什么是零知识证明(ZKP)?
- 零知识证明可以让用户在不透露信息的前提下证明自己知道或拥有信息。“证明者”(prover)会利用某一系统输入的信息来创建证明,而“验证者”(verifier)则会验证这个证明的计算结果,但却无法得知信息的具体内容。最关键的是,零知识证明可以验证某一数据集的有效性,并同时保护数据隐私。
零知识证明的运行机制
- 零知识证明最早MIT的Shafi Goldwasser和Silvio Micali在1985年一篇名为《互动式证明系统的知识复杂性》的论文中提出。作者在论文中提到,证明者(prover)有可能在不透露具体数据的情况下让验证者(verifier)相信数据的真实性。
- 零知识证明可以是交互式的,即证明者面对每个验证者都要证明一次数据的真实性;也可以是非交互式的,即证明者创建一份证明,任何使用这份证明的人都可以进行验证。零知识证明目前有多种实现方式,如zk-SNARKS、zk-STARKS、PLONK以及Bulletproofs。每种方式在证明大小、证明者时间以及验证时间上都有自己的优缺点。
区块链和Web3.0中的零知识证明
- 在不公开基础证明数据的情况下证明陈述或声明的能力具有令人兴奋的用途。一方面,很可能将零知识证明与现有的身份验证应用程序结合使用。如果可以在不透露密码情况下证明拥有密码,那么就消除了所有的攻击向量。
- 不过,使用零知识证明进行密码验证只是一个小步骤,它并没有真正改变人们如今熟悉的基本模型。要使这种身份验证机制起到作用,仍然需要将密码传输到与之交互服务的中央服务器并存储在那里。更具革命性的方法需要考虑如果将零知识证明运用到应用程序安全系统的设计中会发生什么。在这种情况下,开始看到现有身份验证的替代方案。如果政府部门和银行机构要承担签发密钥以验证重要声明的角色,用户可以使用零知识证明协议来验证声明。
- 作为一个高级示例,如果政府部门将密钥作为护照的一部分,则零知识证明可用于证明公民身份,而无需透露护照号码或公民姓名。通过采用哈希算法,公民可以使用零知识证明来验明年龄等具体要求。
- 这种功能与Web3.0非常吻合,因为区块链用户已经持有密钥,并且知道如何使用它们。此外,零知识证明可以允许在区块链去中心化身份的背景下进行身份和其他数据认证,无论是与现有的Web2.0应用程序在一起使用还是分开。让用户能够通过私钥显示其银行对账单或信用评分的零知识证明,这将在金融链上实现新的金融功能。
- 归根结底,零知识证明力求最大程度地减少与当前身份验证模型相关的缺点:失去对用户数据的控制、用户数据暴露于黑客攻击以及用户数据的非自愿货币化。
零知识证明协议如何提升去中心化水平、可靠性和安全性?
- 零知识证明协议可以使用Chainlink去中心化的预言机服务提升安全保障并实现自动化。Web3.0生态中的各个协议可以使用Chainlink信任最小化的服务来访问任何外部API,并利用安全的链下计算来打造更高级的应用。
- 零知识证明协议可以使用以下服务来提升Dapp性能:
(1)精准的市场数据——Chainlink Price Feeds为DeFi经济保驾护航,为去中心化的稳定币、借贷协议以及买卖平台等各种用例提供极其可靠且精准的市场数据。
(2)可验证的随机数——Chainlink VRF可以创建随机数以及证明,并一起上传至链上进行验证。NFT平台可以利用随机数,以公平可验证的方式铸造NFT。区块链游戏可以利用随机数打造无法预测的游戏体验。
(3)智能合约自动化——Chainlink Keepers是去中心化的自动化服务,可以自动触发关键的智能合约功能,比如结算限价单买卖、执行清算以及rebase通证等。
(4)储备金证明——Chainlink储备金证明可以基于事实自动验证储备资产,为零知识证明协议降低风险,提高透明性并避免DeFi系统性风险。
(5)跨链通信——跨链互操作性协议(CCIP)为协议提供通用的开放标准,用于打造安全的跨链应用,在Web3.0世界中传输通证、发送消息并触发交互。
零知识证明的价值
- 零知识证明的主要价值是可以在“姨太”等透明的公链上利用隐私数据集。区块链本质上透明度非常高,任何在区块链网络中运行的节点都可以查看并下载所有储存在账本中的数据,而区块链结合了零知识证明技术,可以让用户和企业用隐私数据来执行智能合约,并且不透露具体的数据内容。
- 供应链公司、企业和银行等传统实体希望创建并执行智能合约,但又为了在竞争中保持优势需要保护商业机密,因此在区块链网络中保障数据隐私就显得至关重要。另外,这些实体通常受到法律监管约束,必须保护客户个人身份数据隐私,并要遵守欧盟通用数据保护条例和美国健康保险便携性和责任法案(HIPAA)等各项法律法规。
- 联盟链的出现可以有效保护机构买卖数据隐私,但联盟链在网络规模上却逊色于公链,公链可以覆盖全世界各地的用户,并形成巨大的网络效应。而零知识证明可以使这些机构安全地与公链网络交互,并同时保护内部敏感数据隐私。因此,零知识证明成功为传统企业激活了一些公链的应用场景,推动创新,并建立更高效的全球经济体系。
- 企业和机构可以有机结合区块链网络的透明性以及零知识证明的隐私性,在最大程度上实现价值,既保护内部数据隐私,又将数据用于智能合约应用中。
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