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作为公链的 Mina 还可以搭建各种应用，如果针对特定场景，设计零知识证明的应用逻辑并没有那么困难。
撰文：潘致雄
「轻量级区块链」，是 Mina 最被人所熟知的特性，但事实上 Mina 更大的愿景是搭建一个围绕零知识证明的生态系统。无论是对于公链本身的功能、应用，还是其他可以与 Mina 实现互操作性的其他网络，都可以通过利用 Mina 实现。
当然，Mina 的轻量级区块链架构就已经是业内独一无二的存在了，相比以太坊和比特币动辄几百 GB 的区块空间，几十 KB 大小的固定区块空间可以让大多数人参与并成为节点，适合普通用户的电脑甚至是移动设备。
而其实很多人都没关注到，除了最简单的转账场景之外，作为公链的 Mina 还可以搭建各种应用，哪怕零知识证明技术本身是很难实现通用计算能力的。Mina 对链闻表示，「如果针对特定场景，设计零知识证明的应用逻辑并没有那么困难。」
所以 Mina 也会搭建基于零知识证明（SNARK）技术的应用生态，他们称之为 Snapp （由 SNARK 驱动的 App）。既然是采用了零知识证明，所以它天然的优势就是隐私保护，可以实现类似于信用积分验证、文档验证、余额验证等场景。
如果再进一步扩展其应用场景，Mina 还可以与其他公链实现互操作性，为其他公链提供零知识证明相关的服务，比如最近与以太坊基金会的合作。双方将共同出资，招募团队研发并验证 Mina 采用的 Pickles SNARK 如何在以太坊上进行验证，最终是为了实现两个公链网络的互操作性，也就同时打通了 BSC、Heco 等 EVM 兼容链。
如何实现约 22 KB 固定大小的区块空间？
Mina 的核心除了使用零知识证明 zk-SNARK，而更重要的是实现了可以递归的零知识证明技术。SNARK 全称是 succinct non-interactive argument of knowledge「简洁的非交互式知识论证」，而其中第一个词 succinct （简洁）特性就是 Mina 所重点利用的。
通过 SNARK 技术，Mina 就可以实现用单个零知识证明，验证区块交易历史记录的准确性。另外再加上 succinct 优势，这样也就实现了将整个区块压缩到单个 SNARK 证明的大小，也就是约 1 KB。用户的验证成本也相当低，如果有人提交了错误的 SNARK 证明，任何人的设备比如手机就可以立即验证并发现。
但这只是第一步，区块链的一个特性是每个区块都需要引用上一个区块，因为如果只是为每个区块生成 SNARK 证明，其整体容量还是会线性增长。
所以 Mina 的核心是一个名为「递归零知识证明」的技术，他们的方案是为 SNARK 创建 SNARK （也就是递归），然后不断进行迭代和嵌套，将这些 SNARK 证明以递归结构链接在一起，实现了让区块链保持约 22 KB 的恒定大小。
换一种更通俗的比喻，如果你要证明你一年中每天都到过一个广场（广场上有日期时钟），最简单的办法就是每天自拍打卡，365 张照片就是最终证据。而另一种办法就是从第二天起，每天自拍打卡时，手上拿着前一天的照片，最终一年就只需要一张照片即可，这也就是 Mina 采用的递归证明。
有意思的是，Mina 的开发团队 O(1) Labs 名字中的「O(1)」，是经常用来描述算法时间或空间复杂度的一种方式。比如说 O(n) 代表了复杂度是线性增长的，O(n²) 代表了复杂度是平方阶增长的，而 O(1) 则是复杂度最低的，无论输入中的数据量增加多少倍，时间占用或空间占用是不变的。
所以从空间占用角度来说，Mina 全节点的区块空间大小可以算是 O(1) 复杂度的，维持在约 22 KB 的容量。
全新的区块链验证范式，与扩容技术 ZK Rollup 异曲同工
另外，轻量级区块链的本质不仅是实现更普惠的全节点，从系统架构来说也是颠覆了原本区块链的设计模式，将「执行」和「验证」进行了分离。执行和计算过程可以在链下完成，链上可以以很低的成本和很高的效率进行验证。
而以太坊生态中最前沿的二层扩容技术 ZK Rollup 也是基于零知识证明技术的，它从计算和验证范式来说也和 Mina 很类似。大多数节点不需要参与执行和计算，而是交由一些具有计算能力的节点完成，他们计算出的结果是否准确，任何节点都可以验证。
相比较现在以太坊或者比特币网络，所有节点和矿工都需要存储所有区块数据、状态数据，然后才能验证每一笔交易的合法性，或进行交易的计算、执行，也就意味着每笔交易都被执行了了成千上万次。虽然这是一套验证了安全性的系统，但是从网络整体的效率来说，可能并不是最优解。
在 Mina 网络中，所有的节点都是全节点，因为每个节点都可以接受并验证零知识证明。但除此之外，还有一些其他类型的节点，为整个网络提供不同的服务，以完善整体的架构，其中包括存档节点（Archive Node）、区块生产节点（Block Producer）、零知识证明提供商（SNARK Producer）。
