Hệ thống lý thuyết hiện đại về zk-SNARK bắt nguồn từ bài báo mang tính tiên phong của Goldwasser, Micali và Rackoff vào năm 1985. Bài báo này khám phá cách thức chứng minh tính đúng đắn của một tuyên bố trong hệ thống tương tác thông qua việc trao đổi kiến thức tối thiểu. Khái niệm này đã đặt nền tảng cho zk-SNARK, nhưng các hệ thống ban đầu còn thiếu sót về hiệu quả và tính thực tiễn.
Trong vòng mười năm qua, với sự phát triển của mật mã trong lĩnh vực tiền điện tử, công nghệ zk-SNARK đã có sự phát triển nhanh chóng. Nghiên cứu tập trung vào việc phát triển các giao thức chung, không tương tác và có kích thước chứng minh hạn chế. Thách thức chính là cân bằng giữa tốc độ chứng minh, tốc độ xác minh và kích thước chứng minh.
Năm 2010, Groth đã đề xuất chứng minh không tương tác ngắn gọn dựa trên cặp để trở thành nền tảng quan trọng của lý thuyết zk-SNARK. Năm 2015, Zcash đã áp dụng chứng minh không biết để bảo vệ quyền riêng tư giao dịch, mở ra ứng dụng rộng rãi của công nghệ này trong các tình huống thực tế.
Các tiến triển quan trọng khác bao gồm:
Giao thức Pinocchio năm 2013: Tăng cường hiệu quả chứng minh và xác minh
Năm 2016 Groth16: tối ưu hóa thêm kích thước chứng minh và tốc độ xác minh
Năm 2017 Bulletproofs: đề xuất phương pháp chứng minh ngắn mà không cần thiết lập tin cậy.
Năm 2018 zk-STARKs: Giới thiệu công nghệ chứng minh không kiến thức an toàn sau lượng tử
Ngoài ra, các giải pháp mới như PLONK, Halo2 cũng đã mang lại cải tiến quan trọng cho zk-SNARK.
Hai, ứng dụng chính của zk-SNARK
Công nghệ zk-SNARK chủ yếu được áp dụng trong hai lĩnh vực bảo vệ quyền riêng tư và mở rộng quy mô blockchain.
Bảo vệ quyền riêng tư
Các dự án giao dịch riêng tư sớm như Zcash và Monero đã thu hút được sự chú ý rộng rãi, nhưng do nhu cầu thực tế không đạt như mong đợi, hiện tại đã lui về tuyến hai. Tuy nhiên, bảo vệ sự riêng tư vẫn là một hướng nghiên cứu quan trọng.
Lấy Zcash làm ví dụ, nó sử dụng zk-SNARKs để thực hiện quyền riêng tư giao dịch, các bước chính bao gồm thiết lập hệ thống, tạo khóa, đúc mã thông báo, tạo chứng nhận giao dịch, xác minh và nhận. Mặc dù Zcash cung cấp sự bảo vệ quyền riêng tư mạnh mẽ, nhưng thiết kế dựa trên mô hình UTXO của nó đã hạn chế khả năng tích hợp với các ứng dụng khác và tỷ lệ sử dụng thực tế tương đối thấp.
So với đó, Tornado Cash áp dụng một giải pháp bể trộn tiền tệ tổng quát hơn, hoạt động trên mạng Ethereum. Nó sử dụng công nghệ zk-SNARK để đảm bảo tính riêng tư và an toàn của các giao dịch, đồng thời duy trì khả năng tương thích với hệ sinh thái hiện có.
mở rộng
zk-SNARK trong việc mở rộng quy mô blockchain chủ yếu thể hiện qua công nghệ ZK Rollup. ZK Rollup xử lý một lượng lớn giao dịch ngoài chuỗi, sau đó gửi bằng chứng đã được nén lên chuỗi chính, tăng mạnh khả năng xử lý giao dịch.
Ưu điểm của ZK Rollup bao gồm phí giao dịch thấp, xác nhận cuối nhanh và bảo vệ quyền riêng tư. Tuy nhiên, nó cũng phải đối mặt với những thách thức như độ phức tạp tính toán cao và cần thiết lập đáng tin cậy. Hiện tại, các dự án như StarkNet, zkSync, Aztec Connect và Polygon Hermez đang tích cực thúc đẩy sự phát triển của công nghệ ZK Rollup.
