Какво представлява Zero-knowledge Proof и по какъв начин въздейства върху блокчейна?

Тази статия е предоставена от един от членовете на общността. Авторът е Кени Ли, съосновател на Manta Network, която представлява програмируем протокол за ниво 1 на поверителност, задвижван от технология Zero-knowledge Proof/ доказване на нулево знание.

TL;DR

Zero-knowledge proof (ZKP)/ Доказателството с нулево знание представлява криптографска технология, която позволява проверка на достоверността на част от информацията, без да се разкрива самата информация. Този вид технология се превръща в много важна за самия блокчейн, криптовалута и децентрализирано финансиране (DeFi) за подобряване на поверителността и сигурността.

Много проекти в DeFi вече използват ZKP, за да предоставят на потребителите по-добра поверителност и сигурност за услуги като кредитиране, вземане на заеми и търговия. Редица блокчейни от ниво 1 добавят базирани върху ZKP roll-ups или zkEVM. Очаква се доказателствата с нулево знание да играят все по-важна роля в света на блокчейн и Web3, тъй като се очаква приложението й да стане по-широко възприето от екосистемата.

По какъв начин работи Zero-Knowledge Proof Work/ Доказателство с нулево знание?

Zero-knowledge proof/ Доказателството с нулево знание е метод, чрез който една страна (доказващият) може да докаже на друга страна (проверяващият), че дадено твърдение е вярно, без да разкрива допълнителна информация. Това е особено полезно, когато информацията е поверителна и доказващият не иска проверяващият да има достъп до нея.

Доказващият предоставя математическо доказателство, което само той може да генерира, а проверяващият може да използва това доказателство, за да потвърди истинността на твърдението. Те обаче не могат да използват доказателството, за възстановяване на оригиналната информация.

Представете си тунел с два входа, A и B. Има заключена врата с таен код, който блокира единствения път и не позволява на хората да преминат през тунела от единия край до другия (A до B). Знаете тайния код и искате да го продадете на г-жа X, която иска достъп до тунела.

Искате тя да плати предварително, преди да й разкриете кода, но тя първо иска да докажете, че наистина знаете кода. В този случай тя може да го направи, като стои пред тунела и ви гледа как влизате в единия вход и излизате от другия. По този начин тя ще бъде сигурна, че наистина знаете тайния код.

Защо да използваме Zero-Knowledge Proofs/ Доказателство с нулево знание?

Популярността на доказателствата с нулево знание в блокчейна и крипто екосистемата се дължи на нарастващото търсене на поверителност и сигурност в цифровите транзакции. С възхода на блокчейн технологията и криптовалутата, има нарастваща нужда от начин за проверка на транзакции, без да се разкрива чувствителна информация — потребност, която ZKPs може да отговори.

Доказателствата с нулево знание привлякоха по-голямо внимание и интерес през последните години, като бяха пуснати много протоколи, използващи ZKP, и големите блокчейни изградиха roll-ups с нулево знание. Ясен знак за популярността на доказателствата с нулево знание беше показан на конференцията DevCon 2022, където над 20% от всички дискусии касаеха за тази технология.

Ключови разработки

Една от ключовите разработки в доказателствата с нулево знание е увеличеното използване на zk-SNARK, специфичен тип ZKP. zk-SNARK са широко възприети в различни приложения на DeFi, като транзакции с частни токени и защитено кредитиране и вземане на заеми. Друга важна разработка в доказателствата с нулево знание е повишеният фокус върху мащабируемостта и производителността чрез zkRoll-ups.

zk-SNARKs

Краткият неинтерактивен аргумент на знание с нулево знание (zk-SNARKs) е специфичен тип доказателство с нулево знание, което позволява изявление да бъде проверено, без да се разкрива информация за самото изявление.

zk-SNARK вече са били използвани в приложения като Zcash и базираната на блокчейн платежна система на JP Morgan Chase. Използва се и като начин за сигурно удостоверяване на клиенти към сървъри.

zkRoll-ups

zkRoll-ups са решение за мащабиране за блокчейн мрежи, което улеснява групирането на множество транзакции в една по-голяма транзакция, която след това се записва в блокчейн. Например BNB Chain стартира своята тестова мрежа zkBNB, изградена на zkRoll-up архитектура през 2022 г.

zkBNB може да обедини стотици транзакции в една партида извън веригата и да генерира криптографско доказателство, за да докаже валидността на всички транзакции. zkRoll-ups осигуряват баланс между мащабируемост и сигурност и са подходящи за настройки с голям мащаб и ниска латентност.

