zk-SNARKs: ключевая технология от теоретического прорыва до масштабируемых приложений

zk-SNARKs: от теории к практическому применению

Один. Исторический контекст zk-SNARKs

Современная теоретическая основа системы нулевых знаний восходит к важной статье, предложенной в 1985 году и опубликованной в 1989 году. В этой статье рассматривается объем знаний, необходимый для подтверждения правильности утверждения через многораундную интерактивную доказательную систему. Если доказательство может быть завершено без раскрытия какой-либо дополнительной информации, это называется нулевым знанием.

Ранние системы zk-SNARKs имели недостатки в эффективности и практичности, в основном оставались на теоретическом уровне. За последние десять лет, с ростом криптографии в области криптовалют, zk-SNARKs постепенно стали важным направлением исследований. Среди них разработка универсальных, не интерактивных и с ограниченным объемом доказательства zk-SNARKs протоколов является ключевой целью.

Одним из значительных прорывов в области нулевых доказательств стало исследование, опубликованное Гротом в 2010 году, которое заложило теоретическую основу для zk-SNARKs. В 2015 году Zcash применил нулевые доказательства для защиты конфиденциальности транзакций, открыв более широкие сценарии применения.

С тех пор появилось множество важных академических достижений:

  • Протокол Пиноккио 2013 года сократил время доказательства и проверки
  • В 2016 году схема Groth16 уменьшила размер доказательства и повысила эффективность проверки
  • Алгоритм Bulletproofs, предложенный в 2017 году, реализует компактные неинтерактивные zk-SNARKs.
  • Протокол zk-STARKs, предложенный в 2018 году, не требует доверенной настройки.

Другие важные достижения также включают PLONK, Halo2 и другие, которые внесли дальнейшие улучшения в zk-SNARKs.

HashKey ZK 101 Первый выпуск: Исторические принципы и отрасль

II. Типичные приложения zk-SNARKs

Наиболее распространенные два применения нулевых доказательств в настоящее время - это защита конфиденциальности и масштабирование.

В области защиты конфиденциальности изначально появились такие代表ативные проекты, как Zcash и Monero. Однако из-за того, что спрос на конфиденциальные транзакции оказался ниже ожиданий, такие проекты постепенно отошли на второй план.

В плане масштабируемости, с переходом Ethereum на стратегию, ориентированную на rollup, решения по масштабированию на основе zk-SNARKs вновь становятся в центре внимания.

Приватные сделки

Представительные проекты приватных сделок включают:

  • Zcash: использование zk-SNARKs
  • Monero: использование Bulletproofs
  • Tornado Cash: Микс-пул на основе Ethereum, использующий zk-SNARKs

Процесс транзакций Zcash включает в себя такие этапы, как настройка системы, генерация ключей, чеканка, транзакции, верификация и получение. Однако у Zcash все еще есть некоторые ограничения, такие как основание на модели UTXO и трудности с масштабируемостью приложений.

Tornado Cash использует дизайн единого большого пула смешанных монет, основанный на сети Ethereum, что обеспечивает лучшую универсальность.

HashKey ZK 101 Первый выпуск: Исторические принципы и отрасль

расширение

zk-SNARKs могут использоваться для расширения сети первого уровня (, как в Mina ), а также для расширения второго уровня (, то есть zk-rollup ). Основная идея zk-rollup заключается в том, чтобы агрегировать множество транзакций и генерировать zk-SNARKs, а затем проверять обновленное состояние на основной цепочке.

Преимущества zk-rollup включают низкие затраты, быструю финализацию, защиту конфиденциальности и т. д., но также существуют такие вызовы, как большая вычислительная нагрузка и безопасность.

В настоящее время основными проектами zk-rollup являются:

  • StarkNet(Starkware)
  • zkSync(Matter Labs)
  • Aztec Connect
  • Полигон Хермез и Миден
  • Петлевое кольцо
  • Прокрутка

Эти проекты в техническом направлении в основном разделены на два лагеря: SNARK и STARK, а также на то, поддерживают ли они совместимость с EVM. Совместимость с EVM является важной технической проблемой и конкурентным фокусом.

HashKey ZK 101 Первый выпуск: исторические принципы и отрасль

Три. Основные принципы zk-SNARK

zk-SNARKs — это одно из самых широко используемых решений для нулевых знаний. Его полное название — "ноликовые знания, компактные, неинтерактивные доказательства".

Процесс доказательства zk-SNARK включает в себя следующие шаги:

  1. Преобразовать проблему в цепь
  2. Преобразование схемы в форму R1CS
  3. Преобразование R1CS в форму QAP
  4. Генерация случайных параметров для доверительной настройки
  5. Генерация и проверка zk-SNARKs

Этот процесс обеспечивает целостность, надежность и zk-SNARKs доказательства.

HashKey ZK 101 Первый выпуск: Исторические принципы и индустрия

HashKey ZK 101 Выпуск 1: Исторические принципы и отрасль

ZK1.38%
Посмотреть Оригинал
На этой странице может содержаться сторонний контент, который предоставляется исключительно в информационных целях (не в качестве заявлений/гарантий) и не должен рассматриваться как поддержка взглядов компании Gate или как финансовый или профессиональный совет. Подробности смотрите в разделе «Отказ от ответственности» .
  • Награда
  • 5
  • Поделиться
комментарий
0/400
BrokenYieldvip
· 21ч назад
zk доказательства... все еще жду этот "убийственный апп" если честно... рынок раздувает это с 2017 года, смх
Посмотреть ОригиналОтветить0
ProofOfNothingvip
· 21ч назад
Действительно, кто-то может понять это?
Посмотреть ОригиналОтветить0
MissedTheBoatvip
· 21ч назад
Потерял два Кошелекa.
Посмотреть ОригиналОтветить0
DataChiefvip
· 21ч назад
Не могу справиться, слишком сложно.
Посмотреть ОригиналОтветить0
GasFeeNightmarevip
· 21ч назад
Не ожидал, что начал исследовать с 85 года.
Посмотреть ОригиналОтветить0
  • Закрепить