Что такое zkSNARKs? | Полное руководство

Чем больше людей приняли Bitcoin и удивительная технология, которая заставляет это функционировать, они также обнаружили некоторые из его самых важных ошибок. Одним из них является концепция полностью анонимной транзакции. Хотя Биткойн часто считают «анонимным», на самом деле он является «псевдонимом», поскольку транзакции каждого биткойн-адреса отслеживаются в открытом доступе. блокчейн, Однако существуют и другие криптовалюты, которые смогли разработать блокчейны, обеспечивающие полную конфиденциальность в своих протоколах. Одна такая криптовалюта Zcash который использует революционную реализацию конфиденциальности под названием zkSNARKs.

В этом посте мы рассмотрим основы zkSNARKs, как они скрывают конфиденциальность и как они будут развиваться в будущем.

Ноль знаний об этом

zkSNARK основаны на относительно недавнем криптографическом принципе, который называется доказательством с нулевым разглашением. В начальном академическая работа что теоретизировали протоколы Zero Knowledge, они были определены как:

«Протокол с нулевым знанием - это метод, с помощью которого одна сторона (проверяющий) может доказать другой стороне (проверяющему), что что-то является правдой, не раскрывая никакой информации, кроме факта, что это конкретное утверждение истинно».

Таким образом, по существу доказательство с нулевым знанием может позволить одному человеку доказать, что он знает что-то секретное, не раскрывая, что это за секрет. Это имеет важные последствия для многих ситуаций, в которых мы должны обмениваться секретами, но не можем полностью доверять стороне, которой мы отправляем эту информацию.

Например, подумайте о том, как работают ваши онлайн-пароли. Когда вы вставляете свой пароль на веб-сайт, этот пароль отправляется на сервер и сохраняется в хешированной форме. В то время как хеши пытаются скрыть пароль, в руках компетентного хакера хеш может быть столь же опасным, как и обычный текст. Следовательно, вы раскрываете секрет веб-сайта и полагаетесь на предполагаемую надежность сайта для его защиты. Разве не было бы намного безопаснее, если бы вы могли продемонстрировать свое знание пароля, решив какое-то криптографическое доказательство?

Именно так работают доказательства с нулевым разглашением, и они особенно важны в криптографических протоколах конфиденциальности. Вы хотите иметь возможность доказать стороне, что вы совершаете сделку, что вы действительно держите закрытый ключ в своем кошельке, фактически не раскрывая этот закрытый ключ. Согласно теории, для того чтобы доказательство с нулевым знанием было действительным, оно должно отвечать следующим требованиям:

• Полнота: Если введено значение true, доказательство всегда будет возвращать значение «true».
• Обоснованность: Если ввод ложен, вы не можете обмануть доказательство с нулевым знанием, чтобы вернуть «истина».
• Нулевое знание: Верификатор не узнает ничего больше, чем утверждение верно

Теперь, когда мы заложили основу доказательств с нулевым разглашением, давайте посмотрим, как они были включены в zkSNARKS.

zkSNARKs и Blockchains

zkSNARK расширяют математическую теорию доказательств с нулевым разглашением и позволяют использовать их в блокчейнах с уменьшенной вычислительной сложностью. «ZkSNARKs» расшифровывается как «Zero Knowledge» - лаконичный неинтерактивный аргумент знания. Да, это глоток, но давайте разберем это слово за словом.

• Нулевое знание: Объяснено выше
• сжатый Может быть проверено очень быстро
• Неинтерактивный: Доказательство того, что одно сообщение может быть отправлено от проверяющего к верификатору. Там нет необходимости для туда и обратно сообщений.
• Аргумент Знания: Проверяющий может убедить верификатора в том, что информация существует и что они являются единственным лицом, которое может получить доступ к этой информации, не раскрывая упомянутую информацию.

В обычных транзакциях, когда платеж отправляется от одной стороны к другой, детали этого платежа видны всем узлам сети. Это включает в себя все входы и выходы для транзакции, которые содержат информацию об общедоступных адресах и суммах. Однако при транзакции с нулевым знанием единственная информация, которую можно найти, - это то, что транзакция состоялась. Нет информации об отправителе, получателе или сумме. Ниже приведено простое визуальное представление о том, как транзакция с нулевым знанием работает в протоколе блокчейна.

