Memahami ZK berarti menjadi orang yang beriman

Jika Anda telah memperhatikan lanskap teknologi blockchain yang selalu berubah, Anda mungkin telah memperhatikan bahwa baru-baru ini kata kunci baru telah beredar: "Zero-Knowledge" atau "ZK".

Jika Anda telah memperhatikan lanskap teknologi blockchain yang selalu berubah, Anda mungkin telah memperhatikan bahwa baru-baru ini kata kunci baru telah beredar: "Zero-Knowledge" atau "ZK". Jika Anda telah memperhatikan kriptografi selama 30 tahun terakhir, sangat menarik bahwa konsep ini akhirnya mendapatkan perhatian umum untuk pertama kalinya. Ada semacam kultus yang terkait dengan ZK karena begitu Anda memahami apa itu dan apa yang dapat dilakukannya, ZK memiliki cara untuk menginfeksi pikiran Anda dengan semua cara yang tampaknya ajaib sehingga dapat mengubah dunia (menjadi lebih baik). Anggota kultus ZK dengan kemampuan teknis yang diperlukan untuk benar-benar memajukan bidang memiliki kecenderungan untuk HANYA mengerjakan ZK, dan itu hampir pasti karena mereka merasa sulit untuk BERPIKIR tentang hal lain selain ZK. Itu karena janji yang dipegangnya.

Apa itu ZK?

ZK dalam istilah yang paling sederhana adalah tentang membuat bukti kriptografi bahwa pernyataan tentang beberapa data itu benar, tanpa perlu benar-benar mengungkapkan datanya. Secara hukum contoh yang dipilih untuk ini adalah klasik:

“Saya tahu solusi yang valid untuk teka-teki sudoku yang belum terpecahkan ini”

Dengan menggunakan ZK, seorang peter yang membuktikan dapat membuat Bukti Pengetahuan Nol (ZKP) dari pernyataan ini mengenai teka-teki sudoku tertentu jika dan hanya jika dia benar-benar mengetahui solusi yang valid untuk itu, dan seorang pemverifikasi Viviane akan benar-benar yakin akan pernyataan tersebut tanpa harus melakukannya. benar-benar melihat salah satu solusi ditahan. Jika Anda ingin belajar lebih banyak tentang matematika yang benar-benar membuat ini berhasil video penjelasan ini. 

Di luar teka-teki sudoku, hal berguna apa yang bisa dilakukan dengan primitif ini? Untuk blockchain, ada dua aplikasi hebat:

1. Privasi Menjaga bukti tentang informasi rahasia
2. Verifikasi ringkas dari perhitungan panjang yang sewenang-wenang 

Keduanya menarik, yang terakhir menghasilkan efisiensi yang lebih besar, sedangkan yang pertama memungkinkan berakhirnya pengawasan digital massal dan pengumpulan data. 

ZK Power #1: Privasi

Kita semua suka memiliki mesin pencari yang bagus. Kita semua suka memiliki mesin rekomendasi hasil personalisasi yang bagus untuk musik, video, berita, atau bahkan calon pasangan romantis. Lebih baik memiliki iklan yang lebih cenderung menjadi sesuatu yang benar-benar menarik untuk dibeli daripada tidak. Kita semua suka bisa membuktikan hal-hal tentang diri kita sendiri untuk mendapatkan eksklusivitas. Semua hal ini sangat penting untuk internet modern dan sama sekali tidak mungkin tanpa sejumlah "penyetelan" yang dipersonalisasi untuk individu yang menggunakannya. Sayangnya, ini berarti bahwa perusahaan besar mengambil setiap momen kehidupan digital kita dan menyimpannya selamanya untuk memfasilitasi mesin yang dipersonalisasi ini. ZK mengubah semua itu. 

Dengan ZK, mesin rekomendasi tidak perlu mensurvei seluruh riwayat seseorang untuk mengetahui apa yang mungkin mereka inginkan. Satu-satunya informasi yang mereka butuhkan untuk bekerja adalah ZKP sederhana yang menyatakan detail minimal tentang minat mereka. Perusahaan yang menayangkan iklan tidak perlu mengetahui seluruh riwayat pencarian seseorang untuk mengetahui bahwa mereka tertarik untuk membeli mobil. Yang mereka butuhkan hanyalah ZKP pada riwayat penelusuran individu tersebut yang menunjukkan bahwa mereka mungkin tertarik untuk membeli mobil dan mengklik iklan mereka. Sementara kami melakukannya, pengiklan mungkin juga menyukai ZKP yang diklik orang adalah orang sungguhan dan bukan hanya bot. Dalam hal blockchain, privasi semacam ini juga akan menjadi sangat penting. Tidak seorang pun, bukan Anda, bukan bank, bukan Wall Street, bukan pemerintah yang menginginkan sistem keuangan dunia sepenuhnya terbuka untuk umum di buku besar untuk dilihat semua orang. Tidak ada yang menginginkan sistem di mana mengetahui alamat bank Anda menunjukkan saldo bank Anda dan semua riwayat transaksi Anda. Blockchain secara teknis juga tidak perlu mengetahui semua itu, blockchain hanya perlu mengetahui bahwa kontrak pintar dijalankan dengan benar, segala sesuatu yang lain lebih dari senang untuk dirahasiakan, yang membawa kita ke:

ZK Power #2: Skalabilitas

Ingat bagian dari Hitchhiker's Guide to the Galaxy di mana superkomputer Deep Thought secara mengecewakan mengumumkan jawaban atas Kehidupan, Alam Semesta, dan Segalanya sebagai "42" setelah perhitungan selama 7.5 juta tahun? Secara realistis, pikiran pertama administrator adalah bahwa pada titik tertentu, komputer melakukan kesalahan. Tapi bagaimana mereka memverifikasi bahwa perhitungan dijalankan dengan benar? Secara naif mereka dapat menjalankan kembali seluruh perhitungan dan melihat apakah itu sampai pada kesimpulan yang sama dengan perhitungan aslinya. Itu bagus untuk perhitungan yang membutuhkan beberapa detik, tidak terlalu banyak ketika membutuhkan 7.5 juta tahun. Kekuatan super kedua ZK adalah untuk memungkinkan bukti dibuat dari beberapa perhitungan yang berukuran kecil (katakanlah 1kb), membutuhkan milidetik untuk memverifikasi, dan dapat meyakinkan orang yang memeriksa bahwa perhitungan dengan panjang APAPUN (bahkan 7.5 juta tahun) berjalan dengan benar. Namun, keajaiban itu harus dibayar mahal karena diperkirakan JAUH lebih mahal secara komputasi untuk membuat bukti ini daripada hanya menjalankan program tanpa bukti. Oleh karena itu ZK belum tentu merupakan catch-all untuk perhitungan yang dapat diverifikasi, itu hanya benar-benar bernilai pengorbanan jika tidak layak bagi pemverifikasi untuk menghitung sendiri program lengkap, atau program yang sama diharapkan dapat diverifikasi cukup waktu dalam rangka untuk membuat peningkatan waktu pembuktian lebih kecil dari penurunan waktu pemverifikasi kumulatif. Ada kasus penggunaan yang cukup jelas yang termasuk dalam KEDUA kategori tersebut: blockchain.

Oh benar, ini tentang Aleo

Ingat betapa gila gagasan harus memverifikasi beberapa perhitungan besar hanya dengan menjalankannya sendiri secara kasar? Nah, persis seperti itulah hampir semua blockchain kontrak pintar bekerja hari ini! Untuk menjalankan node penuh dan memverifikasi sendiri, Anda harus mengeksekusi setiap eksekusi smart contract dari asal hingga waktu sekarang, yang tentu saja gila dan alasan mengapa tidak ada yang benar-benar menjalankan node penuh pada jenis blockchain ini dan mengapa demikian akibatnya sangat terpusat. 

Pengecualian adalah Aleo. Faktanya kontrak pintar bahkan tidak dieksekusi secara on-chain. Cara kontrak pintar bekerja di Aleo adalah bahwa orang yang ingin mengotorisasi kontrak pintar untuk melakukan sesuatu dengan dana mereka, menjalankan perhitungan rantai kontrak pintar itu, sambil membuat bukti perhitungan itu, kemudian menerbitkan HANYA BUKTI untuk blockchain. Bukti kecil ini adalah semua yang diperlukan untuk meyakinkan validator dan verifikator simpul penuh bahwa kontrak pintar dijalankan dengan benar, dan hanya perlu milidetik untuk memverifikasi, bahkan jika butuh 7.5 juta tahun untuk membuat buktinya. Ini adalah cara yang jauh lebih masuk akal untuk melakukan validasi logika cerdas untuk blockchain dan benar-benar akan memungkinkan verifikasi terdesentralisasi oleh pengguna daripada hanya bergantung pada validator. 

Memiliki rantai kontrak pintar yang hanya peduli dengan bukti minimal ini di tingkat protokol juga memungkinkan Aleo menjaga privasi. Intinya semua bukti ini mengatakan bahwa "Smart Contract X melakukan sesuatu dengan benar", pengirim, penerima, dan jumlah mata uang yang terlibat semuanya benar-benar tersembunyi dan oleh karena itu bersifat pribadi. Nyatanya, Aleo adalah satu-satunya blockchain yang transaksinya benar-benar dienkripsi ke penerimanya. Saat ini ada sejumlah besar proyek blockchain yang terdengar menarik yang telah menggunakan ZK hanya untuk Skalabilitas (yang keren) tetapi tidak untuk Privasi (yang lebih keren). Di sisi lain, ada juga banyak proyek yang mengklaim bahwa mereka AKAN menggunakan ZK untuk privasi tetapi pada akhirnya tidak. Alasannya sederhana: membuat kontrak pintar yang menjaga privasi sangat sulit dan pada dasarnya membutuhkan desain ulang keseluruhan arsitektur dari bawah ke atas, persis seperti yang dilakukan Aleo. 