Một vấn đề quan trọng là khả năng tương thích của hệ thống ZK với máy ảo Ethereum (EVM). Các dự án khác nhau đã áp dụng các chiến lược khác nhau, có dự án chọn hoàn toàn tương thích với mã vận hành EVM, có dự án thì thiết kế máy ảo mới để vừa thân thiện với ZK vừa tương thích với Solidity. Những đột phá gần đây trong khả năng tương thích EVM đã cung cấp thêm nhiều lựa chọn cho các nhà phát triển, hứa hẹn sẽ tăng tốc độ phổ biến của công nghệ ZK.
Ba, nguyên lý cơ bản của zk-SNARK
zk-SNARK (zk-SNARK) là một trong những công nghệ chứng minh không cần biết (zero-knowledge proof) được sử dụng phổ biến nhất hiện nay. Nó có các đặc điểm sau:
zk-SNARK: không rò rỉ thông tin bổ sung
Đơn giản: Quá trình xác minh nhanh chóng, kích thước chứng minh nhỏ
Không tương tác: Không cần nhiều vòng tương tác
Chứng minh: có độ tin cậy tính toán
Tính kiến thức: Người chứng minh phải biết thông tin hợp lệ để xây dựng chứng minh
Việc triển khai zk-SNARK thường bao gồm các bước sau:
Chuyển đổi vấn đề thành mạch số học
Chuyển đổi mạch thành dạng R1CS (Hệ thống ràng buộc hạng 1)
Chuyển R1CS thành QAP (Chương trình số học bậc hai)
Tạo các thiết lập đáng tin cậy, bao gồm khóa chứng minh và khóa xác minh
Tạo và xác minh zk-SNARK
Công nghệ này cung cấp công cụ mạnh mẽ cho việc bảo vệ quyền riêng tư và mở rộng blockchain, nhưng độ phức tạp của nó cũng mang lại một số thách thức, chẳng hạn như tính an toàn của thiết lập đáng tin cậy và khả năng chống lại máy tính lượng tử. Khi nghiên cứu tiếp tục sâu hơn, zk-SNARK và các công nghệ phát sinh của nó sẽ tiếp tục thúc đẩy sự đổi mới và phát triển của công nghệ blockchain.
Trang này có thể chứa nội dung của bên thứ ba, được cung cấp chỉ nhằm mục đích thông tin (không phải là tuyên bố/bảo đảm) và không được coi là sự chứng thực cho quan điểm của Gate hoặc là lời khuyên về tài chính hoặc chuyên môn. Xem Tuyên bố từ chối trách nhiệm để biết chi tiết.
12 thích
Phần thưởng
12
4
Chia sẻ
Bình luận
0/400
MindsetExpander
· 07-13 02:12
zk bull tuyệt vời quá
Xem bản gốcTrả lời0
MrRightClick
· 07-10 06:41
Mở rộng chỉ là cái cớ mà thôi.
Xem bản gốcTrả lời0
OnchainDetective
· 07-10 06:32
Hì hì, từ năm 1985 đã bắt đầu đặt mìn rồi, không đơn giản đâu.
zk-SNARK: Phát triển lý thuyết, ứng dụng bảo mật và xu hướng mới trong mở rộng Blockchain
zk-SNARK kỹ thuật: từ lý thuyết đến ứng dụng
Một, sự phát triển của zk-SNARK
Hệ thống lý thuyết hiện đại về zk-SNARK bắt nguồn từ bài báo mang tính tiên phong của Goldwasser, Micali và Rackoff vào năm 1985. Bài báo này khám phá cách thức chứng minh tính đúng đắn của một tuyên bố trong hệ thống tương tác thông qua việc trao đổi kiến thức tối thiểu. Khái niệm này đã đặt nền tảng cho zk-SNARK, nhưng các hệ thống ban đầu còn thiếu sót về hiệu quả và tính thực tiễn.
Trong vòng mười năm qua, với sự phát triển của mật mã trong lĩnh vực tiền điện tử, công nghệ zk-SNARK đã có sự phát triển nhanh chóng. Nghiên cứu tập trung vào việc phát triển các giao thức chung, không tương tác và có kích thước chứng minh hạn chế. Thách thức chính là cân bằng giữa tốc độ chứng minh, tốc độ xác minh và kích thước chứng minh.
