- 영지식 증명은 1980년대부터 암호화 분야의 일반적인 아이디어였습니다.
- 블록체인은 개념 이후 암호화폐와 계속 연관되어 있습니다.
- 영지식 증명은 증명자와 검증자 모두에게 알려진 일부 값의 교환을 제외하고는 거래 중에 정보가 공개되지 않는 암호화 기술을 나타냅니다.
기술의 발전과 함께 사기 행위의 범위도 시간이 지남에 따라 증가했습니다. 결과적으로 보안 프로토콜을 유지하는 것은 거래 프로세스의 가장 중요한 측면 중 하나입니다. 블록체인은 가장 유망한 혁신 중 하나로 부상했지만 거래 보안을 유지하려면 추가적인 보안 표준이 여전히 필요합니다.
블록체인은 개념 이후 암호화폐와 계속 연관되어 있습니다. 그러나 최근 블록체인과 암호화폐의 통합이 대중의 관심을 끌었습니다. 블록체인 시스템에서는 암호화 기술이 거래를 보호하는 데 도움이 됩니다. 즉, 블록체인 기술과 암호화폐의 결합으로 안전한 금융거래 방식이 탄생한 것입니다.
영지식 증명은 1980년대부터 암호화 분야의 일반적인 아이디어였습니다. 그러나 최근 암호화폐에서의 이들 기능이 각광을 받게 되었습니다. 전 세계 인구는 점점 더 상호 연결된 암호화폐 및 핀테크 생태계 속에서 자신을 발견하고 있습니다. 결과적으로 사용자 익명성과 개인 정보 보호에 대한 암호화폐 이념의 약속을 지키는 것과 관련하여 우려가 제기되었습니다.
최근 야심 찬 Worldcoin 암호화 프로젝트는 사용자를 위한 글로벌 디지털 식별 시스템을 만드는 것을 목표로 합니다. 새롭고 '논란의 여지가 있는' 암호화폐 프로젝트는 영지식 증명을 사용하여 사용자, 주장 및 거래를 확인하는 동시에 개인 정보를 보호합니다.
영지식 증명이란 무엇입니까?
영지식 증명은 프로세스의 양 끝인 증명자와 검증자 모두에게 알려진 일부 값의 교환을 제외하고는 거래 중에 정보가 공개되지 않는 암호화 기술을 나타냅니다.
영지식 증명은 특정 진술이 사실인지 공개하지 않고 증명하는 방법입니다. 여기서 '증명자'는 주장을 확립하려는 당사자이고, '검증자'는 주장을 검증하는 역할을 합니다.
간단히 말해서, 영지식 증명(ZKP)을 통해 한 당사자는 자신의 지식을 증명하기 위해 정보를 다른 당사자와 공유하지 않고도 자신이 알고 있는 것을 다른 당사자에게 증명할 수 있습니다.
자세히 보기: 분산형 비전: 이더리움은 Zero Knowledge 기술을 옹호합니다
블록체인 영지식 증명의 역사
영지식 증명(Zero Knowledge Proofs)은 1985년 MIT 연구진이 논문을 발표하면서 시작되었습니다. 대화형 증명 시스템의 지식 복잡성. 이 논문에서는 대화형 증명(IP)의 계층 구조를 포함한 필수 개념을 설명했습니다. 또한 이 논문에서는 증명자에서 검증자에게 전송되는 증명의 양을 정량화하는 지식 복잡성이라는 개념을 도입했습니다. 이 논문은 모든 약속 계획을 갖춘 모든 NP 세트에 대한 ZKP의 구성을 제시하여 연구자의 발견의 적용 가능성을 확립했습니다.
1989년에 다시 힘을 합쳐 Goldwasser, Micali 및 Rackoff는 The Knowledge Complexity of Interactive Proof Systems를 출판했습니다. 본 논문은 진술의 타당성을 검증자를 설득하기 위해 증명자가 보유해야 하는 정보의 양을 평가하는 지식 복잡성의 개념을 개발했습니다. 저자는 영지식 증명이 대화형 증명 시스템의 정보 복잡성을 줄이는 데 도움이 될 수 있음을 입증했습니다.
