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Aleo 的核心是一种革命性的加密协议，称为 ZEXE，即零知识执行，于 2018 年首次推出。ZEXE 旨在增强去中心化系统中的隐私和安全性，并且是第一个引入记录模型的公司。这个模型扩展了 Zcash 的 UTXO 模型，并支持存储和加密任意数据，比如用户资产和应用程序状态，而不仅仅是特定资产或代币的值。
ZEXE 特别关注输入（如消息）、输出（如状态更改）、用户和函数的隐私性。Aleo 满足除 private 函数之外的所有功能。最初，Aleo 也致力于实现函数隐私（如原始 ZEXE 论文中所述），但决定不这样做，因为这会导致性能变差和验证时间延长。
在本文中，我们将讨论 Aleo 的记录模型如何保护隐私，将其与其他类型的状态模型进行比较，并解释 Aleo 使用它的原因。
比较 UTXO、账户模型和记录模型
区块链中使用的状态模型主要有两种 – UTXO（未花费的交易输出）和账户模型（由以太坊引入）。Aleo 使用了 UTXO 模型的变体 – 记录模型。
在 Ethereum 中使用的账户模型中，可以通过引用特定地址来找到应用程序状态。因此，任何人都可以查看任何账户的活动，只需知道地址即可。
记录模型的工作原理是什么？
在记录模型中，应用程序状态及其所有者被加密并存储在区块链上。记录是一种基本数据结构，可以包含任何负载，用于对用户资产或应用程序状态进行编码。记录表示保存在链上的全局状态的片段。例如，给定账户中的积分余额由多个信用记录组成，这些记录的地址是所有者。
Aleo 记录按以下格式序列化：
下面是一个示例记录：
{
所有者： aleo13ssze66adjjkt795z9u5wpq8h6kn0y2657726h4h3e3wfnez4vqsm3008q.private，
数量：100u64.private，
_nonce：5861592911433819692697358191094794940442348980903696700646555355124091569429group.public
}
所有者 aleo13ssze66adjjkt795z9u5wpq8h6kn0y2657726h4h3e3wfnez4vqsm3008q
记录所有者是账户地址，并指定有权花费记录的一方。该记录可以对任意应用程序信息进行编码，而 “amount” 键是该记录携带的数据负载。 序列号随机数用于为每条记录创建唯一标识符，并通过对所有者的地址密钥询问和记录序列号的 PRF 评估来计算。
有关 Aleo 中记录的实际演示，请参阅此处。
记录模型如何更新状态
在记录模型中，应用程序通过使用包含旧状态的记录并生成包含更新状态的新记录来更新其状态。已使用的记录将被标记为已使用，无法再次使用。
记录的消费和生成通常在 transition 函数中完成。Aleo 中的一个交易最多可以包含 32 个转换，其中一个保留用于交易费用。
为什么 Aleo 使用记录模型？
在基于账户的模型中，应用程序的数据存储在与应用程序账户绑定的持久位置，并直接对这些存储的数据进行更新。对于使用此模型的典型代币转账交易，用户余额将存储在一个表中，将用户帐户地址映射到各自的余额。当用户 A 向用户 B 转账时，A 在表中的余额减少，B 的余额增加相同的金额。
如果我们尝试将交易设为私有（隐藏转账金额以及 A 和 B 的身份），而不是存储实际余额，应用程序可以存储对这些余额的承诺。然后，交易将更新这些承诺，而不是实际余额。但是，虽然此方法隐藏了事务值，但它不会隐藏用户身份。为了隐藏用户身份，每笔交易都需要更新表中的所有承诺，随着用户数量的增加，这变得越来越低效。
尽管账户模型对开发人员来说更直观，但它使用账户地址为全局状态编制索引。这意味着，虽然私人账户模型可以实现输入和输出的隐私，但它仍然会损害用户隐私，因为账户地址无法加密。私有账户模型的另一个问题是缺乏并发性，因为一次只有一个用户可以访问和更新整个程序状态。
Aleo 的记录模型使用项目 ID 而不是帐户地址来唯一标识项目。这提高了隐私性，并使程序能够具有内部状态。这种方法效率更高，并解决了并发问题。
记录模型非常适合 Aleo，因为它强调可编程的隐私和可扩展性，而基于账户的模型则缺乏这一点。记录模型通过启用任意数据的编码来增强比特币中使用的 UTXO 模型，从而提供可编程的隐私。
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