存档节点（Archive Node）是存储所有历史详细区块数据的节点，作为一个持久化的数据源，便于检索。团队表示，「这类节点的数据存储压力相对较大，但由于可以简单验证这些数据的有效性，因此即使去中心化的程度没有那么高，安全风险也不会太高。」
区块生产节点（Block Producer）类似于其他区块链网络中的「矿工」，这些节点需要参与共识，所以也可以称为「共识节点」，他们需要负责生产区块，然后获得区块奖励。Mina 使用的共识「Ouroboros Samasika」也是一个值得深入探究的领域，简单来说，它与许多 PoS 算法不同，不是一个类 BFT 的算法，所以其优点包括节点数量没有限制，节点可以动态进出等，非常符合 Mina 的简洁性原则。
零知识证明提供商（SNARK Producer）是为整个区块链网络提供 SNARK 证明服务的节点，他们会将交易数据压缩后生成零知识证明，然后通过一套市场化的机制（Snarketplace），将某个区块的 SNARK 卖给区块生产节点，本质也就是他们会和区块生产节点共享一部分区块奖励。从长期来看，他们也可以为其他网络（比如 ZK Rollup）提供通用的零知识证明计算服务。
应用生态有哪些优势？隐私+Web 2.0 的互操作性
零知识证明虽好，但它的难点在于通用计算，也就是如果想要成为类似于以太坊一样的全功能计算平台，难度更高。所以 Mina 的切入点是从一些特定的应用入手，然后逐渐完善全功能和多样化的应用生态。
在 Mina 平台中，他们将应用称之为 Snapp。相比较其他协议的 DApp （去中心化应用），Snapp 的优势可以概括为「隐私保护」和「与互联网数据的互操作性」。前者本就是零知识证明的自带属性，而后者其实很容易被忽视，也是很多公链或预言机协议在尝试解决的问题。
从具体应用看，Mina 团队给出了三个典型的案例，分别是「端到端的数据隐私以打通线上和链上」、「无需许可的互联网预言机」、「第三方隐私登录」。
目前最典型的一个案例就是 Mina 和 DeFi 协议 Teller 团队进行的合作。Teller 是一个以太坊链上的无担保借贷市场协议，具体的业务逻辑可以通过以太坊实现。但是针对信用分数的部分，用户可以通过 Mina 的 Snapp 实现证明自己的信用分数（比如 Credit Karma）高于某个特定的分数（比如 700 分），但无需曝光自己真实的分数，或其他更敏感的信息。
至于 Snapp 如何获得这些链下数据的，Mina 表示这是通过他们搭建的「无需许可的互联网预言机」功能实现的。具体来说，Snapp 可以直接与 HTTPS （超文本传输安全协议）进行交互，所以也就能为该数据生成零知识证明。而 HTTPS 技术又保障了网页上的数据受到证书保护，即无法伪造数据来源。
这有点像是预言机协议在解决的问题，但是 Mina 的这套直接与 HTTPS 交互的方案中，它不仅可以接入更多样化的个人数据，而且不需要泄漏隐私。所以这套全新的「个人」版预言机方案，也算是业内独一无二的存在。
不是公链的颠覆者，而是合作共赢
Snapp 本身可以针对部分场景实现特定的业务逻辑，但为了实现更复杂和通用化的应用需求，Mina 也会通过与其他公链进行合作，增强互操作性，让整个生态区块链生态互惠共赢。
所以 Mina 最先选择与公链生态的龙头以太坊进行合作，双方的基金会将出资，寻求第三方团队给出一个能高效验证 Pickles SNARK 的 EVM 改进方案。当然这其中还是有很多难点的，工程实现上也可能会有挑战，具体可以 参考 这篇提案的技术细节。
此次的合作的最终目的是为了实现两个公链网络的互操作性，能为以太坊网络需要实现隐私相关的应用提供相应的解决方案：利用 Mina 网络实现零知识证明计算任务的分发（计算量较大），然后在以太坊上实现验证（计算量较小），同时兼顾了两条链的特性和优势。
如果进行一些简单的畅想，未来的去中心化的应用可以通过其他任何链实现复杂的业务逻辑（比如以太坊的 DeFi 生态），但是如果需要为其加入隐私特性，或者需要调用互联网上的个人隐私数据，就可以交付给 Mina 搭建的零知识证明生态实现，Teller 就是一个很好的案例。
当以太坊实现 Mina 兼容后，很多其他链也就同步支持了，目前最流行的应用生态几乎都采用了 EVM，甚至很多新的公链也都会增加 EVM 的兼容性，比如 BSC、Heco、波卡生态的几条平行链、NEAR 等。
综合来看，Mina 不仅提供了一套全新架构的区块链网络让手机也能成为全节点，还围绕零知识证明技术构建了应用生态以加强隐私，最后还计划将这些能力提供给其他区块链网络，让开发者可以利用 Mina 的这些优势构建原本无法实现或成本极高的场景。
后续 Mina 将如何拓宽实际的应用场景，如何与现有的应用进行合作，如何将基于 HTTPS 的个人预言机服务大规模普及和证明其安全和准确性，是他们正在和迟早会面临的挑战，值得我们拭目以待。
