zk-SNARKs'ın Tarihçesi ve Uygulamaları

Bir, zk-SNARKs'in Gelişim Süreci

Sıfır bilgi kanıtı sistemi, ilk olarak 1985 yılında Goldwasser, Micali ve Rackoff'un makalesinden kaynaklanmaktadır. Bu makale, etkileşimli sistemlerde doğruluğun kanıtı için gereken bilgi miktarını keşfetmektedir. Eğer sıfır bilgi değişimi gerçekleştirilebiliyorsa, buna sıfır bilgi kanıtı denir. Erken dönem sıfır bilgi kanıtı sistemleri verimlilik ve kullanılabilirlik açısından yetersizdi ve genellikle teorik düzeyde kalıyordu.

Son on yılda, zk-SNARKs hızla gelişti ve kriptoloji alanında önemli bir yön haline geldi. Bu bağlamda, genel, etkileşimsiz ve küçük kanıt boyutuna sahip zk-SNARKs protokollerinin geliştirilmesi kritik keşif yönlerinden biridir. zk-SNARKs, kanıt hızı, doğrulama hızı ve kanıt boyutu arasında bir denge kurmayı gerektirir.

2010 yılında Groth'un makalesi ZKP alanında önemli bir突破 oldu ve zk-SNARK'lar için teorik bir temel sağladı. 2015 yılında Zcash, işlem gizliliğini korumak için零知识证明 uyguladı ve ZKP'nin geniş çapta kullanımını başlattı.

Diğer önemli akademik başarılar şunlardır:

• 2013 yılında Pinokyo protokolü
• 2016 Groth16 algoritması
• 2017 Bulletproofs algoritması
• 2018 yılında zk-STARKs protokolü

Ayrıca, PLONK, Halo2 gibi ZKP alanında önemli gelişmeler de bulunmaktadır.

İkincisi, zk-SNARKs'ın Uygulamaları

zk-SNARKs, gizlilik koruma ve ölçeklenebilirlik olmak üzere iki alanda başlıca uygulanmaktadır.

Gizlilik Koruma

Erken dönem gizlilik ticareti projeleri Zcash ve Monero öne çıkıyordu, ancak şu anda ana akım görünümden yavaş yavaş uzaklaşıyorlar. Zcash, gizlilik ticareti gerçekleştirmek için zk-SNARKs kullanıyor; ana adımlar sistem kurulumu, anahtar oluşturma, madencilik, işlem, doğrulama ve alma.

Tornado Cash, Ethereum ağına dayanan tek bir büyük karışık havuz kullanarak gizlilik koruması sağlamak için zk-SNARKs'ı kullanmaktadır. Ana özellikleri arasında yalnızca yatırılan paranın çekilebilmesi, paranın tekrar tekrar çekilememesi, kanıtların ve iptal bildirimlerinin bağlanması gibi unsurlar bulunmaktadır.

Ölçeklenmeye kıyasla, gizlilik korumanın gerçekleştirilmesi görece daha kolaydır. Eğer ölçeklenme çözümü başarılı olursa, gizlilik koruma temelde bir sorun olmayacaktır.

Ölçeklendirme

ZK ölçekleme, birinci veya ikinci katman ağında gerçekleştirilebilir. ZK rollup, önemli bir ikinci katman ölçekleme çözümüdür ve Sequencer ve Aggregator olmak üzere iki tür rol içerir. Sequencer, işlemleri paketlemekten sorumludur, Aggregator ise işlemleri birleştirir ve zk-SNARKs üretir, Ethereum durum ağacını günceller.

ZK rollup'un avantajları düşük maliyet, hızlı nihai sonuçlar gibi özelliklerdir; dezavantajları ise büyük hesaplama yükü ve güvenilir ayar gereksinimleridir. Şu anda ana ZK rollup projeleri StarkNet, zkSync, Aztec Connect, Polygon Hermez/Miden, Loopring, Scroll gibi projelerdir.

Teknik yol, esasen SNARK( ve geliştirilmiş versiyonu ) ile STARK arasında bir seçim yapmayı içerir ve ayrıca EVM destek seviyesini de kapsar. EVM uyumluluğu, geliştirme ekosistemini ve rekabet ortamını etkileyen kritik bir meseledir.

Üç, ZK-SNARK'ların Temel Prensipleri

ZK-SNARK'lar tamlık, güvenilirlik ve sıfır bilgi olmak üzere üç özelliğe sahiptir. Uygulama prensibi esasen şunları içermektedir:

1. Sorunu devreye dönüştür
2. Devreyi R1CS biçimine dönüştür
3. R1CS'nin QAP biçimine dönüştürülmesi
4. Güvenilir bir kurulum oluşturun, rastgele parametreler üretin
5. ZK-SNARKs kanıtı oluşturma ve doğrulama

ZK-SNARKs'ın gelişimi, uygulamaları ve ZK-STARK ile ilişkisi gibi konular, ilerleyen zamanlarda derinlemesine tartışılacaktır.