在区块链行业发展的十多年间,早期参与者逐渐意识到一种隐蔽的中心化趋势正在形成。随着链上交易活跃度提升,区块链长度不断增加,对节点计算能力和带宽的要求也越来越高。最终,只有那些拥有顶尖硬件资源的节点才能持续参与,这无形中推动了网络的中心化。
2019 年 7 月,孵化企业 O(1)Labs 推出了一项具有开拓性的开源项目——Mina 协议(原名为 Coda)。该项目致力于打造一个真正实现去中心化、可扩展且安全的第一层(L1)区块链网络。
Mina 是一种权益证明(PoS)区块链,支持智能合约,其最突出的特点是恒定大小的区块链:无论链上发生多少笔交易,整个区块链的大小始终保持在 22KB 左右。正是凭借这一“简洁区块链”设计,Mina 被称为“世界上最轻的区块链”。
目前,Mina 协议由 Mina 基金会负责运营。自推出以来,该项目已实现多个重要里程碑。在经历多次对抗性测试网的验证后,Mina 于 2021 年 3 月成功上线主网。随后,开发团队持续深耕零知识证明领域,显著推动了 zkApps——基于零知识证明的去中心化应用——的发展。zkApps 让用户能够在享受 dApp 服务的同时,不泄露任何隐私或牺牲安全性。
技术核心:简洁区块链与递归证明
Mina 是首个采用“简洁区块链”架构的加密货币,该设计使得交易验证时间既短且稳定。其实现方式是在每一个区块中嵌入一个精简的有效性证明,从而实现对大批量交易快速、低成本的验证。
Mina 使用可增量计算的 SNARKs(简洁非交互式知识论证),使得每个区块的生成成本仅与新增交易数量相关,而与整体链上历史无关。系统不在每个全节点存储整个链的状态,而是通过验证区块头中的余额实现全局共识。不过,验证者仍需存储完整状态数据,以在证明新块有效性时作为“见证”。
目前,Mina 的状态证明大小仅为 864 字节,验证耗时约 200 毫秒。这意味着即使是普通智能手机(如 iPhone)也能轻松担任网络节点,极大降低了参与门槛。
Mina 网络中主要有两类角色:
- 区块生产者:负责收集交易并打包区块;
- SNARK 工作者:为交易生成 zk-SNARK 证明,实现交易压缩。
为激励更多节点参与 SNARK 证明的生成,Mina 设计了一个名为“Snarketplace”的市场。在这里,节点可以通过提供证明服务赚取 $MINA 代币作为报酬。
Snarketplace 设有一个固定大小的缓冲区,类似队列结构。区块生产者将待证明的交易加入队列,SNARK 工作者则从中取出并生成证明。因队列容量固定,生产者必须购买已完成的 SNARK 证明才能添加新交易。
在生成证明前,SNARK 工作者会使用一种称为“知识签名”的特殊数字签名标注交易,其中包含费用与支付方信息。这套机制使得任何硬件设备——无论性能高低——都可参与网络,真正实现了人人可参与的包容性区块链生态。
共识机制:Ouroboros Samisika
Mina 采用的共识协议名为 Ouroboros Samisika,是首个被数学证明安全的 PoS 共识机制。该协议借助可验证随机函数(VRF)决定区块生产权。VRF 是一种需私钥运行、可通过公钥验证的随机函数,其随机性基于 Ouroboros 算法生成。
如果质押者的 VRF 输出值大于其质押份额,则他们有权生产区块。VRF 还可让区块生产者预计算自己的出块时间,因为只有他们持有能够决定 VRF 输出的私钥。这种方式极大增强了网络安全性,恶意攻击者难以预测下一出块节点、执行拒绝服务攻击(DoS)。此外,系统会为同一时段选定多个候选出块者,进一步降低攻击成功概率。
基于 VRF 的运行机制,Mina 主链大约每 4 分钟生成一个新区块。
代币经济模型
$MINA 代币采用通胀模型,不设供应量上限。初始发行量为 10 亿枚(不含后续区块奖励)。在主网上线后的 15 个月内,针对解锁账户实施为期 8 年的“超强奖励”机制,即双倍区块奖励。
在 Mina 的 PoS 机制中,区块奖励与手续费按质押比例分配。假设网络参与度较高,未参与质押的代币将因通胀而遭受稀释。为激励用户质押,Mina 设定了初始 12% 的通胀率。该比率在前五年逐步下降并最终维持在 7%,后续调整将由链上治理决定(目前治理机制尚未完全启用)。
协议通胀率不随质押参与率改变,但区块奖励会动态调整。例如当仅有 50% 的代币参与质押时,区块奖励就会翻倍。这是由 Ouroboros 共识特性决定的:出块数量与质押比例成正比。在低参与率情况下,该模型能自然激励更多持有人加入质押。
zkApps:隐私与链下计算的突破
zkApps 是 Mina 生态中基于零知识证明的智能合约体系。它们不仅具备常规智能合约的功能,还额外支持隐私计算和链下执行能力。
每个 zkApp 包括两部分:
- 用 SnarkyJS 编写的智能合约;
用户交互界面。
zkApps 的推出为用户带来更丰富的应用场景与更优的隐私体验。一旦 zkApp 部署至托管网站,用户可通过 Auro 钱包与之交互。当用户在 zkApp 中输入数据(例如在 AMM 中购买资产),验证函数将基于用户数据生成零知识证明,该数据仅对用户自身可见。前端交互体验类似 MetaMask 等常用钱包,区别主要在于后端证明的生成与验证。
交易提交至 Mina 网络后,节点会验证证明的有效性,并更新 zkApp 状态。由于所有运算均在用户浏览器内完成,隐私性得到根本保障。
目前,Mina 正围绕 zkApps 构建三大核心功能:
- 端到端数据隐私(已上线);
- 无许可 Web Oracle(zkOracles,开发中);
- 私有互联网登录(zkIdentity,开发中)。
常见问题
什么是 Mina 协议?
Mina 是一个以“简洁区块链”为特色的公有链,通过递归 zk-SNARK 技术将整个区块链压缩在约 22KB,实现了低门槛、高包容性的节点参与机制。
zkApps 和普通智能合约有何不同?
zkApps 融合了零知识证明技术,支持用户在不暴露原始数据的情况下完成交易与计算,在DeFi、身份验证等场景中具有显著的隐私优势。
参与 Mina 网络需要哪些条件?
任何具备互联网连接的智能设备(包括手机和笔记本电脑)均可运行节点,无需专业级硬件支持。
$MINA 代币有哪些用途?
$MINA 用于支付交易费用、参与质押保护网络安全,也是 Snarketplace 中支付 SNARK 证明服务的工具。
Mina 如何实现区块链体积恒定?
借助递归 zk-SNARK,每个新区块都包含对之前整个链状态的简洁证明,使得全节点只需验证最新证明而无需存储完整历史。
zkApps 目前有哪些应用?
目前已上线的案例包括隐私支付、凭证验证与链下计算等,更多应用在游戏、投票和物联网领域仍在持续开发中。
结语
Mina 以其独创的递归 zk-SNARK 架构,真正实现了恒定大小的区块链,成为“最轻”的公有链。同时,作为支持零知识智能合约 zkApps 的 L1 网络,Mina 在可编程性与隐私保护之间取得了创新平衡。
凭借强大的隐私功能与无缝连接现有 Web 服务的能力,zkApps 正在搭建起现实世界与加密生态间安全、隐私的桥梁。作为零知识技术企业级解决方案的先行者,Mina 无疑处于这一快速扩展领域的最前沿。