Ключевая технология, обеспечивающая конфиденциальность в блокчейне
Конфиденциальность стала одной из важнейших проблем в цифровых системах. От приложений для обмена сообщениями до децентрализованных финансов пользователи требуют большего контроля над своими данными. В блокчейне, где прозрачность встроена в систему, это создает напряжение. Как можно доказать достоверность чего-либо, не раскрывая фактическую информацию? Вот тут-то и вступают в дело доказательства с нулевым разглашением.
Доказательства с нулевым разглашением, или ZKP, предлагают способ подтвердить истинность чего-либо, не раскрывая никаких деталей. Они используются в криптовалютах, ориентированных на конфиденциальность, децентрализованной идентификации и решениях по масштабированию, которые поддерживают следующее поколение Ethereum.
Что такое доказательства с нулевым разглашением
Доказательство с нулевым разглашением — это криптографический метод, который позволяет одной стороне, называемой доказывающей стороной, доказать другой стороне, проверяющей, что утверждение истинно, не раскрывая, почему оно истинно или какие данные его подтверждают.
Подумайте об этом так. Вы хотите доказать, что знаете пароль, не показывая сам пароль. Или доказать, что вам больше 18 лет, не показывая дату рождения. Доказательства с нулевым разглашением делают это возможным.
Эта концепция возникла из академических исследований в области криптографии в 1980-х годах, но лишь недавно стала достаточно практичной для использования в реальном мире.
Как работают доказательства с нулевым разглашением
Каждое доказательство с нулевым разглашением включает две роли. Доказывающая сторона хранит секрет или информацию, подлежащую проверке. Проверяющий — это тот, кто хочет убедиться в правдивости доказывающего.
Протокол ZKP должен соответствовать трём условиям
Полнота
Если утверждение истинно и обе стороны честно следуют протоколу, проверяющий будет убеждён
Обоснованность
Если утверждение ложно, ни один нечестный доказывающий не должен иметь возможности обмануть проверяющего
Нулевое разглашение
Проверяющий не должен узнать ничего, кроме того факта, что утверждение истинно
Распространённая аналогия — пещера Али-Бабы. Представьте себе круглую пещеру с запертой дверью посередине. Доказывающий утверждает, что знает секретное слово, открывающее дверь. Чтобы доказать это, он заходит в пещеру, а проверяющий ждёт снаружи. Затем проверяющий просит доказывающего вернуться либо левым, либо правым путём. Если доказывающий действительно знает слово, он всегда может подчиниться, независимо от того, какой путь выберет проверяющий. Повторите это достаточное количество раз, и проверяющий будет уверен, что доказывающий знает секрет, даже не услышав слова.
Типы доказательств с нулевым разглашением
Существуют различные виды доказательств с нулевым разглашением в зависимости от того, как они построены и для чего используются
Интерактивные доказательства с нулевым разглашением
Для них требуется взаимодействие в реальном времени между доказывающим и проверяющим, часто в несколько раундов
Неинтерактивное доказательство с нулевым разглашением Доказательства
Они позволяют доказывающему сгенерировать доказательство, которое любой может проверить позже, используя общую случайность или процесс настройки
zk-SNARK
Это небольшие, быстрые доказательства, которые быстро проверяются. Они широко используются в приватных монетах, таких как Zcash, и в решениях Ethereum Layer 2. SNARK означает краткий неинтерактивный аргумент знания
zk-STARK
Это более новая версия, которая более прозрачна и не требует доверенной настройки. STARK масштабируемы, эффективны и устойчивы к квантовым вычислениям
Где используются доказательства с нулевым разглашением
ZKP уже оказывают большое влияние на блокчейн и приложения Web3
Конфиденциальность в блокчейне
Zcash использует доказательства с нулевым разглашением, чтобы скрыть суммы и адреса транзакций, при этом подтверждая, что транзакция действительна
Масштабируемость на Ethereum
zk-Rollups, такие как zkSync и Polygon zkEVM объединяют тысячи транзакций в одну, а затем используют ZKP для подтверждения их корректности. Это снижает расходы на газ и нагрузку на сеть.
Подтверждение личности
Вы можете подтвердить, что являетесь гражданином или совершеннолетним, не раскрывая своего имени, номера удостоверения личности или даты рождения. ZKPs помогают создавать системы идентификации, сохраняющие конфиденциальность
Аутентификация
Системы входа могут подтверждать ваши права доступа без передачи паролей или личных данных
Голосование
Доказательства с нулевым разглашением могут гарантировать, что голос был действительным и подсчитан, не раскрывая, кто его отдал или что они выбрали
Преимущества доказательств с нулевым разглашением
Конфиденциальность
Вы можете доказать истинность чего-либо, не предоставляя конфиденциальной информации
Безопасность
Поскольку конфиденциальные данные не передаются, риск утечки или нецелевого использования этих данных меньше
Эффективность
ZKP могут сжимать сложные вычисления в небольшое доказательство, которое быстро проверяется. Это важно для масштабирования блокчейн-систем
Минимизация доверия
ZKP позволяют проводить проверку без необходимости участия центрального органа или третьей стороны. Это соответствует основным ценностям децентрализации
Проблемы и ограничения
Хотя ZKP являются мощными, они все еще находятся на ранней стадии внедрения и имеют несколько препятствий
Сложность
Для них требуются передовые криптографические методы, которые не всегда легко реализовать правильно
Вычислительные затраты
Для создания и проверки некоторых типов доказательств требуется значительное время и ресурсы, хотя ситуация быстро улучшается
Доверенная настройка
Некоторые системы, такие как zk-SNARK, полагаются на доверенную начальную настройку. Взлом может повлиять на безопасность всей системы
Внедрение
Многие пользователи и разработчики до сих пор не знакомы с принципами работы ZKP, и лишь немногие инструменты подходят для новичков
Доказательства с нулевым разглашением в Web3 и что будет дальше
Технология нулевого разглашения быстро становится частью базовой инфраструктуры Web3. Ethereum лидирует с zk-Rollup, такими как zkSync, Scroll и zkEVM от Polygon.
Децентрализованные системы идентификации интегрируют ZKP, чтобы сделать вход в систему более безопасным и менее инвазивным.
Разрабатываются новые протоколы с архитектурой ZK, обеспечивающей соответствие требованиям, конфиденциальность и производительность.
zk-STARK предлагают долгосрочный путь модернизации для проектов, ориентированных на квантовую безопасность.
В ближайшие годы доказательства с нулевым разглашением могут стать таким же распространённым явлением в криптографии, как сегодня цифровые подписи. Они позволяют нам преодолеть компромисс между прозрачностью и конфиденциальностью, предоставляя пользователям одновременно доверие и контроль.