1993년 시카고 대학과 부다페스트 대학의 연구자들은 Arthur-Merlin Games를 출판했습니다. 무작위 증명 시스템과 복잡성 계층 구조s, 그들은 영지식 증명 이론과 기존 증명 이론을 결합한 무작위 증명 개념을 도입했습니다. 그들은 한 참가자(Arthur)가 임의의 동작을 하고 다른 참가자(Merlin)가 최적의 동작을 하는 조합 게임을 사용했습니다.
2013년에 Eli Ben-Sasson, Alessandro Chiesa, Daniel Genkin, Eran Tromer 및 Madars Virza는 폰 노이만 아키텍처를 위한 간결한 비대화형 제로 지식을 작성했습니다. 이 논문에서는 ZK-SNARKS 또는 간결한 비대화형 영지식 증명을 소개했습니다. 이는 제한된 계산 자원으로 검증할 수 있는 영지식 증명의 한 형태입니다. 저자는 그들의 시스템이 계산의 정확성을 비공개적이고 안전하게 검증할 수 있음을 보여주었습니다.
ZK-SNARK의 저자는 2018년에 확장 가능하고 투명하며 양자 후 보안 컴퓨팅 무결성을 출시했습니다. ZK-STARK는 확장성과 투명성을 유지하면서 강력한 보안 보증을 제공하는 영지식 증명 시스템입니다.
기존 영지식 증명 시스템은 확장성 문제가 자주 발생하거나 신뢰할 수 있는 구성이 필요하여 공격에 취약했습니다. 따라서 그들은 다항식 제약 시스템(PCS)으로 알려진 새로운 수학적 구조를 기반으로 하는 ZK-STARK를 도입했습니다. PCS는 복잡한 계산 문제를 표현하는 데 사용되는 다항식 방정식 구조를 나타냅니다.
영지식 증명의 역사에서 수많은 다른 논문이 중요한 것으로 입증되었지만 위에서 언급한 논문도 중요한 역할을 했습니다. 최근 세대의 L2(Layer-2) 및 ZK 기반 전자 투표 기계(EVM)는 이러한 혁신을 블록체인 런타임 확장에 적용하기 위한 빈 캔버스를 만들었습니다.
영지식 증명의 유형
ZKP에는 다음과 같은 두 가지 기본 유형이 있습니다.
- 대화형 영지식 증명: Interactive ZKP에서는 검증자가 확신할 때까지 이러한 도전에 응답하는 증명자에게 검증자가 도전합니다. 이들은 동시에 온라인 상태여야 하며, 증명자는 특정 사실에 대해 검증자를 설득하기 위해 일련의 작업을 완료해야 합니다.
- 비대화형 영지식 증명(NIZKP): 비대화형 영지식 증명은 증명자와 검증자 사이에 대화형 프로세스가 필요하지 않습니다. 증명자는 검증자에게 증명을 전달하며, 증명 검증은 언제든지 한 번만 발생합니다. NIZKP는 증명자와 검증자가 온라인 상태일 필요가 없기 때문에 IZKP보다 더 효율적이고 편리할 수 있습니다. 그러나 Interactive Zero Knowledge Proof에 비해 더 많은 계산 능력이 필요합니다.
데이터를 보호하는 효과적인 검증 프로세스의 역할을 수행하려면 영지식 증명은 다음과 같아야 합니다.
- 완료: 주장이 유효하고 양 당사자가 프로토콜을 따르는 경우 검증자는 증거를 수락합니다.
- 소리: 주장이 거짓인 경우 검증자를 그것이 사실이라고 설득하는 것은 거의 불가능해야 합니다.
- 영지식: 주장의 진실 외에는 어떤 정보도 검증자가 알거나 발견할 수 없어야 합니다.
영지식 증명의 요소
기본 형태에서 영지식 증명에는 세 가지 요소가 있습니다.
