSkzN48DOE=","Fotw+U5orv9231KkpBYOXM+odtZGgCaNw5zOY+xZ5Oc=","J7pOZTvxtC7B8RzevUvrd90GfrH2oxtRqkEF+mFdCuc=","EUZQwQDUH48osqrtgcPuAQsQvdVKTC+hYmKvIhzImZQ=","HKC2vx3pnDTdfyrzYjCbJMcxojJfvuyzj2/rMMiMplQ="]}

Fornecendo conteúdo final do usuário

A estrutura de arquivos que o usuário finalmente obtém é aproximadamente a seguinte:

Plaintext- config     cex_config.json    user_config.json    proof.csvzkpor864.vk.savemain

Quando o ficheiro binário "main" é fornecido, pode ter um nome diferente dependendo do dispositivo.

• Mac OS (Intel): zkproof_darwin_amd64

• Mac OS (M1): zkproof_darwin_arm64

• Linux: zkproof_linux_amd64

• Windows: zkproof_windows_amd64.exe

Verificando Ativos da Exchange

Execute o seguinte comando para iniciar a verificação:

Plaintext./main verificar cex

Verificação bem-sucedida. O resultado será:

Texto simplesTodas as provas são aprovadas!!

Verificação de Ativos do Usuário

Texto simples./verificar utilizador principal

Verificação bem-sucedida. A saída será:

Hash de folha merkle de texto simples: 164bc38a71b7a757455d93017242b4960cd1fea6842d8387b60c5780205858ceverificar passagem!!!

Conclusão

Ativar zk-SNARK é uma atualização importante para Gate.ioA prova de reservas e um passo crucial na proteção dos ativos do usuário. Com excelentes medidas de segurança e privacidade, traz mais confiança aos usuários e estabelece um novo padrão para toda a indústria de criptomoedas.

Pode clicar aquivisitarGate.ioPágina frontal de Prova de Reservas do ‘s e visualize as provas geradas pelo Gate.io equipe usando este projeto. O código está agora disponível abertamente em GitHub. Convidamos todos os interessados em bolsas descentralizadas, zk-SNARK e tecnologia MerkleTree a participar neste projeto. Quer queira fornecer sugestões, relatar bugs ou enviar código, a sua participação é sempre bem-vinda.