Eksekusi off-chain juga memiliki efek menarik yaitu TIDAK PERLU GAS di Aleo. Anda masih memerlukan biaya transaksi untuk membayar ruang blok, tetapi tidak ada biaya per operasi tingkat protokol untuk pelaksanaan kontrak pintar, yang berarti bahwa aplikasi di Aleo secara teoritis memiliki runtime yang tidak terbatas. Satu-satunya batasan adalah untuk apa Anda dapat membuat bukti, atau seberapa banyak Anda bersedia membayar orang lain untuk membuat bukti untuk Anda. 

Karena konstruksi bukti perhitungan ZK jauh lebih mahal daripada hanya menjalankan perhitungan itu biasanya akan ada banyak aplikasi yang Anda tidak bisa atau tidak INGIN membuat bukti untuk laptop Anda di rumah, itu hanya akan memakan waktu terlalu lama. panjang. Akan ada pasar untuk konstruksi bukti yang didelegasikan ke Provers, yang mengoperasikan peternakan server yang sangat efisien khusus untuk memenuhi kebutuhan ini. Sebuah keputusan desain dasar yang sepenuhnya unik untuk Aleo adalah kemampuan untuk mendelegasikan konstruksi bukti DENGAN CARA MENJAGA PRIVASI ke Provers eksternal. Kami berharap pasar Provers yang sehat menjadi penting untuk mendapatkan sebanyak mungkin internet di dalam ZK, yang merupakan motivasi bagi mekanik bootstrap yang cerdas untuk memulai pasar sebelum permintaan pengguna yang tinggi bahkan ada: teka-teki basis koin. 

Teka-teki coinbase memungkinkan blockchain Aleo untuk mencetak token baru untuk membeli bukti dari pembukti bahkan ketika tidak ada orang lain. Jika Prover menemukan diri mereka untuk waktu berapa pun tidak aktif mengerjakan pekerjaan bukti berbayar untuk pengguna, mereka dapat mengalihkan mesin mereka ke teka-teki coinbase, di mana mereka menghasilkan sejumlah besar "bukti untuk siapa pun", yang kemudian mereka kirim kepada validator. Validator mengumpulkan semua bukti yang dibuat oleh Prover, dan mirip dengan cara kerja kumpulan penambangan, jumlah bukti yang dibuat oleh Prover dalam jangka waktu tertentu menentukan berapa proporsi hadiah puzzle basis koin yang mereka peroleh untuk jangka waktu tertentu. Kami berharap ini menjadi pengubah permainan dalam membantu mendukung pasar Provers yang besar dan semoga bahkan mendorong pengembangan "ZK ASIC" khusus untuk memaksimalkan akses ke Aleo dan ZK secara umum. 

Untuk melayani semua keajaiban ZK ini, Aleo telah menciptakan VM tingkat rendah yang disebut AVM untuk mengkompilasi kode komputer ke dalam matematika ZK, dan bahasa tingkat tinggi yang disebut Leo yang dikompilasi ke dalam AVM. Aleo juga akan memiliki registri program on-chain yang akan memungkinkan kode kontrak cerdas (opsional) dihosting langsung di rantai untuk aksesibilitas dan untuk meminimalkan risiko serangan man-in-the-middle yang menipu pengguna untuk menandatangani versi palsu dari kontrak pintar. Jika Anda ingin menggali ini lebih jauh dan menulis Aplikasi Pribadi Anda sendiri, lihat.

Singkatnya, Aleo adalah desain ulang lengkap tentang bagaimana smart contract blockchain seharusnya bekerja jika Anda ingin memaksimalkan privasi dan desentralisasi. Sejumlah besar penelitian dan pekerjaan yang benar-benar baru dan inovatif telah dilakukan untuk membuat Aleo mewujudkan tujuan ini. Meskipun sudah ada sejumlah besar proyek yang meminjam grosir dari pekerjaan dan penelitian yang dilakukan untuk merakit Aleo, untuk benar-benar bersaing di level ini, satu-satunya pilihan mereka adalah meruntuhkan seluruh arsitektur mereka dan membangun kembali diri mereka sendiri dengan citra Aleo. 

Jika Anda ingin mengetahui lebih lanjut tentang Aleo, serta berpartisipasi dalam Testnet terakhir, kunjungi Aleo.org.