Случаи на използване нза Zero-Knowledge Proofs/ Доказателства с нулево знание

Zero-knowledge proofs/ Доказателствата с нулево знание имат широк набор на случаи на употреба, някои от които вече са реализирани; други се очаква да станат реалност в бъдеще. Някои основни случаи на използване на ZKP включват:

Дигитална проверка на самоличността
Zero-knowledge proofs/Доказателствата с нулево знание могат да се използват за проверка на самоличността на потребителите, без да се разкрива чувствителна лична информация. Това може да бъде полезно в приложения като системи за цифрово гласуване, където самоличността на гласоподавателите трябва да бъде потвърдена, без да се компрометира тяхната анонимност.

Транзакции със запазване на поверителност

Един от най-популярните случаи на използване на доказателства с нулево знание в крипто екосистемата е активиране на транзакции, запазващи поверителността. Например децентрализираното приложение MantaPay (DApp) на Manta Network използва ZKP, за да позволи на потребителите да извършват транзакции на децентрализираната борса (DEX), без да разкриват своята самоличност или подробности за транзакциите. Това позволява на потребителите да запазят поверителността си, като същевременно могат да използват платформата за транзакции.

Защитени транзакции

Zcash представлява криптовалута, която използва доказателства с нулево знание, за да активира защитени транзакции. При такива транзакции адресите на подателя и получателя, както и сумите на транзакциите, са скрити от публичната блокчейн, осигурявайки допълнителна поверителност на потребителите.

Токенизация и проверка на собствеността

Zero-knowledge proofs/ Доказателствата с нулево знание могат също да се използват за токенизиране на активи и проверка на тяхното доказателство за собственост. Например, собственост може да бъде токенизирана и всяка страна може да потвърди собствеността си, без да разкрива публично каквато и да е друга информация.

Приложение на световно ниво
Някои държави притежават строги разпоредби относно събирането и споделянето на финансова информация, което може да бъде трудно за спазване от децентрализираните платформи. Доказателствата с нулево знание могат да се използват за споделяне на необходимата информация с регулаторите, като същевременно се пази в тайна от други страни.
Това може да помогне за преодоляване на пропастта между децентрализираните платформи и традиционните финансови институции, което улеснява DeFi да спазва разпоредбите в различни юрисдикции.

Бъдеще на Zero-Knowledge/ Доказателството с нулево знание в сферата на блокчейна

Zero-knowledge proofs/ Доказателствата с нулево знание вероятно ще доведат до нови технологични иновации в бъдеще. Някои бъдещи разработки, свързани със ZKP, които си струва да обърнете внимание, включват:

Крос-чейн нива на поверителност
Тъй като блокчейн и DeFi екосистемите продължават да растат и да се развиват, появява се нарастваща нужда от оперативна съвместимост в различни блокчейн мрежи. Крос-чейн нивата на поверителност между веригата ще позволят транзакциите да се извършват в различни блокчейн мрежи, като същевременно се запази поверителността на участващите страни.

zk-STARKs

Друга област с повишено внимание, е увеличеното използване на zk-STARKs (мащабируем прозрачен аргумент с нулево знание), по-нов тип доказателство с нулево знание, което се счита за по-ефективно и сигурно от zk-SNARK. Друго предимство на zk-STARK пред zk-SNARK е, че първите са по-бързи за проверка и не изискват trusted set-up/ надеждна настройка.

Удобни за потребителя набори от инструменти

Zero-knowledge proof/ Технологията с нулево знание може да бъде сложна и не всеки екип за разработка има опит в тази конкретна област на криптографията. Удобните за потребителя набори от инструменти ZKP могат да помогнат за преодоляване на тази празнина и да улеснят разработчиците с различен опит за успешно използване на технологията.

Ограничения на доказателствата с нулево знание
Доказателствата с нулево знание представляват уникален метод за проверка на истинността на информацията, като същевременно се запазва поверителността, обаче те не предоставят 100% гаранция. Въпреки че вероятността за проверка, когато доказващият лъже, е незначителна, потребителите трябва да знаят, че ZKP не са напълно сигурни.

В допълнение, алгоритмите, използвани от доказателства с нулево знание, се нуждаят от интензивни изчислителни ресурси. При някои типове ZKP са необходими интензивни изчисления, тъй като те изискват много взаимодействия между верификатори и доказващи. В други алгоритмите са изключително изчислително интензивни, което потенциално може да ограничи приложенията на ZKP.

Заключителни мисли

Zero-knowledge proofs/ Доказателствата с нулево знание бързо привличат внимание поради техните уникални свойства за запазване на поверителността и потенциал за мащабиране. Нарастващото приложение на тази технология в блокчейн, криптовалутите и DeFi вероятно ще донесат повече иновативни услуги, които са от голяма полза за потребителите. Очаква се доказателствата с нулево знание да играят решаваща роля в създаването на DApp екосистеми, които са по-сигурни, частни и ефективни.

Оригинална статия: линк