NAR:ZK-ML解決大規模數據模型隱私、可驗證及安全的用例

在過去的一年中，zk-SNARK的進展超出了預期。盡管普遍共識認為這些創新還需要數年時間，但應用程序，如ZK-EVM，正在出現。zk-SNARK的增強功能已使得探索區塊鏈的新用例成為可能，尤其是，我們正在密切關注使用zk-SNARK解決由機器學習和人工智能增加使用帶來的許多緊迫問題的研究。

隨著機器學習的普及，它正在廣泛應用于各種應用程序中。然而，其預測的可信度以及對不透明數據源的依賴性成為了一個主要問題。復制聲稱具有高準確度的模型的能力很難，而在實際產品中預測的一致性和正確性也沒有保證。

本文旨在簡要介紹為什么對基于zk-SNARK的機器學習（ZK-ML）系統產生了濃厚的興趣，并討論了該技術的一些潛在應用。

zk-Rollup項目INTMAX完成500萬美元種子輪融資:4月13日消息，用于各種網絡服務和金融的無狀態zk-Rollup項目INTMAX的開發公司Ryodan Systems AG宣布完成了500萬美元的種子輪融資。HashKey Capital、Bitscale Capital、B Dash Ventures、SNZ、Scroll、Mask Network和Alchemy Ventures等參投。

INTMAX路線圖顯示，將于2023年二季度在以太坊主網上發布其Alpha測試版。2023年第四季度INTMAX主網正式發布。任何驗證者/礦工都可以參與網絡。[2023/4/14 14:02:33]

使用監督式機器學習時，輸入被提供給已經用特定參數訓練過的模型。然后該模型產生可被其他系統使用的輸出。由于輕量級的機器學習框架和ONNX等格式，現在可以在邊緣設備上運行這些推理，例如手機或物聯網設備，而不是將輸入數據發送到集中式服務器。這提高了用戶的可擴展性和隱私性。

Layer2 ZK-ZKVM 項目 Ola 發布第二版技術白皮書:4月9日消息，可編程性隱私和擴容方案 Ola 發布第二版技術白皮書，致力于構建一個集隱私、高性能、可編程性為一體的 Layer2 ZK-ZKVM 平臺，讓用戶真正掌控個人數據所有權與使用權。第二版白皮書強調了如何設計和構建 Ola 中最重要的基礎模塊，高性能的 ZKVM，OlaVM；ZK 友好的智能合約語言，Ola-lang；以及隱私的設計架構。

另外，Ola 已于近期開啟品牌升級計劃，將于 2023 年年內上線測試網，2024 年年初上線主網。據悉，Ola 由 Sin7y Labs 團隊研發，專注于 Layer2 的 ZK- ZKVM 方案。[2023/4/9 13:53:28]

然而，需要注意的是，通常會將機器學習模型的輸入和參數都保持私密并隱藏在公眾視野之外。這是因為輸入數據可能包含敏感信息，例如個人金融或生物識別數據，而模型參數也可能包含敏感信息，例如生物識別驗證參數。

Cardano推出首個ZK-Rollups擴容解決方案Orbis:2月25日消息，Cardano（ADA）推出首個 ZK-Rollup Layer 2 解決方案 Orbis，旨在通過提升可擴展性和交易吞吐量支持 DeFi 應用程序和區塊鏈生態系統，交易會在 Orbis Layer 2 鏈下執行并形成一個零知識證明，然后提交給 Cardano Layer 1。

Orbis 有兩個主要組件：證明者（Prover）和驗證者（Verifier），前者目的是構建 zkSNARK 證明來驗證交易的發生，后者是一個鏈上智能合約，接受鏈上資產輸入，將它們鎖定在合約中，以便它們可以在 Rollup 中使用并確保不會出現雙花風險。據了解，Orbis 團隊已經在 Project Catalyst 的 Ideascale 平臺上發布了資金申請，希望申請 100 萬美元資金來支持開發和上線工作。[2022/2/25 10:16:05]

另一方面，使用ML模型的輸出的下游系統，例如鏈上智能合約，需要能夠驗證輸入是否正確處理以產生聲稱的輸出。

L2Lab發布基于ZK-Rollup的Uniswap版本:金色財經報道，專注于Layer2協議的L2Lab團隊發布了ZKSwap項目，該項目基于ZK-Rollup技術，在以太坊的二層網絡上實現Uniswap的功能，可以實現無摩擦和實時兌換功能。

