zk-SNARK ( ZKP ) như một công nghệ mật mã quan trọng, hệ thống lý thuyết hiện đại của nó bắt đầu từ năm 1985 khi Goldwasser, Micali và Rackoff công bố bài báo tiên phong. Bài báo này nghiên cứu về cách để chứng minh tính đúng đắn của một tuyên bố trong hệ thống chứng minh tương tác thông qua việc trao đổi tối thiểu kiến thức. Nếu có thể thực hiện việc trao đổi không kiến thức, thì gọi là zk-SNARK.
Các hệ thống chứng minh không biết (零知识证明) giai đoạn đầu còn thiếu tính thực tiễn, chủ yếu chỉ dừng lại ở cấp độ lý thuyết. Cho đến gần 10 năm gần đây, với việc ứng dụng rộng rãi của mật mã trong lĩnh vực tiền điện tử, công nghệ chứng minh không biết mới bắt đầu phát triển mạnh mẽ, trở thành một hướng nghiên cứu quan trọng. Trong đó, xây dựng các giao thức chứng minh không biết tổng quát, không tương tác và có kích thước chứng minh nhỏ là một trong những mục tiêu cốt lõi.
Bước đột phá quan trọng của chứng minh không kiến thức là lý thuyết zk-SNARK do Groth đưa ra vào năm 2010. Năm 2015, Zcash đã áp dụng chứng minh không kiến thức vào việc bảo vệ quyền riêng tư giao dịch, mở ra ứng dụng thực tế của ZKP trong lĩnh vực blockchain. Kể từ đó, zk-SNARK kết hợp với hợp đồng thông minh, mở rộng thêm các kịch bản ứng dụng.
Trong quá trình này, một số thành tựu học thuật quan trọng bao gồm:
Giao thức Pinocchio năm 2013: Nén thời gian chứng minh và xác minh
Năm 2016 Groth16: Rút gọn kích thước chứng minh, nâng cao hiệu suất xác minh
Năm 2017 Bulletproofs: Đề xuất chứng minh ngắn gọn không cần thiết lập tin cậy.
Năm 2018 zk-STARKs: Đề xuất giao thức mới không cần thiết lập đáng tin cậy.
Ngoài ra, sự xuất hiện của các công nghệ như PLONK, Halo2 cũng đã mang lại những cải tiến hơn nữa cho zk-SNARK.
zk-SNARK的主要应用
zk-SNARK hiện đang được ứng dụng rộng rãi nhất trong hai lĩnh vực là bảo vệ quyền riêng tư và mở rộng blockchain.
Trong lĩnh vực bảo vệ quyền riêng tư, các dự án giao dịch riêng tư như Zcash, Monero đã xuất hiện từ sớm. Mặc dù nhu cầu về giao dịch riêng tư không đạt như mong đợi, nhưng vẫn giữ được một vị trí nhất định trên thị trường. Về mở rộng quy mô, với việc Ethereum chuyển sang lộ trình mở rộng tập trung vào rollup, các phương án mở rộng dựa trên zk-SNARK đã trở lại là tâm điểm chú ý của ngành.
giao dịch riêng tư
Giao dịch riêng tư đã có nhiều dự án trưởng thành, bao gồm:
Sử dụng zk-SNARK của Zcash và Tornado Cash
Sử dụng Monero của Bulletproof
Lấy Zcash làm ví dụ, quy trình giao dịch zk-SNARK của nó bao gồm: thiết lập hệ thống, tạo khóa, đúc tiền, chuyển tiền, xác minh và nhận. Tuy nhiên, Zcash dựa trên mô hình UTXO, việc bảo vệ quyền riêng tư có những hạn chế nhất định, và tỷ lệ thực sự sử dụng giao dịch riêng tư không cao.
So với Tornado Cash, nó sử dụng một bể trộn tiền lớn duy nhất, mang lại tính linh hoạt tốt hơn. Nó dựa trên mạng Ethereum và sử dụng công nghệ zk-SNARK để bảo vệ quyền riêng tư cho các chức năng quan trọng như gửi tiền và rút tiền.
mở rộng ứng dụng
Ứng dụng của ZKP trong việc mở rộng chủ yếu thể hiện qua zk-rollup. Ý tưởng cốt lõi là đóng gói một lượng lớn giao dịch, tạo ra một zk-SNARK, sau đó xác minh zk-SNARK này trên chuỗi chính để cập nhật trạng thái.
Những lợi thế chính của zk-rollup bao gồm: chi phí thấp, xác nhận nhanh chóng, bảo vệ quyền riêng tư, v.v. Nhưng cũng tồn tại những thách thức như khối lượng tính toán lớn, cần thiết lập đáng tin cậy.
