Hvad er zkSNARKs? | Den komplette guide

Efterhånden som flere mennesker har taget imod Bitcoin og den fantastiske teknologi, der får den til at fungere, de har også opdaget nogle af dens vigtigste faldgruber. En af dem er konceptet med en fuldstændig anonym transaktion. Mens Bitcoin ofte opfattes som "anonym", er den faktisk kun "pseudonym", fordi hver Bitcoin-adresses transaktioner spores på offentligheden blockchain. Der er dog andre kryptovalutaer, der har været i stand til at udvikle blockchains, der sørger for fuldstændig privatliv i deres protokoller. En sådan kryptovaluta er Zcash som gør brug af en revolutionerende privatlivsimplementering kaldet zkSNARKs.

I dette indlæg vil vi tage et kig på det grundlæggende i zkSNARKs, hvordan de skjuler privatlivets fred, og hvordan de vil udvikle sig i fremtiden.

Nul viden om det

zkSNARK'er er baseret på et relativt nyt kryptografisk princip kaldet nul vidensbeviser. I begyndelsen akademisk artikel at teoretiserede Zero Knowledge-protokoller, blev de defineret som:

"En nulvidensprotokol er en metode, hvorved en part (beviseren) kan bevise over for en anden part (verifikatoren), at noget er sandt, uden at afsløre nogen information udover det faktum, at denne specifikke udsagn er sand."

Så i det væsentlige kan et bevis på nul viden give en person mulighed for at bevise, at de ved noget hemmeligt uden at afsløre, hvad denne hemmelighed er. Dette har vigtige konsekvenser for mange situationer, hvor vi skal udveksle en hemmelighed, men ikke kan stole fuldt ud på den part, som vi sender disse oplysninger til.

Tænk for eksempel på den måde, hvorpå dine online-adgangskoder fungerer. Når du indsætter din adgangskode på et websted, sendes den adgangskode til serveren og gemmes i en hashed form. Mens hashes forsøger at skjule adgangskoden, kan en hash i hænderne på en kompetent hacker være lige så farlig som almindelig tekst. Derfor afslører du en hemmelighed for et websted og stoler på webstedets formodede troværdighed for at beskytte det. Ville det ikke være meget mere sikkert, hvis du kunne demonstrere din viden om adgangskoden ved at løse nogle kryptografiske beviser?

Det er præcis sådan, nulvidensbeviser fungerer, og de er særligt vigtige i krypto-privatlivsprotokoller. Du vil gerne være i stand til at bevise over for den part, at du handler med, at du faktisk har den private nøgle til din tegnebog uden faktisk at afsløre den private nøgle. Ifølge teorien, for at et bevis på nul viden skal være gyldigt, skal det opfylde følgende krav:

• Fuldstændighed: Hvis input er sandt, vil beviset altid returnere "sandt".
• Sundhed: Hvis inputtet er falsk, kan du ikke narre nulvidensbeviset til at returnere "sandt".
• Nulviden: Verifikatoren lærer intet mere end om udsagnet er sandt

Nu hvor vi har lagt grunden til nul vidensbeviser, lad os tage et kig på, hvordan de er blevet indarbejdet i zkSNARKS.

zkSNARKs og Blockchains

zkSNARKs udvider den matematiske teori om nul vidensbeviser og tillader dem at blive brugt i blockchains med reduceret beregningskompleksitet. "zkSNARKs" står for Zero Knowledge Succinct Non Interactive Argument of Knowledge. Ja, det er en mundfuld, men lad os bryde det ned ord for ord.

• Nulviden: Forklaret ovenfor
• kortfattet Kan verificeres meget hurtigt
• Ikke interaktiv: Et bevis, hvor en enkelt besked kan sendes fra beviseren til verifikatoren. Der er ikke behov for en frem og tilbage af beskeder.
• Argument for viden: Beviseren kan overbevise verifikatoren om, at information eksisterer, og at de er den eneste person, der kan få adgang til disse oplysninger uden at afsløre disse oplysninger.

I almindelige transaktioner, når en betaling sendes fra den ene part til den anden, er detaljerne om denne betaling synlige for alle noder på netværket. Dette inkluderer alle input og output til transaktionen, som indeholder oplysninger om offentlige adresser og beløb. Men med en nul videnstransaktion er den eneste information, man er i stand til at skaffe, at en transaktion har fundet sted. Der er ingen oplysninger om afsender, modtager eller beløb. Nedenfor er en simpel visuel fremstilling af, hvordan Zero Knowledge Transaction fungerer i en blockchain-protokol.

