Lumoz推出SVM as a Service，支持融合ZK與TEE多重證明的SVM L2

原文來源：Lumoz

背景

近年來，區塊鏈技術的迅猛發展推動了 DeFi、NFT、AI 等多個領域的創新。Solana 作為一個高速、低成本的區塊鏈，憑藉其獨特的共識機制和高吞吐量獲得了廣泛關注。在大規模應用場景中，基於 SVM 的 L2 鏈或應用鏈擁有廣闊的市場空間。

在此背景下，Lumoz 基於 SVM 執行層，結合獨特的 ZK 和 TEE 技術，提出了一種創新的 SVM 鏈解決方案（Lumoz SVM Stack），為行業帶來了全新的視角。通過其高效的擴展架構和優化算法，Lumoz SVM Stack 不僅能夠提供 SVM 鏈的超高交易吞吐量和處理速度，同時保證了安全性和去中心化特性。

架構

Lumoz SVM Stack 是一種基於 SVM 交易執行層的通用 L2 解決方案，採用模塊化架構，將各項功能獨立拆分為不同模塊，確保靈活性和可擴展性。該架構包括多個核心層次：支持以太坊和 Solana 作為結算層，Celestia、Avail 等作為數據可用性層，並支持 SP1 和 SGX 等多種類型的證明。這些設計結合 SVM 執行環境，構成一個高效且可定製的模塊化 Layer 2 解決方案。最終，Lumoz SVM Stack 的願景是成為全球最快且最具通用性的 SVM 驅動 Layer 2 解決方案。

Solana 缺乏全局狀態樹，而全局狀態樹在確保鏈下執行結果能夠安全地結算回 L1 方面至關重要。為了解決這一問題，Lumoz 將全局狀態樹的基本功能與稀疏 Merkle 樹（LSMT）結合，利用加密技術對網絡擴展上的執行結果進行驗證，從而確保鏈上和鏈下操作的安全性與一致性。這一創新方案不僅增強了 Lumoz 在擴展性和安全性方面的優勢，還為區塊鏈生態提供了更加可靠的跨鏈執行機制。

Lumoz SVM Stack 基於 Solana Agave 客戶端的代碼構建，在確保與 Solana 主網兼容的同時，充分發揮了 Solana 的並行執行能力和獨特的交易數據結構。通過對存儲邏輯和性能參數的優化，Lumoz SVM Stack 最大化地提升了 Solana 原生性能優勢，進一步增強了系統的效率和可擴展性。

當前的架構設計使得 Solana 生態中的現有 dApp 可以無縫遷移到 Lumoz SVM Stack 網絡，且無需對程序代碼進行任何修改。該解決方案不僅減少了所需的資源和費用，還與 Solana 保持一致的工具和開發者堆棧，從而為開發者提供了更低的遷移成本和更高的開發效率。

常規組件組成

· 共享排序器：Lumoz SVM Stack 採用去中心化和透明的交易排序方式，確保網絡擴展的高效性與可信度。在安全性、速度和去中心化方面，Lumoz SVM Stack 展現了顯著的優勢。共享排序器將多個交易批量處理，減少基礎層需要處理的單個交易數量，從而大幅提高系統的吞吐量和容量。此外，Lumoz SVM Stack 還提供對交易排序的強力支持，提升了整體性能。

· 無狀態驗證者：Lumoz SVM Stack 的無狀態驗證者合約將完整的驗證任務分解成小塊，並將這些任務分發到驗證者網絡。通過這種設計，Lumoz SVM Stack 極大地降低了參與者的硬件要求，使得節點更容易加入或退出網絡，而無需訪問完整的區塊鏈狀態。這樣不僅提升了系統的靈活性，還降低了參與門檻，促進了更多節點的參與。

· 數據可用性：雖然 Solana 對交易大小有嚴格的限制，這對於基於彙總的 DA（數據可用性）解決方案來說可能構成挑戰，但 Lumoz SVM Stack 通過擴展 DA 解決方案，克服了 Solana 原生 DA 方案的侷限性。該設計確保了數據管理的安全性與去中心化，並保留了在 Solana 上進行數據審計的能力，使得區塊鏈的可審計性和透明性得到了充分保障。

關鍵技術

SVM 兼容與並行高效執行

Solana 的 SVM（Solana 虛擬機）是一個高效的智能合約執行環境，憑藉其並行交易處理和狀態獨立設計，能夠同時執行多筆交易，從而顯著提升吞吐量並降低延遲。SVM 支持 Rust 和 C 等編程語言，使得開發者能夠輕鬆構建高性能的去中心化應用程序，推動 Solana 生態系統的快速發展。