Năm 2010, Groth đã đề xuất chứng minh không tương tác ngắn gọn dựa trên cặp để trở thành nền tảng quan trọng của lý thuyết zk-SNARK. Năm 2015, Zcash đã áp dụng chứng minh không biết để bảo vệ quyền riêng tư giao dịch, mở ra ứng dụng rộng rãi của công nghệ này trong các tình huống thực tế.
Các tiến triển quan trọng khác bao gồm:
Ngoài ra, các giải pháp mới như PLONK, Halo2 cũng đã mang lại cải tiến quan trọng cho zk-SNARK.
Hai, ứng dụng chính của zk-SNARK
Công nghệ zk-SNARK chủ yếu được áp dụng trong hai lĩnh vực bảo vệ quyền riêng tư và mở rộng quy mô blockchain.
Bảo vệ quyền riêng tư
Các dự án giao dịch riêng tư sớm như Zcash và Monero đã thu hút được sự chú ý rộng rãi, nhưng do nhu cầu thực tế không đạt như mong đợi, hiện tại đã lui về tuyến hai. Tuy nhiên, bảo vệ sự riêng tư vẫn là một hướng nghiên cứu quan trọng.
Lấy Zcash làm ví dụ, nó sử dụng zk-SNARKs để thực hiện quyền riêng tư giao dịch, các bước chính bao gồm thiết lập hệ thống, tạo khóa, đúc mã thông báo, tạo chứng nhận giao dịch, xác minh và nhận. Mặc dù Zcash cung cấp sự bảo vệ quyền riêng tư mạnh mẽ, nhưng thiết kế dựa trên mô hình UTXO của nó đã hạn chế khả năng tích hợp với các ứng dụng khác và tỷ lệ sử dụng thực tế tương đối thấp.
So với đó, Tornado Cash áp dụng một giải pháp bể trộn tiền tệ tổng quát hơn, hoạt động trên mạng Ethereum. Nó sử dụng công nghệ zk-SNARK để đảm bảo tính riêng tư và an toàn của các giao dịch, đồng thời duy trì khả năng tương thích với hệ sinh thái hiện có.
mở rộng
zk-SNARK trong việc mở rộng quy mô blockchain chủ yếu thể hiện qua công nghệ ZK Rollup. ZK Rollup xử lý một lượng lớn giao dịch ngoài chuỗi, sau đó gửi bằng chứng đã được nén lên chuỗi chính, tăng mạnh khả năng xử lý giao dịch.
Ưu điểm của ZK Rollup bao gồm phí giao dịch thấp, xác nhận cuối nhanh và bảo vệ quyền riêng tư. Tuy nhiên, nó cũng phải đối mặt với những thách thức như độ phức tạp tính toán cao và cần thiết lập đáng tin cậy. Hiện tại, các dự án như StarkNet, zkSync, Aztec Connect và Polygon Hermez đang tích cực thúc đẩy sự phát triển của công nghệ ZK Rollup.
Một vấn đề quan trọng là khả năng tương thích của hệ thống ZK với máy ảo Ethereum (EVM). Các dự án khác nhau đã áp dụng các chiến lược khác nhau, có dự án chọn hoàn toàn tương thích với mã vận hành EVM, có dự án thì thiết kế máy ảo mới để vừa thân thiện với ZK vừa tương thích với Solidity. Những đột phá gần đây trong khả năng tương thích EVM đã cung cấp thêm nhiều lựa chọn cho các nhà phát triển, hứa hẹn sẽ tăng tốc độ phổ biến của công nghệ ZK.
Ba, nguyên lý cơ bản của zk-SNARK
zk-SNARK (zk-SNARK) là một trong những công nghệ chứng minh không cần biết (zero-knowledge proof) được sử dụng phổ biến nhất hiện nay. Nó có các đặc điểm sau:
Việc triển khai zk-SNARK thường bao gồm các bước sau:
Công nghệ này cung cấp công cụ mạnh mẽ cho việc bảo vệ quyền riêng tư và mở rộng blockchain, nhưng độ phức tạp của nó cũng mang lại một số thách thức, chẳng hạn như tính an toàn của thiết lập đáng tin cậy và khả năng chống lại máy tính lượng tử. Khi nghiên cứu tiếp tục sâu hơn, zk-SNARK và các công nghệ phát sinh của nó sẽ tiếp tục thúc đẩy sự đổi mới và phát triển của công nghệ blockchain.