衝量網絡 | 零知識證明

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之前幾期我們提到了區塊鏈的優勢,其擁有分佈式、透明、不可篡改等一系列特點,但例如透明等特性同時也會帶來問題,失去匿名性也會帶來一些轉移和泛用性上的限制,而零知識證明將成爲解決區塊鏈技術其中一塊重要的拼圖。
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在以太坊等區塊鏈網絡上,我們所有的交易活動都記錄在公鏈網絡中的分類帳本上,所有人都可以查看。如果能獲得其中的一個地址,只要能獲取到網絡中每個有效區塊的情況,便可以查詢到對應用戶的全部轉賬過程,這對於一些需要隱私功能的使用者來說非常不友好,同時也會使得區塊鏈技術的應用範圍變窄。
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零知識證明(Zero Knowledge Proofs)是一種隱藏交易細節的加密技術,其提出的時間在20世紀80年代,嚴格來說,其技術的提出還早於區塊鏈技術,但直到Zcash將零知識證明與區塊鏈技術相結合,其纔開始在區塊鏈技術中嶄露頭角。

簡單來說,零知識證明的作用是證明某些已知信息真假時,不直接泄露已知信息。其是一種密碼學技術,舉例來說,如果雙方都想證明自己的程序可以解決某個複雜的問題,但是在這種情況下,如果想要進行驗證,最便捷的方法就是雙方公開代碼,讓大家來評判,但是這樣也會帶來知識產權泄露問題,因此在零知識證明技術中,雙方只需要解答好多個相同的複雜問題,看輸出結果,便可以證明其程序是否真的可以解決,而利用這種技術思想,零知識證明便能允許在轉賬交易中將私人信息保密。

零知識證明是間接證明,用戶可以向別人證明自己知道祕密,而不會向任何人透露祕密。用戶只需要證明自己在說真話即可。因此,一般來說,在零知識證明中會分爲證明者和驗證者,證明者必須證明他們知道祕密,驗證者必須能夠驗證證明者在說真話。

零知識證明的應用非常廣泛,尤其在 NP 問題、身份驗證、數字簽名、水印檢測、密鑰交換等,可以有效解決許多問題。加密數字貨幣與區塊鏈爲零知識證明的應用提供了新的方向。

在傳統區塊鏈中,比特幣和以太坊都是用公共地址來代替當事方的真實身份,使交易部分匿名,對於外部人員來說,其只知道發送和接收的地址以及交易的數量。然而,可以通過區塊鏈上可用的各種區塊信息找出地址的真實身份,存在暴露隱私的可能,因此比特幣建議每個地址在完成一次發送交易的任務後就廢棄不用,以此來保證匿名和安全,但在實際應用中,這種方法實在是過於繁雜。而利用零知識證明,可以在發送方、接收方和其他交易細節都保持匿名的情況下,保證交易有效。

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完整性
當證明者和驗證方都是可信的,並且嚴格按照既定的代碼或規則進行準確可信的執行,那整個過程便是完整且成功,並且是可以反覆驗證的。

安全性
沒有用戶可以假冒證明者,一旦其成爲證明者,整個證明過程都會被網絡廢棄。

零知識性
證明過程執行完之後,驗證方只獲得了輸出的信息,而沒有獲得關於這個知識本身的任何信息。

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優勢
通過以上解釋,我們不難看出,零知識證明最大的優點就是保護了交易的匿名性,減少了雙方交換的信息。對匿名隱私保護的更徹底,可以有效解決很多問題。

1增強了安全性,使得驗證過程具有零知識性。
2整個過程計算量小,雙方交換的信息量少,效率高。
3避免了對加密算法過於依賴,增加開發難度和專利壁壘。

缺點
但是如此多的優點並不是代表其沒有缺點,其由於在實際應用中需要進行拆分和組合,雖然效率提高,但是消耗也變得更大。而其對於匿名性的追求也會帶來一些監管層面的問題,招來爭議。

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