1. 引言
前序博客有：
Mina中目前的交易类型主要有：
- Coinbase交易：给产块者激励和手续费的交易，为内部交易。
- Fee_transfer交易：给snark worker手续费的交易，为内部交易。
- Payment交易：支付交易，为用户交易。
- Stake_delegation交易：委托交易，为用户交易。
- apply_parities_unchecked交易：为支持zkApps智能合约创建的交易类型。
在Mina实际代码实现中，Payment交易和Stake_delegation交易共用Signed_command结构。
- Payment交易示例为：
{
"data": [
"Signed_command",
{
"payload": {
"common": {
"fee": "0.03",
"fee_token": "1",
"fee_payer_pk": "B62qoiyAqMVg4hnWFa3mBLsWVJycekKeHLjZi7KdKUDrvdk2o5hyuAe",
"nonce": "0",
"valid_until": "4294967295",
"memo": "E4YVe5YCtgSZuaBo1RiwHFWqtPzV6Eur8xG6JnbzEigit5nZKobQG"
},
"body": [
"Payment",
{
"source_pk": "B62qoiyAqMVg4hnWFa3mBLsWVJycekKeHLjZi7KdKUDrvdk2o5hyuAe",
"receiver_pk": "B62qpWaQoQoPL5AGta7Hz2DgJ9CJonpunjzCGTdw8KiCCD1hX8fNHuR",
"token_id": "1",
"amount": "15270000000"
}
]
},
"signer": "B62qoiyAqMVg4hnWFa3mBLsWVJycekKeHLjZi7KdKUDrvdk2o5hyuAe",
"signature": "7mXTZ6UJj2ZwGzF39ZvU9wnLeDTmHLitwDz7WfVtaXmwToDoVspgauzNKgrgwSzvxxusWsRMgFXyEZ4cTDHKDxmndDYuGLGM"
}
],
"status": [
"Applied",
{
"fee_payer_account_creation_fee_paid": null,
"receiver_account_creation_fee_paid": null,
"created_token": null
},
{
"fee_payer_balance": "0",
"source_balance": "0",
"receiver_balance": "18032234944156559"
}
]
}
- Stake_delegation交易示例为：
{
"data": [
"Signed_command",
{
"payload": {
"common": {
"fee": "0.0101",
"fee_token": "1",
"fee_payer_pk": "B62qp5MgMnCrd2bB8pGpPVmAntym3Qfx3vu7wBWwJ5p9e6eU9srYx9v",
"nonce": "0",
"valid_until": "4294967295",
"memo": "E4YM2vTHhWEg66xpj52JErHUBU4pZ1yageL4TVDDpTTSsv8mK6YaH"
},
"body": [
"Stake_delegation",
[
"Set_delegate",
{
"delegator": "B62qp5MgMnCrd2bB8pGpPVmAntym3Qfx3vu7wBWwJ5p9e6eU9srYx9v",
"new_delegate": "B62qns9cPvDwckhJXHpWZZ8b8T8oUgoF4Enpax5zNVBYYMtQwHf4Cmp"
}
]
]
},
"signer": "B62qp5MgMnCrd2bB8pGpPVmAntym3Qfx3vu7wBWwJ5p9e6eU9srYx9v",
"signature": "7mX2tu8ZxQbYkYWCCUKK6CpWhsAtPtiBWYkaa2BuJLJt4p934TfspRi7End8RKm5MBWXpqXGP4WxLv2NNjUPC1UiPM6KvnRn"
}
],
"status": [
"Applied",
{
"fee_payer_account_creation_fee_paid": null,
"receiver_account_creation_fee_paid": null,
"created_token": null
},
{
"fee_payer_balance": "90989900000",
"source_balance": "90989900000",
"receiver_balance": "66002906100000"
}
]
}
本文重点关注Payment支付交易的 snark流程。
在Mina中，引入了snark worker来对交易进行snark：
Mina的实际代码实现中，其snark_worker模块主要提供了2个异步RPC接口：
- get_work：snark worker通过
get_workRPC接口获取待生成snark的work。 - submit_work：完成snark的work通过
submit_workRPC接口广播到网络。
2. Signed_command基本结构
Signed_command基本结构为：
( Payload.Stable.V2.t
, Public_key.Stable.V1.t
, Signature.Stable.V1.t )
Poly.Stable.V1.t
type ('payload, 'pk, 'signature) t =
{ payload : 'payload; signer : 'pk; signature : 'signature }
(* payload结构为： *)
type t = (Common.Stable.V2.t, Body.Stable.V2.t) Poly.Stable.V1.t
type ('common, 'body) t = { common : 'common; body : 'body }
(* payload.common结构为： *)
type t =
( Currency.Fee.Stable.V1.t
, Public_key.Compressed.Stable.V1.t
, Account_nonce.Stable.V1.t
, Global_slot.Stable.V1.t
, Memo.Stable.V1.t )
Poly.Stable.V2.t
type ('fee, 'public_key, 'nonce, 'global_slot, 'memo) t =
{ fee : 'fee
; fee_payer_pk : 'public_key
; nonce : 'nonce
; valid_until : 'global_slot