Другим термином для этих транзакций является «экранированная транзакция». zkSNARKs используются, чтобы доказать, что условия действительной транзакции были выполнены, не раскрывая ничего. Отправитель этой транзакции должен будет создать доказательство, которое показывает следующее:

• Входные значения равны выходным
• Отправитель действительно имеет контроль над закрытыми ключами кошелька
• Существует криптографическая связь между закрытым ключом расходов и подписью транзакции. Это исключит возможность вмешательства третьей стороны в транзакцию.

Конечно, это основная теория zkSNARKS и доказательства с нулевым разглашением. Более глубокий взгляд потребовал бы понимания продвинутой вычислительной математики и криптографии (лунная математика согласно Виталик Бутерин).

zkSNARKS используется

Учитывая, что zkSNARKs имеют такое важное влияние на криптовалюты, они уже используются в ряде цепочек и рассматриваются другими. В частности, они были популяризированы для их использования в Протокол Zcash.

Zcash является одной из самых популярных криптовалют в мире с текущая рыночная капитализация $ 4.3 млрд., Также было несколько вилок Zcash и вилок вилок. Например, у вас есть Zclassic, который является форком Zcash. Zclassic также породил две собственные раздвоенные монеты в ZenCash и Bitcoin Private, Обе эти цепочки используют zkSNARK для своих экранированных транзакций. Тогда есть и амбиции второй по величине криптовалюты, Эфириум, чтобы включить zkSNARKs в их протокол. Это будет частью их обновления в Метрополисе, которое будет включать ряд функций, таких как Корректор из-кола.

Поддержка zk-SNARK является ключевой функцией в дорожной карте ethereum

- Виталик «Не отдавая ETH» Бутерин (@VitalikButerin) 3 февраля 2017

В настоящее время вычислительная сложность, связанная с генерацией многих из этих доказательств, достаточно высока. Это ограничивает их применение во многих других потенциальных случаях использования. Тем не менее, по мере того, как будет проделана большая работа над этим и с ростом вычислительной мощности, мы, вероятно, увидим аналогичную технологию в ряде приложений, зависящих от конфиденциальности.

Потенциальные проблемы

Одна из наиболее важных проблем, связанных с блокчейнами с нулевым разглашением, заключается в том, что они должны полагаться на определенный «главный ключ». Наличие активного главного ключа для блокчейна стоимостью в миллиарды, без сомнения, является большой проблемой. Это тень, которая осталась над блокчейном Zcash с момента его создания. Хотя команда ZCash утверждала, что они уничтожили мастер-ключ на своей церемонии Zcash, всегда есть риск, что он мог просочиться или кто-то получил копию. Тем не менее, вскоре может появиться альтернатива этому в форме другой уникальной адаптации, называемой zkSTARK. Основное преимущество этой технологии перед zkSNARK заключается в том, что она не должна полагаться на криптографию с главным ключом или открытым ключом. Все, что им нужно, это простой алгоритм для работы. zkSTARK также могут быть гораздо более эффективными с точки зрения вычислительной мощности, необходимой для завершения доказательств. Технология находится в зачаточном состоянии и все еще исследуется многочисленными криптографами. Было бы интересно посмотреть, как технология будет развиваться в течение следующих нескольких лет.

Заключение

Биткойн был разработан по ряду причин, одной из которых было возвращение личного финансового контроля отдельным лицам. Конфиденциальность владельца, вероятно, была еще одним из наиболее важных соображений. Но по мере роста внедрения криптовалюты у правительств и агентств появляется возможность тщательно отслеживать эти транзакции в общедоступной цепочке блоков.

Однако при использовании таких технологий, как zkSNARK, такие транзакции будут защищены, и стороны останутся полностью анонимными. Существует также множество других приложений, которые выиграют от этих технологических достижений. В то время как технология все еще нова и вопросы остаются, нельзя сбрасывать со счетов спрос на действительно частную криптовалюту.

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