ZKS:金色觀察丨零知識證明如何平衡加密隱私和可審計性？

金色財經?區塊鏈2月27日訊?自比特幣誕生至今，加密行業曾對區塊鏈提出過許多質疑，如：如何在多設備上實現、區塊鏈如何擴容、是否可以有效添加計算、區塊鏈若不完全透明是否會更好等等。加密行業也一直在努力嘗試解答此類問題，但當我們邁入2021年，作為一種新興技術的“零知識證明”可以提供一個答案，而且相信很快就會有所作為。

零知識證明實際上是一個密碼原語，包括zkSNARK和STARK。zkSNARK和STARK提供了不可偽造的密碼證明，即zkSNARK“摘要”中的聲明確實反映了底層程序的信息和計算。這為隱私提供了強大的功能集，可對大型計算進行有效驗證，并為協議提供更好的去中心化保留規模。相對于程序而言，他們的運行方式類似于摘要與書本的關系：通過省略原始完整程序中存在的信息來提供效率和隱私。

其實，在區塊鏈行業里，零知識證明已經存在了一段時間，ZCash是于2016年誕生的。從那時起，這一領域開始看到一些創新和發展，但與常規智能合約和去中心化應用程序中的寒武紀爆炸相比，零知識證明似乎還遠遠沒有達到人們的預期值，而且就生產系統而言，我們目前還沒有看到太多實際性進展。這是由于零知識證明雖然功能強大且與加密貨幣高度相關，但中間存在的一些問題限制了它在實際生產系統中開發和實用性部署的程度。這些問題包括：部署可信賴系統存在后勤困難；缺乏開發人員友好的編程語言；可用于生成和驗證零知識證明的工具數量有限等。

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零知識證明新浪潮涌現

但是到了2020年，全新的零知識證明浪潮開始悄然出現，有大約20個從事零知識證明的開發團隊取得了巨大進展。雖然有些優化非常簡單，但卻極大地提高了零知識證明的實用性、效率和易用性。而這些最新進展很可能會改變所有這一切。

要知道，ZCash在2016年推出時任何新的SNARK程序或修改任何現有的程序都需要執行受信任的設置，可信設置是產生安全SNARK所需的一組步驟，個人將產生隨機性以注入新的SNARK的密碼參數。如果要一起串通，就會一起攻擊系統，這意味著任何受信任的設置都需要很多人來確保至少一個人不會與攻擊者串通。由于啟動任何新網絡，最關鍵的一項工作就是更新現有網絡，這往往需要花費數周的時間來協調和完成，而對于網絡漏洞來說，也是一個極具風險的提議。幸運的是，如今啟動生產zkSNARK程序的要求得到了逐步提高，我們已經看到了非常高效的遞歸SNARK，而且沒有受信任的設置，這為開發人員提供了巨大便捷性。現在zkSNARK可以像普通加密基元一樣被對待，這是zkSNARK可用性的一個巨大進步。

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除此之外，消除受信任的設置已啟用并加速了第二項改進：zkSNARK的可編程性正變得越來越強大。SNARK系統于2016年上線時，其可編程性更接近于在硬件中布置電路。從那時起，加密行業開發了一些工具使編程過程接近常規編碼過程，從而為開發者的大量涌入鋪平了道路。目前已經發布的幾個編程語言包括Snarky、Zinc和Leo等，還有其他一些編程語言正在開發中。預計在不久的將來，對零知識證明進行編程將更像是學習新的庫，而不是探索高度專業的密碼學子領域。

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不僅如此，我們還欣喜地看到優化改進已經開始轉化為可用產品的發布：世界上最輕量級的區塊鏈Mina出現了，該項目整合了所有這些全新的基礎性優化改進，并且即將發布；第一個零知識證明游戲也出現在了帶有zkga.me“黑暗森林”的瀏覽器中；高效的交易解決方案已通過zkSync和Aztec在以太坊上出現。所有這些項目都計劃在2021年啟動，并在去中心化規模、訪問權限、隱私和可驗證性方面對加密行業進行大規模改進。

輕量級區塊鏈和協議將成為趨勢

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zkSNARK無疑會在加密貨幣行業里引發一波新潮，也將為新的和現有的協議提供許多新穎的功能。對于初學者來說，有效的驗證將提供真正的去中心化保護規模，而無需在OptimisticRollups、渠道或分片的復雜性之間做出權衡。zkSNARK可以通過第2層應用于現有鏈，繼而提高第1層基礎鏈的效率，或者是在第1層上直接創建具有更好可擴展性的、完全輕量級的區塊鏈。

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此外，輕量級區塊鏈也將大大降低在手機和瀏覽器上運行完整節點的難度。不僅如此，通過減少對中心化參與者的依賴，并支持“加密即實用”功能，開放互聯網的國家也將從中受益。

我們發現，這種轉變與過去利用網絡中立性消除企業在互聯網上的影響力非常相似。zkSNARK的有效驗證也將大大改善加密生態系統中的橋接狀態，一條區塊鏈只需將其他區塊鏈的標頭、或利用像Mina這樣的輕量級協議即可。

據悉，一些開發團隊正在構建基于零知識證明的應用程序早期版本，而其他協議則可能很快會看到有進一步發展。這些幕后開發人員對零知識證明行業優化帶來了重大影響，我們會在幾個領域里看到這種影響力逐漸發揮作用。開發人員還將能夠更加有效地驗證計算，這意味著在Sk或Mina這樣支持SNARK的協議上運行大型計算，要比在以太坊等Layer1網絡便宜得多。不僅如此，相比于Layer1基礎區塊鏈，像Mina這樣的協議還能托管更大的計算量。盡管我現在還不能押注完全驗證的加密深度神經網絡，但像StarkWare已經可以在區塊鏈上有效執行訂單簿之類的東西了。

現在我們已經擁有了可用于生成和驗證zkSNARK的良好工具，比如zkga.me就能讓我們可以在瀏覽器中運行驗證和驗證。對于隱私本地計算，我們正在構建資源庫使開發人員可以輕松編寫用于制作和驗證snark證明的程序，并且支持在我們的瀏覽器和智能手機中運行。同時，加密行業的云市場也會提供一些即將上線的工具，以提供滿足SNARK證明的預期需求。

在加密行業里，我們已經花了很長時間討論隱私，但是現在終于有真正的APP可以使用了。開發人員可以實現構建隱私投票應用程序功能、安全地向智能合約證明敏感的個人信息、構建具有超前保護功能的DEX、使用諸如zkga.me之類的新穎機制構建新游戲了。

總結

2021年，我們將會看到零知識證明給整個加密行業帶來更多驚喜：我們將擁有鏈上身份，并具有細粒度的披露選擇性；DeFi將會變得越來越實用，zkSNARKs將使鏈外資產和信息以一種去信任、有效可驗證和可組合的方式在區塊鏈上實現；以太坊擴容將開始轉移到SNARK擴容敘事之上；非加密公司有可能會開始談論使用零知識證明來保護隱私。

隨著加密貨幣本身接近黃金時段，零知識證明將可能會重新定義加密貨幣。而在未來，許多公司也最終會在加密貨幣之上構建自己的零知識證明解決方案，這對于整個領域來說將會產生巨大影響力。

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來源：金色財經

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