; memo : 'memo
}
（* payload.body结构为： *）
type t = Binable_arg.Stable.V2.t =
| Payment of Payment_payload.Stable.V2.t
| Stake_delegation of Stake_delegation.Stable.V1.t
(* payload.body为Payment时的结构为： *)
type t =
(Public_key.Compressed.Stable.V1.t, Amount.Stable.V1.t) Poly.Stable.V2.t
type ('public_key, 'amount) t =
{ source_pk : 'public_key; receiver_pk : 'public_key; amount : 'amount }
3. Snark worker生成交易snark流程
3.1 Snark worker生成交易snark关键结构
-
1）
of_non_parties_transaction函数中的transaction_in_block参数，为Transaction.Valid.t Transaction_protocol_state.t类型：Transaction.Valid.t Transaction_protocol_state.t type 'a t = { transaction : 'a; block_data : Block_data.Stable.V2.t } (* transaction类型，Transaction.Valid.t为： *) type t = User_command.Valid.Stable.V2.t Poly.Stable.V2.t type 'command t = | Command of 'command | Fee_transfer of Fee_transfer.Stable.V2.t | Coinbase of Coinbase.Stable.V1.t (* 本文只考虑Command类型，User_command.Valid.Stable.V2.t ： *) type t = ( Signed_command.With_valid_signature.Stable.V2.t , Parties.Valid.Stable.V1.t ) Poly.Stable.V2.t type ('u, 's) t = Signed_command of 'u | Parties of 's (* 本文只考虑Signed_command类型， Signed_command.With_valid_signature.Stable.V2.t： *) type t = Stable.V2.t (* 对应为上面第2节的Signed_command结构。 *) (* block_data类型， Block_data.Stable.V2.t为：*) type t = Mina_state.Protocol_state.Body.Value.Stable.V2.t type t = (* 为protocol_state结构 *) ( State_hash.Stable.V1.t , Blockchain_state.Value.Stable.V2.t , Consensus.Data.Consensus_state.Value.Stable.V1.t , Protocol_constants_checked.Value.Stable.V1.t ) Poly.Stable.V1.t type ('state_hash, 'blockchain_state, 'consensus_state, 'constants) t = { genesis_state_hash : 'state_hash ; blockchain_state : 'blockchain_state ; consensus_state : 'consensus_state ; constants : 'constants } -
2）
perform函数中有参数({ instances; fee } as spec : Work.Spec.t)：(* Work.Spec.t结构为： *) type t = Single.Spec.t Work.Spec.t type 'single t = 'single Stable.Latest.t = { instances : 'single One_or_two.t; fee : Currency.Fee.t } (* 其中instances类型，One_or_two.t为： *) type 'a t = [ `One of 'a | `Two of 'a * 'a ] (* Single.Spec.t结构为： *) type t = (Transaction_witness.t, Ledger_proof.t) Work.Single.Spec.t (* Work.Single.Spec.t类型为： *) type ('witness, 'ledger_proof) t = ('witness, 'ledger_proof) Stable.Latest.t = | Transition of Transaction_snark.Statement.t * 'witness | Merge of Transaction_snark.Statement.t * 'ledger_proof * 'ledger_proof本文只考虑“Transition”情况，其中
Transaction_witness.t结构为：(* 本文只考虑“Transition”情况： *) ( * Transition_witness.t结构为： *) type t = { transaction : Mina_transaction.Transaction.Stable.V2.t ; ledger : Mina_ledger.Sparse_ledger.Stable.V2.t ; protocol_state_body : Mina_state.Protocol_state.Body.Value.Stable.V2.t ; init_stack : Mina_base.Pending_coinbase.Stack_versioned.Stable.V1.t ; status : Mina_base.Transaction_status.Stable.V2.t }本文只考虑“Transition”情况，其中