Hiện tại, các dự án zk-rollup chính trên thị trường bao gồm: StarkNet, zkSync, Aztec Connect, Polygon Hermez/Miden, Loopring, Scroll, v.v. Các dự án này chủ yếu cạnh tranh dựa trên lựa chọn SNARK/STARK và mức độ hỗ trợ EVM.
Khả năng tương thích EVM là một vấn đề then chốt. Một số dự án chọn hoàn toàn tương thích với mã opcode Solidity, trong khi những dự án khác thiết kế máy ảo mới để thân thiện với ZKP và tương thích với Solidity. Sự tiến bộ nhanh chóng gần đây trong khả năng tương thích EVM đã cung cấp cho các nhà phát triển một con đường di chuyển thuận tiện hơn, điều này sẽ ảnh hưởng đến bối cảnh cạnh tranh của hệ sinh thái ZKP.
Nguyên lý cơ bản của zk-SNARK
zk-SNARK là một trong những công nghệ chứng minh không kiến thức (零知识证明) được áp dụng rộng rãi nhất hiện nay. Tên đầy đủ của nó là "Chứng minh Kiến thức Ngắn gọn Không Tương tác Không Kiến thức"(Zero-Knowledge Succinct Non-Interactive Argument of Knowledge), có các đặc điểm sau:
zk-SNARK: không tiết lộ thông tin bổ sung
Đơn giản: kích thước xác minh nhỏ
Không tương tác: không cần nhiều vòng tương tác
Tính chất kiến thức: Người chứng minh phải biết thông tin hợp lệ
Nguyên lý thực hiện cơ bản của zk-SNARK bao gồm các bước sau:
Chuyển đổi vấn đề thành mô tả mạch
Chuyển đổi mạch điện thành R1CS ( Hệ thống ràng buộc hạng 1 )
Chuyển R1CS thành QAP (Chương trình số học bậc hai )
Tạo thiết lập đáng tin cậy, bao gồm chìa khóa chứng minh và chìa khóa xác minh
Tạo zk-SNARK và thực hiện xác minh
Quá trình này đảm bảo tính toàn vẹn, độ tin cậy và tính không biết của zk-SNARK. Bằng cách tối ưu hóa liên tục các khâu, công nghệ zk-SNARK đã đạt được những tiến bộ đáng kể về tính thực tiễn.
This page may contain third-party content, which is provided for information purposes only (not representations/warranties) and should not be considered as an endorsement of its views by Gate, nor as financial or professional advice. See Disclaimer for details.
17 thích
Phần thưởng
17
5
Chia sẻ
Bình luận
0/400
CryptoCrazyGF
· 07-02 04:21
Nhâm nhi hạt dưa học Mật mã học
Xem bản gốcTrả lời0
RuntimeError
· 07-02 04:10
Ê, đây không phải là nền tảng cũ của l2 sao?
Xem bản gốcTrả lời0
ChainSherlockGirl
· 07-02 04:09
À ha～ Những kẻ phơi bày dữ liệu đến để moi móc, lịch sử phát triển của kiến thức không biết này thực sự là một con đường ẩn danh của Nhà đầu tư lớn trong thế giới tiền điện tử. Các bạn khán giả đừng vội, hãy để tôi từ từ kể lại.
Sự tiến hóa của công nghệ zk-SNARK: từ lý thuyết đến ứng dụng mở rộng zk-rollup
Sự phát triển và ứng dụng của công nghệ zk-SNARK
Lịch sử phát triển của zk-SNARK
zk-SNARK ( ZKP ) như một công nghệ mật mã quan trọng, hệ thống lý thuyết hiện đại của nó bắt đầu từ năm 1985 khi Goldwasser, Micali và Rackoff công bố bài báo tiên phong. Bài báo này nghiên cứu về cách để chứng minh tính đúng đắn của một tuyên bố trong hệ thống chứng minh tương tác thông qua việc trao đổi tối thiểu kiến thức. Nếu có thể thực hiện việc trao đổi không kiến thức, thì gọi là zk-SNARK.
Các hệ thống chứng minh không biết (零知识证明) giai đoạn đầu còn thiếu tính thực tiễn, chủ yếu chỉ dừng lại ở cấp độ lý thuyết. Cho đến gần 10 năm gần đây, với việc ứng dụng rộng rãi của mật mã trong lĩnh vực tiền điện tử, công nghệ chứng minh không biết mới bắt đầu phát triển mạnh mẽ, trở thành một hướng nghiên cứu quan trọng. Trong đó, xây dựng các giao thức chứng minh không biết tổng quát, không tương tác và có kích thước chứng minh nhỏ là một trong những mục tiêu cốt lõi.