- 증인: 영지식 증명을 통해 증명자는 숨겨진 정보에 대한 지식을 증명하려고 합니다. 비밀 정보는 증거에 대한 "증인"이며, 증명자가 증인에 대해 알고 있다고 가정하면 해당 정보를 알고 있는 당사자만이 답변할 수 있는 일련의 질문이 설정됩니다. 따라서 증명자는 무작위로 질문을 선택하고, 답을 계산하여 검증자에게 보내는 방식으로 증명 프로세스를 시작합니다.
- 과제: 검증자는 세트에서 다른 질문을 무작위로 선택하고 증명자에게 이에 대한 답을 요청합니다.
- 응답: 증명자는 질문을 수락하고, 답을 계산하여 검증자에게 반환합니다. 증명자의 응답을 통해 검증자는 전자가 증인에 접근할 수 있는지 확인할 수 있습니다. 검증자는 검증자가 맹목적으로 추측하여 우연히 정답을 얻는 일이 없도록 더 많은 질문을 선택합니다. 이러한 상호 작용을 여러 번 반복함으로써 증명자가 증인에 대한 지식을 속일 가능성은 검증자를 만족시킬 정도로 크게 떨어집니다.
블록체인에 영지식 증명 적용
성능 최적화
애플리케이션 코드는 오프체인 또는 블록체인 네트워크의 단일 노드에 의해 실행되며, 올바른 실행에 대한 증거만 다른 당사자가 정확성을 확인할 수 있도록 블록체인에 게시됩니다. 예를 들어 트랜잭션이 오프체인에서 실행되고 모든 트랜잭션의 요약이 온체인으로 제출되는 ZK 롤업이 있습니다.
블록체인의 개인 거래
거래 데이터는 암호화되며, 올바르게 계산되었음을 증명하는 증거가 게시됩니다. ZKP는 통화 데이터와 수신자 및 발신자 정보를 공개하지 않는 개인 거래에도 사용됩니다. 예를 들어 사용자가 이더리움에서 개인 거래를 수행할 수 있는 분산형 비수탁형 서비스인 Tornado Cash가 있습니다.
데이터 프라이버시 및 보안
은행, 병원 등 민감한 데이터를 관리하는 조직은 해당 데이터에 제3자가 접근하지 못하도록 해야 합니다. ZKP와 블록체인을 함께 사용하면 데이터 액세스가 불가능해질 수 있습니다. ZKP는 파일 및 로그인에 여러 계층의 보안을 추가하는 데 도움이 될 수 있습니다. 결과적으로 ZKP는 해커나 조작자가 데이터를 변경하고 검색하는 데 상당한 장애물을 제공할 수 있습니다.
프라이빗 블록체인 거래 전송:
프라이빗 블록체인 거래에서 가장 주목할만한 관심사는 기존 절차에서 명백히 드러나는 수많은 허점입니다. 프라이빗 블록체인 거래와 ZKP의 생산적인 통합을 통해 강력한 해커 방지 프로세스를 만들 수 있습니다.
블록체인 메신저
오늘날 메신저는 암호화를 약속하지만, 암호화되지 않은 블록체인은 기술 세계에서 차세대 기술이 될 수 있습니다. 암호화되지 않았지만 강력한 솔루션을 보장함으로써 ZKP와 블록체인은 모두를 위해 안전한 부가가치 메신저 플랫폼을 공동 생성할 수 있습니다.
영지식 증명은 블록체인 및 암호화폐 세계에서 비용을 절감하고 사용자의 개인 정보를 보호하는 데 큰 잠재력을 가지고 있습니다. 게다가 이 개념은 사용하기 쉽고 ZKP를 지원하는 기술도 매우 효율적입니다. 최신 세대 ZKP를 활용함으로써 사용자는 많은 비용을 들이지 않고도 큰 이점을 얻을 수 있습니다.
자세히보기 : 블록체인 세계의 합의 메커니즘과 그것이 얼마나 중요한지
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- 출처: https://web3africa.news/2023/08/14/industry-talk/zero-knowledge-proofs-in-blockchain/
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