Transaction_snark.Statement.t结构为：type t = ( Frozen_ledger_hash.Stable.V1.t (* 为Field.t，即为哈希值。 *) , Currency.Amount.Stable.V1.t (* 为Unsigned.UInt64.t *) , Pending_coinbase.Stack_versioned.Stable.V1.t (* data为Field.t，state中的init和curr均为哈希值。 *) , Fee_excess.Stable.V1.t (* 包含fee_token_l/fee_excess_l/fee_token_r/fee_excess_r 四个字段。 *) , unit , Local_state.Stable.V1.t ) Poly.Stable.V2.t (* Poly.Stable.V2.t结构为： *) type ( 'ledger_hash (* 为哈希值。 *) , 'amount (* 为Unsigned.UInt64.t *) , 'pending_coinbase (* data为Field.t，state中的init和curr均为哈希值。 *) , 'fee_excess (* 包含fee_token_l/fee_excess_l/fee_token_r/fee_excess_r 四个字段。 *) , 'sok_digest (* 为uint。 *) , 'local_state ) t = { source : ( 'ledger_hash (* 为哈希值。 *) , 'pending_coinbase (* data为Field.t，state中的init和curr均为哈希值。 *) , 'local_state ) Registers.Stable.V1.t ; target : ( 'ledger_hash (* 为哈希值。 *) , 'pending_coinbase (* data为Field.t，state中的init和curr均为哈希值。 *) , 'local_state ) Registers.Stable.V1.t ; supply_increase : 'amount (* 为Unsigned.UInt64.t *) ; fee_excess : 'fee_excess (* 包含fee_token_l/fee_excess_l/fee_token_r/fee_excess_r 四个字段。 *) ; sok_digest : 'sok_digest (* 为uint。 *) } (* Registers.Stable.V1.t结构为： *) type ('ledger, 'pending_coinbase_stack, 'local_state) t = { ledger : 'ledger (* 为哈希值。 *) ; pending_coinbase_stack : 'pending_coinbase_stack (* data为Field.t，state中的init和curr均为哈希值。 *) ; local_state : 'local_state }其中
Pending_coinbase.Stack_versioned.Stable.V1.t结构为：(* Pending_coinbase.Stack_versioned.Stable.V1.t结构为： *) type t = (Coinbase_stack.Stable.V1.t, State_stack.Stable.V1.t) Poly.Stable.V1.t type ('data_stack, 'state_stack) t = { data : 'data_stack; state : 'state_stack } (* data类型，Coinbase_stack.Stable.V1.t为：Field.t *) (*state类型， State_stack.Stable.V1.t为： *) type t = Stack_hash.Stable.V1.t Poly.Stable.V1.t type 'stack_hash t = { init : 'stack_hash; curr : 'stack_hash } (* 其中init/curr均为 Stack_hash.Stable.V1.t ，本质即为Filed.t，即为哈希值 *)其中
Fee_excess.Stable.V1.t结构为：(* Fee_excess.Stable.V1.t 结构为： *) type t = ( Token_id.Stable.V1.t (* 为Pickles.Backend.Tick.Field.Stable.V1.t，对应Tick曲线的scalar域 *) , (Fee.Stable.V1.t, Sgn.Stable.V1.t) Signed_poly.Stable.V1.t ) (* 其中的magnitude字段为Unsigned.UInt64.t，sgn字段为枚举类型Pos|Neg *) Poly.Stable.V1.t (* 包含fee_token_l/fee_excess_l/fee_token_r/fee_excess_r 四个字段。 *) (* Poly.Stable.V1.t结构为： *) type ('token, 'fee) t = { fee_token_l : 'token ; fee_excess_l : 'fee ; fee_token_r : 'token ; fee_excess_r : 'fee } (* Signed_poly.Stable.V1.t 结构为： *) type ('magnitude, 'sgn) t = { magnitude : 'magnitude; sgn : 'sgn } (* 其中magnitude类型，Fee.Stable.V1.t为：Unsigned.UInt64.t *) (* 其中sgn类型， Sgn.Stable.V1.t枚举类型Pos|Neg：*) type t = Sgn_type.Sgn.Stable.V1.t = Pos | Neg其中
Local_state.Stable.V1.t结构为：【src/lib/transaction_logic/parties_logic.ml中的Local_state模块有：】type t = ( Mina_base.Stack_frame.Digest.Stable.V1.t , Mina_base.Call_stack_digest.Stable.V1.t , Token_id.Stable.V1.t , ( Currency.Amount.Stable.V1.t , Sgn.Stable.V1.t ) Currency.Signed_poly.Stable.V1.t , Ledger_hash.Stable.V1.t , bool , Parties.Transaction_commitment.Stable.V1.t , Transaction_status.Failure.Collection.Stable.V1.t ) Stable.V1.t type ( 'stack_frame , 'call_stack , 'token_id , 'excess , 'ledger , 'bool , 'comm , 'failure_status_tbl ) t = { stack_frame : 'stack_frame ; call_stack : 'call_stack ; transaction_commitment : 'comm ; full_transaction_commitment : 'comm ; token_id : 'token_id ; excess : 'excess ; ledger : 'ledger ; success : 'bool ; failure_status_tbl : 'failure_status_tbl } -