Bước đột phá quan trọng của chứng minh không kiến thức là lý thuyết zk-SNARK do Groth đưa ra vào năm 2010. Năm 2015, Zcash đã áp dụng chứng minh không kiến thức vào việc bảo vệ quyền riêng tư giao dịch, mở ra ứng dụng thực tế của ZKP trong lĩnh vực blockchain. Kể từ đó, zk-SNARK kết hợp với hợp đồng thông minh, mở rộng thêm các kịch bản ứng dụng.
Trong quá trình này, một số thành tựu học thuật quan trọng bao gồm:
Ngoài ra, sự xuất hiện của các công nghệ như PLONK, Halo2 cũng đã mang lại những cải tiến hơn nữa cho zk-SNARK.
zk-SNARK的主要应用
zk-SNARK hiện đang được ứng dụng rộng rãi nhất trong hai lĩnh vực là bảo vệ quyền riêng tư và mở rộng blockchain.
Trong lĩnh vực bảo vệ quyền riêng tư, các dự án giao dịch riêng tư như Zcash, Monero đã xuất hiện từ sớm. Mặc dù nhu cầu về giao dịch riêng tư không đạt như mong đợi, nhưng vẫn giữ được một vị trí nhất định trên thị trường. Về mở rộng quy mô, với việc Ethereum chuyển sang lộ trình mở rộng tập trung vào rollup, các phương án mở rộng dựa trên zk-SNARK đã trở lại là tâm điểm chú ý của ngành.
giao dịch riêng tư
Giao dịch riêng tư đã có nhiều dự án trưởng thành, bao gồm:
Lấy Zcash làm ví dụ, quy trình giao dịch zk-SNARK của nó bao gồm: thiết lập hệ thống, tạo khóa, đúc tiền, chuyển tiền, xác minh và nhận. Tuy nhiên, Zcash dựa trên mô hình UTXO, việc bảo vệ quyền riêng tư có những hạn chế nhất định, và tỷ lệ thực sự sử dụng giao dịch riêng tư không cao.
So với Tornado Cash, nó sử dụng một bể trộn tiền lớn duy nhất, mang lại tính linh hoạt tốt hơn. Nó dựa trên mạng Ethereum và sử dụng công nghệ zk-SNARK để bảo vệ quyền riêng tư cho các chức năng quan trọng như gửi tiền và rút tiền.
mở rộng ứng dụng
Ứng dụng của ZKP trong việc mở rộng chủ yếu thể hiện qua zk-rollup. Ý tưởng cốt lõi là đóng gói một lượng lớn giao dịch, tạo ra một zk-SNARK, sau đó xác minh zk-SNARK này trên chuỗi chính để cập nhật trạng thái.
Những lợi thế chính của zk-rollup bao gồm: chi phí thấp, xác nhận nhanh chóng, bảo vệ quyền riêng tư, v.v. Nhưng cũng tồn tại những thách thức như khối lượng tính toán lớn, cần thiết lập đáng tin cậy.
Hiện tại, các dự án zk-rollup chính trên thị trường bao gồm: StarkNet, zkSync, Aztec Connect, Polygon Hermez/Miden, Loopring, Scroll, v.v. Các dự án này chủ yếu cạnh tranh dựa trên lựa chọn SNARK/STARK và mức độ hỗ trợ EVM.
Khả năng tương thích EVM là một vấn đề then chốt. Một số dự án chọn hoàn toàn tương thích với mã opcode Solidity, trong khi những dự án khác thiết kế máy ảo mới để thân thiện với ZKP và tương thích với Solidity. Sự tiến bộ nhanh chóng gần đây trong khả năng tương thích EVM đã cung cấp cho các nhà phát triển một con đường di chuyển thuận tiện hơn, điều này sẽ ảnh hưởng đến bối cảnh cạnh tranh của hệ sinh thái ZKP.
Nguyên lý cơ bản của zk-SNARK
zk-SNARK là một trong những công nghệ chứng minh không kiến thức (零知识证明) được áp dụng rộng rãi nhất hiện nay. Tên đầy đủ của nó là "Chứng minh Kiến thức Ngắn gọn Không Tương tác Không Kiến thức"(Zero-Knowledge Succinct Non-Interactive Argument of Knowledge), có các đặc điểm sau:
Nguyên lý thực hiện cơ bản của zk-SNARK bao gồm các bước sau:
Quá trình này đảm bảo tính toàn vẹn, độ tin cậy và tính không biết của zk-SNARK. Bằng cách tối ưu hóa liên tục các khâu, công nghệ zk-SNARK đã đạt được những tiến bộ đáng kể về tính thực tiễn.