DAOrayaki |Web3 非技術人員的零知識證明(Zk)指南
發表於 2022-10-12 08:59 作者: DAOrayaki_
創作者:Yofu
審核者:Shaun
原文: Zero-Knowledge Proofs:Primer for non-technical web3 researchers
零知識證明 (ZKP) 將徹底改變我們對隱私計算和可擴展性的看法。
盡管零知識證明,近來在加密領域流行起來,但是ZKP 有着悠久的歷史。
1987年 JamesGleick 在紐約時報發表了一篇名爲“一種保護隱私的新方法”文章。Gleick 描述了 ZKP 的可能用途,例如保護信用卡號碼和軍事訪問代碼。這是發生在區塊鏈技術出現之前。同時,幾位研究人員在幾十年後因其在密碼學方面的工作而獲得了圖靈獎。
論文獲取:
https://www.nytimes.com/1987/02/17/science/a-new-approach-to-protecting-secrets-is-discovered.html
但由於,缺乏軟件工具、快速硬件和替代選擇,直到現在,ZKPs才成爲主流。這一歷程類似於計算和軟件的進步如何使神經網絡蓬勃發展,盡管這些算法已經存在了一段時間。
ZKP 是如何工作的?已經有很多討論,可以參考以下文章。
今天我們從更加簡單易懂的視角討論ZKPs。
我們將ZKP 視爲一個黑匣子,它允許某人證明他們知道一些信息但不泄露它。此外,即使相關的計算需要很長時間才能完成,ZKPs也可以以難以置信地速度快速驗證。
案例:
愛麗絲、鮑勃和卡羅爾正在交談。愛麗絲問鮑勃一個問題,但不想讓卡羅爾知道答案。鮑勃可以使用 ZKP 進行響應,這將確認他知道答案而無需透露答案。ZKP 總是輸出真假,從不撒謊。
回顧今天,ZKP 承諾三個用例。
1.保護用戶隱私
2. 實現新的透明度
2. 驗證分布式計算的新範式
讓我們一一分析。
智能合約區塊鏈:
以太坊上的所有交易都是公开的。如果世界金融系統在一夜之間轉移到以太坊,你可以看到每個人的工資、交易以及他們與誰互動。這是個大問題!
想象一下,如果你所有的 Venmo 交易都是公开的——這就是以太坊的樣子。除了交易不會只是在朋友之間進行。它們可能包括向受制裁國家的家人匯款或支付醫療費用。
如果在 Venmo 上,您可以選擇將一些交易設爲私有,會是什么樣?
ZKP 允許區塊鏈參與者靈活選擇他們想要披露和隱藏哪些交易。
考慮到這些問題,Layer1 區塊鏈如Zcash 和 Monero 在默認情況下使用ZKPs。他們的核心是抗審查的支付機制。
金融機構可以在不泄露 alpha 的情況下私下進行加密投資。
類似於對國會議員的投資法,ZKPs可以在一定時間內隱藏投資,然後通過智能合約在鏈上顯示出來。
不僅僅是加密貨幣的用例。 cloudflare研究如何使用ZKPs,使得硬件安全密鑰進行更私密的用戶認證。
katherineykwu 在 coinbase的播客中提到:比特幣是可編程的貨幣,就像零知識是可編程的隱私。
這是一個完全新穎的概念!
ZKPs使金融透明度達到一個全新的水平。
公司可以有選擇地公开某些付款,以便進行審計跟蹤,同時隱藏有關機密客戶、僱員工資、承包商、供應商和投資的信息。
此外,還可以促使金融實體向世界其他地區提供償付能力證明。每隔幾周,監管機構就可以要求銀行公布一份ZKP,向所有人證明他們的資產負債比。
可驗證計算中的ZKPs:
如果您想將一項艱巨的任務卸載到更適合這樣做的機器上,但因爲是第三方運營,您不相信那台機器的結果,怎么辦?您可以要求機器提交 ZKP!
區塊鏈目前的一個大問題是擴展。一種解決方案是使用ZK-rollups 。
區塊空間很昂貴。 ZK-rollups 將原本在主鏈上的計算轉移到更便宜的計算環境中。
最後,只有一個短的 ZKP 被承諾到主鏈上。
L1區塊鏈致力於利用ZKP的簡潔性進行擴展,如MinaProtocol。
想象一下,區塊鏈的整個狀態存儲在一組跨節點共享的ZK證明中,並以並行方式更新。你可以在幾秒鐘內建立一個新的節點!
ZKP具有什么問題, 是否還有其他選擇?
Optimistic rollups,例如 arbitrum 和 optimism FND爲已經在主網上的 zk-rollup 提供了更具可擴展性的選項。
一旦達到更快的 ZKP 證明者速度,我們可以看到 zk-rollups 超過其他選擇。
ZKP 涉及復雜的計算,其中許多在以前的計算中是不需要的。這使得硬件成本昂貴。
示例:在以太坊上驗證單個 ZKP 的成本可能高達 ~500K gwei。
出於類似原因,ZKP 驗證的成本也可能很高。
工程師們正在兩個方面努力解決這些問題。
1. 爲 ZKP 設計更好的定制硬件。
2. 爲 ZKP 構建性能更高(且更易於使用)的軟件和工具。
案例:
gakonst 正在探索使用 FPGA 和 ASIC 的 ZKP 的硬件加速範式;
Ingo_zk 擁有在 AWS 上使用 FPGA 的完整工具包,可實現更便宜、更快的 ZK;
AleoHQ 和 starkware 正在开發更好的工具和語言來構建 ZK 電路。
總而言之:
在涉及到用戶隱私時,ZKPs提供了一個新的選擇層。分布式計算的未來將依賴於ZKPs,以無信任的方式將密集的工作卸載給第三方。
標題:DAOrayaki |Web3 非技術人員的零知識證明(Zk)指南
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