3）
perform_single中的参数message:Mina_base.Sok_message.t：【其中的“fee”表示snark worker对其提供的snark work的定价；“prover”为snark worker用于生成交易snark的公钥。】(* Sok_message.t类型为： *) type t = { fee : Currency.Fee.Stable.V1.t ; prover : Public_key.Compressed.Stable.V1.t } -
4）
perform_single中有一个隐含参数“single: single_spec”，为Work.Single.Spec.t类型。
3.2 Snark worker生成交易snark关键流程
Snark worker生成交易snark流程为：
- 1）
src/lib/snark_worker/prod.ml中的perform_single
||let perform (s : Worker_state.t) public_key ({ instances; fee } as spec : Work.Spec.t) = One_or_two.Deferred_result.map instances ~f:(fun w -> let open Deferred.Or_error.Let_syntax in let%map proof, time = perform_single s ~message:(Mina_base.Sok_message.create ~fee ~prover:public_key) w in ( proof , (time, match w with Transition _ -> `Transition | Merge _ -> `Merge) ) ) val perform_single : Worker_state.t -> message:Mina_base.Sok_message.t -> (Transaction_witness.t, Ledger_proof.t) Work.Single.Spec.t (* 对应隐含参数“single: signle_spec” *) -> (Ledger_proof.t * Time.Span.t) Deferred.Or_error.t let perform_single ({ m; cache; proof_level } : Worker_state.t) ~message = (* 其中还有一个隐含参数“single: single_spec”，为Work.Single.Spec.t类型。 *)
\/ - 2）只考虑“Work.Single.Spec.Transition”类型，不考虑“Merge”类型。
||
\/ - 3）若交易是“Parties”类型，则额外处理；否则，对于“Signed_commnad”/“Fee_transfer”/"Coinbase"类型的交易，同一调用Transaction_snark的
of_non_parties_transaction函数来生成相应的proof，会将proof添加到cache中。
取M.of_non_parties_transaction ~statement:{ input with sok_digest } { Transaction_protocol_state.Poly.transaction = t ; block_data = w.protocol_state_body } (* 为transaction_in_block参数，为Transaction.Valid.t Transaction_protocol_state.t类型 *) ~init_stack:w.init_stack (unstage (Mina_ledger.Sparse_ledger.handler w.ledger) ) val of_non_parties_transaction : statement:Statement.With_sok.t -> init_stack:Pending_coinbase.Stack.t -> Transaction.Valid.t Transaction_protocol_state.t -> Tick.Handler.t -> t Async.Deferred.t let of_non_parties_transaction ~statement ~init_stack transaction_in_block handler =transaction_in_block.transaction为transaction，取transaction_in_block.block_data为state_body。
||
\/ - 4）对
transaction仍然调用Transaction_union.of_transaction，结果仍命名为transaction——目的是：恢复Signed_command结构，会在common内插入fee_token = Token_id.default字段，在body内插入token_id = Token_id.default字段。
||
\/
参考资料
附录1. Mina系列博客
Mina系列博客有：
- Mina概览
- Mina的支付流程
- Mina的zkApp
- Mina中的Pasta（Pallas和Vesta）曲线
- Mina中的Schnorr signature
- Mina中的Pickles SNARK
- Mina中的Kimchi SNARK
- Mina Kimchi SNARK 代码解析
- Mina Berkeley QANet测试网zkApp初体验
- Mina中的Poseidon hash
- Mina中的多项式承诺方案
- Recursive SNARKs总览
- Mina技术白皮书
- Mina代码解析
- Mina中的Snark Worker
- Mina中的Scan State
- Mina中的VRF
- Mina中的delta_transition_chain_proof/delta_block_chain_proof
- Mina中的stake delegation
- Mina如何实现22KB？
- Mina中的stake_proof
- Mina中的genesis_proof
- Mina中的交易及经济白皮书
- Mina中的ledger proof
- Mina中的基于DLG的Plonk polynomial commitment scheme代码解析
- Mina中的约束系统代码解析
- Mina中的scan state代码解析
- Mina中的区块证明
- Mina中的wrap snark