ZKSwap （ZK-Rollup based Swap）是一套全新的基于Zkrollup技術的兌換協議，通過Zk-Rollup技術把所有的ERC20 token轉移到Layer2上面，基于不斷生成的零知識證明來保證Layer1和Layer2狀態的一致性，從而讓所有的兌換在Layer2上發生，可以做到零GAS費用的實時兌換（不再要等待一個區塊時間），并且具備無限的拓展性，擺脫以太坊TPS和區塊確認時間的限制，并同時實時掌控自己的資金安全。[2020/9/22]

機器學習和zkSNARK協議的結合提供了一種新的解決方案，解決了這些看似矛盾的要求。

有許多論文討論了我們可以如何使用zk-SNARKs來改善我們未來的機器學習。ZK-ML社區提供了一個非常有用的決策樹，讓我們考慮這種技術的各種用例。

這個決策樹基于兩個標準的交集：需要隱私和計算完整性，以及使用機器學習解決的啟發式優化問題。換句話說，決策樹用于確定是否適合使用涉及ZKML的用例，在這些用例中，隱私和計算完整性很重要，并且使用機器學習技術解決啟發式優化問題，

以下是 zk 如何用于 ML 模型創新的一些方式：

zk-SNARK 可用于在不向模型的創建者或用戶公開私有數據的情況下對機器學習模型進行訓練。這允許開發可以在敏感或受監管的行業（如醫療保健或金融）中使用的模型，而不會損害使用個人數據的個人隱私。

zk-SNARK 可用于證明機器學習模型是在特定數據集上進行訓練的，或者特定模型用于進行預測，而不會透露訓練數據或模型的詳細信息。這可以增加對機器學習模型結果的信任，這在信用評分或醫學診斷等應用中非常重要。

zk-SNARK 可用于通過確保模型未被篡改或替換為不同的模型來保護機器學習模型的完整性。這在模型部署在不受信任的環境（如邊緣設備或公共云）中的應用中非常有用。

像 ZKonduit 這樣的項目正在將 ZK-ML 視為賦予區塊鏈眼睛、讓智能合約行使判斷力、單人預言機以及通常以可擴展的方式在鏈上獲取數據的關鍵。使用ZK-ML預言者提供了一種更簡單、更快速、更高效的方式，將鏈下數據傳輸到區塊鏈上，大大增加了將數據帶到鏈上的潛力。ZK-ML可以使“智能法官”解釋模糊事件。這可能為Web3帶來不可想象的新用例，但以下僅是最近討論過的一些用例：

能夠證明一個人的身份與相應的身份證匹配，并且該身份證號碼不在制裁名單上。雖然這項技術是可用的，但監管機構可能不會接受它，因為它們目前要求銀行“了解”其客戶，而不僅僅是驗證他們不在制裁名單上。這是監管機構的一個新領域，必須采取措施防止不受歡迎的參與者使用去中心化項目。

智能合約或抽象賬戶添加了一個ZK-ML欺詐垃圾郵件檢查，用于檢測異常行為。這意味著可以通過分析活動模式并將其與已知的欺詐或垃圾郵件活動模式進行比較，使用零知識機器學習技術來檢測和防止欺詐或垃圾郵件行為。這可以通過檢測和防止惡意活動來幫助確保系統的安全性和完整性。

Zk-SNARKs技術允許以保護輸入數據隱私的方式執行復雜計算，適用于需要保護敏感信息的情況。可以將機器學習算法集成到該技術中，以實現更先進的決策制定、評估和更高效、準確的通信系統。這些能力對未來的DAO內部動態可能至關重要。

將零知識證明集成到人工智能系統中，可以為用戶和使用這些系統的公司提供新的安全和隱私保護級別。通過使人工智能能夠證明其決策的有效性，而不揭示底層數據或算法，零知識證明可以幫助緩解數據泄露和惡意攻擊的風險。此外，它們還可以通過提供透明和可驗證的方式來證明其公平性和準確性，從而有助于建立人工智能系統的信任。

隨著人工智能領域的不斷發展和擴大，零知識證明的應用將越來越重要，以確保這些強大技術的安全和負責任的部署。

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