Goldene Enzyklopädie |

Quelle: Kette;

1985 erschien das ursprüngliche Konzept von Zero Knowledge Proof (ZKP) in einem von Experten begutachteten akademischen Papier mit dem Titel „Die Wissenskomplexität interaktiver Proof-Systeme“, die einen Durchbruch in der Kryptographie markiert.Die Forscher Shafi Goldwasser, Silvio Micali und Charles Rackoff untersuchten, ob es möglich ist, zu beweisen, dass die Daten gültig sind, ohne dass andere Informationen als die Daten selbst enthüllen.Fast 40 Jahre später ist ZKP zu einer grundlegenden Komponente vieler Blockchains geworden und unterstützt Benutzer durch verbesserte Privatsphäre und Sicherheit.

Was ist Null-Wissen-Beweis?(ZKP)

Zero Knowledge Proof (ZKP) ist eine Verschlüsselungsmethode, mit der mehrere Parteien die Authentizität einer Erklärung überprüfen können, ohne Informationen außerhalb der Anweisung selbst anzugeben.Viele Blockchains verwenden ZKP, um die Sicherheit von Interaktionen mit sensiblen Daten zu verbessern.Daher können Teilnehmer an Blockchains mit ZKP mit mehr Vertrauen interagieren, da private Informationen von böswilligen Schauspielern wahrscheinlich durchgesickert oder ausgenutzt werden.

Die Komponenten von Null-Knowledge-Beweis

ZKP verlangt mindestens zwei Parteien, um an jeder Interaktion teilzunehmen: dem Prover und dem Validator.Der Prover ist dafür verantwortlich, den tatsächlichen mathematischen Beweis für den Validator von der Gültigkeit der Erklärung zu überzeugen.Der Validator muss diese Beweise überprüfen und diese akzeptieren oder ablehnen.

In der Regel gibt es mehrere Kommunikationsrunden zwischen dem Prover und dem Überprüfer, um die Möglichkeit zu verringern, dass entweder die Partei spekuliert oder illegale Informationen liefern.

Wie funktioniert Null-Wissen-Beweis?

ZKP arbeitet mit grundlegenden Bausteinen fortschrittlicher Verschlüsselungsalgorithmen und mathematischer Konzepte.Zum Beispiel verwendet ZKP kryptografische Hash -Funktionen, um Validatoren zufällige Herausforderungen zu erzeugen, um gegenseitiges Vertrauen mit den Provers aufzubauen.

Von ZKP unterstützte Interaktionen müssen die folgenden Bedingungen erfüllen:

• Integrität:Wenn die Aussage wahr ist, sollte ein ehrlicher Prover in der Lage sein, den Validator leicht zu überzeugen.

• Solidität:Wenn die Aussage falsch ist, sollte der unehrliche Prover den Verifizierer nicht täuschen können.

• Null Wissen:Keine Partei kann andere private Informationen übereinander extrahieren.

Schauen wir uns ein Beispiel dafür an, wie zwei Benutzer ZKP zum Handeln verwenden können:

• Ein (Proof) möchte die Datenschutzwährung ZCASH verwenden, um die Transaktion so auszuführen, dass kein Beobachter der versteckten Blockchain alle Details der Transaktion abheben kann (d. H. Überweisungsbetrag, Übertragungsadresse usw.).

• B (Verifier) ​​möchte Zcash von A erhalten, kennt aber ihre privaten Details, wie beispielsweise das Gesamtvermögen, das in A’s Brieftasche gehalten wird.

• Eine Krypto -Transaktion und übermittelt sie an die Blockchain.

• Ein ZKP mit einer Krypto -Transaktion einreichen, um zu beweisen, dass die Transaktion gültig ist.

• Knoten auf dem Blockchain überprüfen ZKP, um sicherzustellen, dass die Krypto -Transaktionen von A tatsächlich gültig sind.

• Wenn ZKP gültig ist, akzeptiert B es.

• Zcash überträgt vom Konto von A auf Bs Konto.

• Transaktionen werden dauerhaft auf der Blockchain aufgezeichnet.

Arten von Null-Wissen-Beweisen

ZKP ist hauptsächlich in zwei Formen erhältlich: interaktiv und nicht interaktiv.Interaktives ZKP umfasst mehrere Runden der Hin- und Her -Kommunikation zwischen Prover und Validator.Nicht interaktives ZKP umfasst nur eine Kommunikationsrunde-der Proofor sendet nur eine Nachricht an den Verifier, und sie müssen nicht gleichzeitig online sein.

Interaktive Beweise sind in Blockchain-basierten Systemen nicht üblich, da sie ineffizient sind und häufig nicht wünschenswert sind, dass beide Parteien gleichzeitig online sind.Verwenden Sie daher die folgenden ZKP-Arten in einem nicht interaktiven Setup:

Das Zero-Knowledge Clecise Nicht-interaktives Wissensargument (ZK-SNARK) ermöglicht es den Teilnehmern, den Besitz bestimmter Informationen zu demonstrieren, ohne die Details dieser Informationen zu enthüllen.ZK-SNARK ist in der Ethereum-Blockchain üblich und besonders nützlich für die Datenschutzschützer intelligenten Verträgen.Zcash verwendet auch ZK-Snark, um die Gültigkeit geschützter Transaktionen zu beweisen, wie z. B. solche, die keine Informationen offenlegen-einschließlich Absender, Empfängern und Übertragungsmengen.

