Czym są zkSNARKs? | Kompletny przewodnik

Ponieważ coraz więcej ludzi się przyjęło Bitcoin i niesamowita technologia, która sprawia, że ​​funkcjonuje, odkryli także niektóre z jego najważniejszych pułapek. Jednym z nich jest koncepcja całkowicie anonimowej transakcji. Podczas gdy Bitcoin jest często uważany za „anonimowy”, w rzeczywistości jest on tylko „pseudonimowy”, ponieważ transakcje każdego adresu Bitcoin są śledzone publicznie blockchain. Istnieją jednak inne kryptowaluty, które były w stanie opracować łańcuchy bloków, które zapewniają pełną prywatność w ich protokołach. Jedną z takich kryptowalut jest Zcash który wykorzystuje rewolucyjną implementację prywatności o nazwie zkSNARKs.

W tym poście przyjrzymy się podstawom zkSNARKs, jak ukrywają one prywatność i jak będą się rozwijać w przyszłości.

Zero wiedzy o tym

zkSNARKs są oparte na stosunkowo niedawnej zasadzie kryptograficznej zwanej dowodami wiedzy zerowej. Na początku praca naukowa że teoretyzowały protokoły Zero Knowledge, zostały zdefiniowane jako:

„Protokół o wiedzy zerowej to metoda, dzięki której jedna strona (dowódca) może udowodnić drugiej stronie (weryfikatorowi), że coś jest prawdą, bez ujawniania żadnych informacji poza faktem, że to konkretne stwierdzenie jest prawdziwe”.

Zasadniczo więc dowód wiedzy zerowej może pozwolić jednej osobie udowodnić, że zna coś tajemnego, bez ujawniania, czym jest ten sekret. Ma to istotne konsekwencje dla wielu sytuacji, w których musimy wymienić się tajemnicą, ale nie możemy w pełni zaufać stronie, do której wysyłamy te informacje.

Na przykład pomyśl o sposobie działania haseł online. Kiedy wstawiasz swoje hasło na stronie internetowej, jest ono wysyłane na serwer i przechowywane w postaci zakodowanej. Chociaż skróty próbują ukryć hasło, w rękach kompetentnego hakera hash może być tak samo niebezpieczny jak zwykły tekst. W związku z tym ujawniasz tajemnicę witrynie internetowej i polegasz na rzekomej wiarygodności witryny, aby ją chronić. Czy nie byłoby o wiele bezpieczniej, gdybyś mógł wykazać się znajomością hasła, rozwiązując jakiś dowód kryptograficzny?

Dokładnie tak działają dowody wiedzy zerowej i są one szczególnie ważne w protokołach prywatności kryptograficznej. Chcesz mieć możliwość udowodnienia stronie, z którą przeprowadzasz transakcje, że rzeczywiście przechowujesz klucz prywatny do swojego portfela, nie ujawniając tego klucza prywatnego. Zgodnie z teorią, aby dowód wiedzy zerowej był ważny, musi spełniać następujące wymagania:

• Kompletność: Jeśli dane wejściowe są prawdziwe, dowód zawsze zwróci wartość „prawda”.
• Solidność: Jeśli dane wejściowe są fałszywe, nie można oszukać dowodu wiedzy zerowej, aby zwrócił „prawda”.
• Wiedza zerowa: Weryfikator nie dowiaduje się niczego poza tym, czy stwierdzenie jest prawdziwe

Teraz, gdy położyliśmy podwaliny pod dowody wiedzy zerowej, przyjrzyjmy się, jak zostały one włączone do zkSNARKS.

zkSNARKs i Blockchains

zkSNARKs poszerzają matematyczną teorię dowodów wiedzy zerowej i pozwalają na ich stosowanie w łańcuchach bloków o zmniejszonej złożoności obliczeniowej. „ZkSNARKs” oznacza Zero Knowledge Succinct Non Interactive Argument of Knowledge. Tak, to jest kęs, ale podzielmy to słowo po słowie.

• Wiedza zerowa: Wyjaśnione powyżej
• Zwięzły Można bardzo szybko zweryfikować
• Nieinteraktywne: Dowód, w którym pojedyncza wiadomość może zostać wysłana od weryfikatora do weryfikatora. Nie ma potrzeby przesyłania tam i z powrotem wiadomości.
• Argument wiedzy: Dowódca może przekonać weryfikatora, że ​​informacje istnieją i że jest jedyną osobą, która może uzyskać dostęp do tych informacji bez ich ujawniania.

W zwykłych transakcjach, gdy płatność jest wysyłana od jednej strony do drugiej, szczegóły tej płatności są widoczne dla wszystkich węzłów w sieci. Obejmuje to wszystkie dane wejściowe i wyjściowe transakcji, które zawierają informacje o adresach publicznych i kwotach. Jednak przy transakcji o zerowej wiedzy jedyną informacją, jaką można zebrać, jest to, że transakcja miała miejsce. Brak informacji o nadawcy, odbiorcy czy kwocie. Poniżej znajduje się prosta wizualna reprezentacja tego, jak transakcja zerowej wiedzy działa w protokole blockchain.