值得強調的是，SVM 的並行執行依賴於 Solana 獨特的交易數據結構。在 Solana 網絡中，每一筆交易的發起者都會預先聲明所需讀寫的賬戶信息。這一設計使得 SVM 能夠根據這些賬戶信息，按照高效的並行順序處理交易，確保不同交易不會同時對同一個賬戶進行讀寫操作。正因為如此，簡單地將 SVM 嫁接到其他執行框架上並不能帶來並行處理的優勢。

基於這一原理，我們選擇以 Solana Client 作為基礎執行框架，以便充分發揮 SVM 的並行執行優勢，確保在整個系統中實現高效的交易處理與低延遲性能。

支持多重證明

Lumoz 支持強大的多證明管道，能夠將來自不同執行客戶端的彙編級指令轉換為代數或多項式證明系統的算術。這一管道設計使得 Lumoz 不僅能夠使用 SuperNova、Halo2 和 eSTARK 等多種後端來編碼算術，還能夠擺脫對單一協議的依賴，提供更大的靈活性和可擴展性。

除了 ZK 證明，Lumoz 還創新性地利用 SGX，實現可信執行環境 (TEE) 生成不同類型的證明。SGX 執行的代碼與在 zkVM 上執行的代碼相同，起到類似於輕量級執行客戶端的作用。這使得所有的證明系統都能夠驗證相同的底層輕量級客戶端執行，從而實現了可能的數據重複利用。在 SGX 環境中，必要的數據會通過標準的 ECDSA 簽名進行簽名，使用 SGX 專用的私鑰完成簽名過程。可信執行環境 (TEE) 保證了計算的機密性和完整性，並通過遠程證明進行驗證。

TEE：使用 Intel SGX CPU，英特爾的軟件保護擴展 (SGX) 是一組內置於某些英特爾 CPU 中的安全相關指令，用於啟用 TEE。通過使用 SGX 芯片，芯片所有者、系統操作員和觀察者可以獲得強大的加密保證，確保任何一方都無法查看 Secret 內存空間內發生的事情。

通過這種多證明管道的設計，Lumoz 提供了一種更為高效、安全且靈活的方案，不僅提升了性能，還增強了跨平臺和跨協議的兼容性，推動了區塊鏈技術在去中心化驗證和數據安全方面的創新。

基於 SMT 的密碼結算協議 (LSMT)

Lumoz 的稀疏 Merkle 樹（LSMT）是一種創新的加密數據結構，結合了傳統的 Merkle 樹和 Patricia 樹的優點，能夠高效地存儲大量的鍵值對。與傳統的 Merkle 樹相比，LSMT 通過其特有的節點組織方式，僅存儲必要的節點，通常是包含非空值的節點或位於具有值的葉節點路徑上的節點。這種設計使得 LSMT 成為一種「稀疏」的數據結構，從而大幅度減少了存儲空間的需求。

LSMT 的一個顯著優勢是能夠提供緊湊的證明（Merkle 證明），驗證特定鍵值對是否包含在樹中，而無需透露其具體值。這種設計優化了存儲和計算效率，特別適用於需要高效驗證數據一致性的場景。

在 Layer 2 解決方案中，LSMT 的一個關鍵應用是狀態承諾和狀態驗證。狀態承諾是指將鏈下交易（Layer 1 上的狀態）提交到 Layer 2 解決方案中。通過在 Layer 1 上提交這一狀態，Layer 2 的參與者可以驗證其鏈下交易的有效性，而無需披露整個狀態或要求 Layer 1 區塊鏈處理每一筆鏈下交易。通過這種方式，LSMT 提供了一種既高效又安全的方式來實現跨鏈驗證和數據承諾，降低了對基礎層的依賴，並增強了系統的可擴展性和隱私保護能力。

結論

Lumoz 通過創新性地結合 SVM、ZK 和 TEE 等多個先進的區塊鏈解決方案，提供了一種高效、安全且靈活的 SVM 通用 L2/應用鏈解決方案。通過利用 SVM 執行層的並行處理優勢，結合稀疏 Merkle 樹（LSMT）進行數據驗證，Lumoz 能夠在保障安全性和去中心化特性的同時，大幅提升交易吞吐量和處理速度。此外，Lumoz 的 zk 和 SGX 多證明管道技術為交易的安全執行提供了強有力的支持，進一步提高了跨鏈交互和數據處理的效率。

隨著去中心化應用和區塊鏈技術的不斷髮展，Lumoz 的架構不僅為開發者提供了更加靈活的開發環境，還能有效降低交易成本，推動區塊鏈技術在各個領域的應用和普及。未來，Lumoz 有望成為最具通用性和擴展性的 Layer 2 解決方案之一，推動 Solana 等公鏈的進一步發展，併為區塊鏈生態的可持續性和創新性奠定堅實基礎。

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