Null-Wissen skalierbare transparente Wissensargumente (ZK-Stark) Funktion ähnlich wie ZK-Snark, zielt jedoch darauf ab, ein großes Computer zu skalieren.Aufgrund der zusätzlichen Vorteile von ZK-Stark wie Transparenz und Skalierbarkeit ist es mit einer Vielzahl von Blockchain-Anwendungen kompatibel.

Ein kugelsicherer Beweis beweist, dass ein Wert innerhalb eines bestimmten Bereichs liegt, ohne den Wert selbst anzuzeigen.Durch die Verwendung fortschrittlicher mathematischer Konzepte können kugelsichere Beweise nachweislich kleiner werden, wodurch die Größe und Überprüfungszeit der Transaktion verkürzt werden.Monero verwendet einen kugelsicheren Beweis.

Anwendungs- und Anwendungsfälle von Null-Wissen-Beweisen

Zero-Knowledge Proof bietet eine breite Palette von Anwendungen im Blockchain-Ökosystem, von dezentralen Protokollen, die die Privatsphäre bis hin zu skalierbaren Transaktionslösungen verbessern.Obwohl einige dieser Anwendungsfälle von Blockchain übernommen wurden, befinden sich andere noch in der Spekulationsphase oder in den frühen Entwicklungsstadien.

Authentifizierung und sichere Authentifizierung:Defi -Teilnehmer können ZKP verwenden, um nachzuweisen, dass sie über bestimmte Attribute verfügen, z.同样，用户可以与 ZKP 交互以有选择地披露与其身份相关的信息。

安全投票系统：ZKP 可以让 DeFi 参与者证明他们的投票资格和投票数，而无需透露他们的历史或投票偏好。

Zk-rollupsIst die Layer-2-Erweiterungslösung, die Transaktionsdaten außerhalb des Kettens oder „Rollups“ als kryptografischer Beweis bündelt, und dann in Form von CallData die Transaktionsvalidität im Hauptnetzwerk von Ethereum veröffentlicht.由于交易是成捆发布到主网的，因此它们通常占用更少的空间，从而减轻了以太坊的计算负担。流行的 zk-rollup 包括 ZkSync 和 Loopring。

Zk-Plasma是 Plasma 网络的一个变体，它利用 ZKP 在以太坊上创建隐私保护侧链。Anstatt alle Daten im Mainnet zu überprüfen, können Benutzer Transaktionen auf dem Sidechain überprüfen und ihre Gültigkeit mit ZKP auf Ethereum veröffentlichen.

去中心化交易所 (DEX)：ZKP 可以促进各种资产的交易，而无需透露用户的交易历史、策略或账户余额。

供应链透明度和完整性验证：ZKP kann die Sicherheit der Lieferkette verbessern, indem sie die Authentizität der Anmeldeinformationen und Produkte des Lieferanten überprüft, ohne dass Transaktionsinformationen oder proprietäre Informationen über den Produktionsprozess für nicht autorisierte Parteien offengelegt werden müssen.Darüber hinaus kann ZKP dazu beitragen, die Zertifizierung und die Einhaltung der Regulierungsstandards der Lieferkette zu überprüfen.

Die folgende Abbildung zeigt die Anwendung der Null-Wissen-Technologie in einigen Anwendungsfällen.Wir haben die Anzahl der Mittel gesehen Vereinbarung).Zwischen Januar 2022 und April 2024 wurden mehr Mittel an Tornado Cash als die anderen drei ZKP-fähigen Apps geschickt, die fast 5 Milliarden US-Dollar haben.

Herausforderungen der Annahme von Wissensbeweis null

Obwohl erwartet wird, dass ZKP Blockchains sicherer und effizienter macht, steht seine weit verbreitete Akzeptanz immer noch vor vielen Herausforderungen:

• Die Implementierung und Bereitstellung von ZKP erfordert ein tiefes Verständnis der Verschlüsselungsgrundsätze und der fortgeschrittenen Mathematik – die meisten Entwickler verfügen nicht über dieses Fachwissen.

• Das Generieren von ZKPs erfordert häufig eine große Menge an Rechenressourcen, was zu langsameren Transaktionszeiten und erhöhten Gebühren führt.

• Die Interoperabilität von Blockchains kann schwierig werden, wenn die Teilnehmer in nicht kompatiblen Protokollen oder Verifizierungsmethoden stoßen.

• Die Komplexität von ZKP und die entsprechende Datenspeicherung können regulatorische Einhaltung und Prüfungsherausforderungen darstellen.

Die Zukunft von Zero-Knowledge-Beweis in Blockchain

Da das Bewusstsein für die Bedeutung der Privatsphäre und Sicherheit von Blockchain-Plattformen weiterhin zunimmt, werden Null-Wissens-Beweise wahrscheinlich stärker angewendet.Darüber hinaus suchen viele Schicht-2-Protokolle auf Ethereum ständig nach Möglichkeiten zur Verbesserung der Skalierbarkeit und Effizienz, und Null-Wissen-Beweise können dazu beitragen, diese Probleme zu lösen.Diese fortlaufenden Anstrengungen spielen eine Schlüsselrolle beim Schutz benutzersensitiver Informationen und die Standardisierung von Blockchain-Transaktionen, um die Interoperabilität der Blockchain zu erleichtern.