Innym terminem określającym te transakcje jest „transakcja zabezpieczona”. zkSNARKs służą do udowodnienia, że ​​warunki ważnej transakcji zostały spełnione, bez ujawniania czegokolwiek. Nadawca tej transakcji będzie musiał skonstruować dowód, który zawiera następujące informacje:

• Wartości wejściowe są równe wartościom wyjściowym
• Nadawca rzeczywiście ma kontrolę nad kluczami prywatnymi do portfela
• Istnieje łącze kryptograficzne między kluczem wydatków prywatnych a podpisem transakcji. Wyeliminuje to możliwość manipulowania transakcją przez osobę trzecią.

Oczywiście jest to podstawowa teoria stojąca za zkSNARKS i dowodami wiedzy zerowej. Głębsze spojrzenie wymagałoby zrozumienia zaawansowanej matematyki obliczeniowej i kryptografii (matematyka księżyca według Vitalik Buterin).

zkSNARKS w użyciu

Biorąc pod uwagę, że zkSNARKs mają tak ważny wpływ na kryptowaluty, są już używane w wielu sieciach i są rozważane przez inne. Przede wszystkim zostały spopularyzowane do użytku w Protokół Zcash.

Zcash to jedna z najpopularniejszych kryptowalut na świecie z rozszerzeniem obecna kapitalizacja rynkowa to 4.3 mld USD. Pojawiło się również kilka widelców Zcash i widelców. Na przykład masz Zclassic, który jest widelcem Zcash. Zclassic stworzył również dwie własne rozwidlone monety ZenCash i Bitcoin Private. Oba te łańcuchy używają zkSNARKs do swoich chronionych transakcji. Do tego dochodzą ambicje drugiej najcenniejszej kryptowaluty, Ethereum, aby włączyć zkSNARKs do swojego protokołu. Będzie to część ich ulepszenia Metropolis, które będzie zawierało szereg funkcji, takich jak Dowód na stopę.

Obsługa zk-SNARK jest kluczową funkcją w mapie drogowej ethereum

- Vitalik „Nie rozdawać ETH” Buterin (@VitalikButerin) 3 lutego 2017 r.

Obecnie złożoność obliczeniowa związana z generowaniem wielu z tych dowodów jest dość duża. Ogranicza to ich zastosowanie w wielu innych potencjalnych przypadkach użycia. Jednak w miarę wykonywania większej pracy nad tym i zwiększaniem mocy obliczeniowej prawdopodobnie zobaczymy podobną technologię w wielu aplikacjach związanych z prywatnością.

Potencjalne wyzwania

Jedną z najważniejszych obaw związanych z łańcuchami bloków o zerowej wiedzy jest to, że muszą polegać na pewnym „kluczu głównym”. Posiadanie aktywnego klucza głównego do wartego miliardy blockchaina to bez wątpienia wielka sprawa. To cień, który pozostał nad blockchainem Zcash od momentu jego powstania. Chociaż zespół ZCash twierdził, że zniszczył klucz główny podczas ceremonii Zcash, zawsze istnieje ryzyko, że mógł on wyciec lub ktoś ma kopię. Jednak wkrótce może pojawić się alternatywa w postaci kolejnej wyjątkowej adaptacji zwanej „zkSTARK”. Główną zaletą tej technologii w porównaniu z zkSNARKs jest to, że nie musiałaby polegać na kryptografii klucza głównego lub klucza publicznego. Potrzebowaliby jedynie prostego algorytmu do działania. zkSTARKs mogą być również znacznie bardziej wydajne pod względem mocy obliczeniowej wymaganej do skompletowania dowodów. Technologia jest jednak w powijakach i nadal jest badana przez wielu kryptologów. Ciekawie byłoby zobaczyć, jak technologia będzie się rozwijać w ciągu najbliższych kilku lat.

Wnioski

Bitcoin został opracowany z wielu powodów, z których jednym było przywrócenie osobistej kontroli finansowej osobom fizycznym. Prywatność posiadacza prawdopodobnie była kolejnym z najważniejszych czynników. Jednak wraz ze wzrostem popularności kryptowalut, rządy i agencje mają możliwość skrupulatnego śledzenia tych transakcji na bardzo publicznym łańcuchu bloków.

Jednak dzięki technologii takiej jak zkSNARKs takie transakcje będą chronione, a strony pozostaną całkowicie anonimowe. Istnieje również wiele innych aplikacji, które skorzystają na tych postępach technologicznych. Chociaż technologia jest wciąż nowa i pytania pozostają, nie można zdyskontować popytu na prawdziwie prywatną kryptowalutę.

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