En anden betegnelse for disse transaktioner er en "afskærmet transaktion". zkSNARK'er bruges til at bevise, at betingelserne for en gyldig transaktion er blevet opfyldt uden at afsløre noget. Afsenderen af ​​denne transaktion skal konstruere et bevis, der viser følgende:

• Inputværdier er lig med outputværdier
• Afsenderen har faktisk kontrol over de private nøgler til pungen
• Der er en kryptografisk forbindelse mellem den private forbrugsnøgle og signaturen til transaktionen. Dette vil eliminere muligheden for, at en tredjepart kan manipulere med transaktionen.

Selvfølgelig er dette den grundlæggende teori bag zkSNARKS og nul viden beviser. Et dybere blik ville kræve en forståelse af avanceret beregningsmatematik og kryptografi (månematematik iflg. Vitalik Buterin).

zkSNARKS i brug

I betragtning af at zkSNARK'er har en så vigtig indflydelse på kryptovalutaer, er de allerede i brug på en række kæder og overvejes af andre. Mest bemærkelsesværdigt blev de populariseret for deres brug i Zcash protokol.

Zcash er en af ​​de mest populære kryptovalutaer i verden med en nuværende markedsværdi på 4.3 mia. Der har også været et antal gafler af Zcash og gafler af gafler. For eksempel har du Zclassic, som er en gaffel af Zcash. Zclassic har også skabt to af sine egne gaflede mønter ind ZenCash , Bitcoin Private. Begge disse kæder gør brug af zkSNARKs til deres afskærmede transaktioner. Så er der også ambitionerne om den næstmest værdifulde kryptovaluta, Ethereum, for at inkludere zkSNARK'er i deres protokol. Dette vil komme som en del af deres Metropolis-opgradering, der vil omfatte en række funktioner som Proof-of-Stake.

zk-SNARK-understøttelse er en nøglefunktion i ethereum-køreplanen

— Vitalik "Not give away ETH" Buterin (@VitalikButerin) Februar 3, 2017

I øjeblikket er den beregningsmæssige kompleksitet involveret i at generere mange af disse beviser ret høj. Dette begrænser deres anvendelse i mange andre potentielle brugssager. Men efterhånden som der arbejdes mere på dette og fremskridt med computerkraft, vil vi sandsynligvis se lignende teknologi i en række privatlivsafhængige applikationer.

Potentielle udfordringer

En af de vigtigste bekymringer ved nul viden blockchains er, at de skal stole på en bestemt "master key". At have en aktiv hovednøgle til en blockchain til en værdi af milliarder er uden tvivl en stor sag. Dette er en skygge, der har ligget over Zcash blockchain siden dens start. Selvom ZCash-teamet har hævdet, at de har ødelagt hovednøglen i deres Zcash-ceremoni, er der altid en risiko for, at den kunne være lækket, eller at nogen har en kopi. Der kan dog snart være et alternativ til dette i form af en anden unik tilpasning kaldet en "zkSTARK". Den største fordel ved denne teknologi i forhold til zkSNARKs er, at den ikke behøver at være afhængig af en hovednøgle eller offentlig nøglekryptografi. Alt, hvad de behøver, er en simpel algoritme for at fungere. zkSTARKs kunne også være meget mere effektive med hensyn til den computerkraft, der kræves for at fuldføre beviserne. Teknologien er dog i sin vorden og bliver stadig forsket af adskillige kryptografer. Det ville være interessant at se, hvordan teknologien udvikler sig over de næste par år.

Konklusion

Bitcoin blev udviklet af en række årsager, hvoraf den ene var at give den personlige økonomiske kontrol tilbage til enkeltpersoner. Indehaverens privatliv har sandsynligvis været en anden af ​​de vigtigste overvejelser. Men efterhånden som cryptocurrency-adoptionen er vokset, er evnen for regeringer og agenturer også vokset til omhyggeligt at spore disse transaktioner på den meget offentlige blockchain.

Med teknologi som zkSNARKs vil sådanne transaktioner dog blive skærmet, og parterne forbliver fuldstændig anonyme. Der er også en hel del andre applikationer, der vil drage fordel af disse teknologiske fremskridt. Selvom teknologien stadig er ny, og der stadig er spørgsmål, kan man ikke udelukke efterspørgslen efter en virkelig privat kryptovaluta.

Kilde: https://unhashed.com/cryptocurrency-coin-guides/what-are-zksnarks/