Vad är zkSNARK? | Den kompletta guiden

Som fler människor har omfamnat Bitcoin och den fantastiska tekniken som gör att den fungerar, de har också upptäckt några av dess viktigaste fallgropar. En av dessa är begreppet en helt anonym transaktion. Medan Bitcoin ofta anses vara "anonym", är det faktiskt bara "pseudonym", eftersom varje Bitcoin-adress transaktioner spåras av allmänheten blockchain. Det finns dock andra kryptokurser som har kunnat utveckla blockchains som ger fullständig integritet i sina protokoll. En sådan cryptocurrency är Zcash som använder sig av en revolutionerande integritetsimplementering som kallas zkSNARKs.

I det här inlägget kommer vi att titta på grunderna i zkSNARKs, hur de döljer integriteten och hur de kommer att utvecklas i framtiden.

Noll kunskap om det

zkSNARK bygger på en relativt ny kryptografisk princip som kallas noll kunskapssäkerhet. I början akademiskt papper att teoretiserade Zero Knowledge-protokoll definierades som:

"Ett protokoll med nollkännedom är en metod som en part (prover) kan bevisa för en annan part (verifieraren) att något är sant utan att avslöja någon information förutom att detta specifika uttalande är sant."

Så i själva verket kan ett nollkännedom bevisa att en person kan bevisa att de vet något hemligt utan att avslöja vad den hemligheten är. Detta har viktiga konsekvenser för många situationer där vi behöver utbyta en hemlighet men inte helt kan lita på det parti som vi skickar den informationen till.

Tänk till exempel på hur dina online-lösenord fungerar. När du sätter in ditt lösenord på en webbplats skickas det lösenordet till servern och lagras i en hashformulär. Medan hash försöker dölja lösenordet, i händerna på en kompetent hacker, kan en hash vara lika farlig som vanlig text. Därför avslöjar du en hemlighet till en webbplats och litar på webbplatsens pålitliga trovärdighet för att skydda den. Skulle det inte vara mycket säkrare om du kunde visa din kunskap om lösenordet genom att lösa lite kryptografiskt bevis?

Detta är exakt hur noll kunskap bevis fungerar och de är särskilt viktiga i krypteringsprotokoll. Du vill kunna bevisa för partiet att du handlar med att du verkligen har den privata nyckeln till din plånbok utan att avslöja den privata nyckeln. Enligt teorin måste det för att ett nollkunskapskrav ska vara giltigt uppfylla följande krav:

• Fullständighet: Om ingången är sann, kommer beviset alltid att returnera "sant".
• sundhet: Om ingången är falsk kan du inte lura beviset med nollkännedom för att returnera "sant".
• Zero-Kunskap: Verifieraren lär sig inte mer än om uttalandet är sant

Nu när vi har lagt grunden för noll kunskapsbevis, låt oss ta en titt på hur de har integrerats i zkSNARKS.

zkSNARKs och Blockchains

zkSNARKs utökar den matematiska teorin om nollkännedom och gör att de kan användas i blockchains med reducerad beräkningskomplexitet. "ZkSNARKs" står för Zero Knowledge Succinct Non Interactive Knowledge Argument. Ja, det är en munfull men låt oss bryta ner ord för ord.

• Zero-Kunskap: Förklarade ovan
• Kortfattad Kan verifieras mycket snabbt
• Ej interaktiv: Ett bevis där ett enda meddelande kan skickas från prover till verifieraren. Det finns inget behov av fram och tillbaka av meddelanden.
• Kunskapsargument: Prover kan övertyga verifieraren om att information finns och att de är den enda personen som kan komma åt den informationen utan att avslöja nämnda information.

Vid vanliga transaktioner, när en betalning skickas från en part till den andra, är detaljerna om denna betalning synliga för alla noder i nätverket. Detta inkluderar alla ingångar och utgångar till transaktionen som innehåller information om offentliga adresser och belopp. Men med en nollkännedomstransaktion är den enda information som man kan hämta att en transaktion har ägt rum. Det finns ingen information om avsändare, mottagare eller belopp. Nedan följer en enkel visuell representation av hur Zero Knowledge Transaction fungerar i ett blockchain-protokoll.

En annan term för dessa transaktioner är en "skärmad transaktion". zkSNARK används för att bevisa att villkoren för en giltig transaktion är uppfyllda utan att avslöja något. Avsändaren av denna transaktion måste konstruera ett bevis som visar följande:

• Ingångsvärden är lika med utgångsvärdena
• Avsändaren har verkligen kontroll över de privata nycklarna till plånboken
• Det finns en kryptografisk länk mellan den privata utgiftsnyckeln och signaturen till transaktionen. Detta eliminerar möjligheten att en tredje part kan manipulera transaktionen.

Naturligtvis är detta den grundläggande teorin bakom zkSNARKS och noll kunskap bevis. En djupare titt skulle kräva en förståelse för avancerad beräkningsmatematik och kryptografi (månmatematik enligt Vitalik Buterin).

zkSNARKS i användning

Med tanke på att zkSNARK har så stor inverkan på kryptokurser, används de redan i ett antal kedjor och övervägs av andra. De mest anmärkningsvärda var att de blev populariserade för deras användning i Zcash-protokoll.

Zcash är en av de mest populära kryptokurserna i världen med en nuvarande marknadskapital på 4.3 miljarder dollar. Det har också funnits ett antal gafflar av Zcash och gafflar av gafflar. Till exempel har du Zclassic som är en gaffel av Zcash. Zclassic har också skapat två av sina egna gaffelmynt i ZenCash och Bitcoin privat. Båda dessa kedjor använder sig av zkSNARK för sina skyddade transaktioner. Sedan finns det också ambitionerna om den näst mest värdefulla cryptocurrency, Ethereum, för att inkludera zkSNARK i deras protokoll. Detta kommer som en del av deras Metropolis-uppgradering som kommer att innehålla ett antal funktioner som Proof-of-stav.

zk-SNARK-stöd är en viktig funktion i ethereum-färdplanen

- Vitalik “Ge inte bort ETH” Buterin (@VitalikButerin) Februari 3, 2017

För närvarande är den beräkningskomplexitet som är involverad i att generera många av dessa bevis korrekt. Detta begränsar deras tillämpning i många andra fall med potentiell användning. Ändå, eftersom mer arbete görs på detta och datakraften går framåt, kommer vi sannolikt att se liknande teknik i ett antal sekretessberoende applikationer.

Potentiella utmaningar

En av de viktigaste bekymmerna om noll kunskap blockchains är att de måste lita på en viss "huvudnyckel". Att ha en aktiv huvudnyckel till en blockchain värd miljarder är utan tvekan en stor sak. Detta är en skugga som har kvar över Zcash blockchain sedan starten. Även om ZCash-teamet har hävdat att de har förstört huvudnyckeln i sin Zcash-ceremoni, finns det alltid en risk att det kan ha läckt eller någon har en kopia. Men det kan snart finnas ett alternativ till detta i form av en annan unik anpassning som kallas ”zkSTARK”. Den största fördelen med denna teknik jämfört med zkSNARK är att den inte skulle behöva lita på en huvudnyckel eller en nyckelkryptografi. Allt de behöver är en enkel algoritm att fungera. zkSTARK kan också vara mycket effektivare när det gäller den datorkraft som krävs för att slutföra bevisen. Tekniken är dock i sin spädbarn och forskas fortfarande av många kryptografer. Det skulle vara intressant att se hur tekniken utvecklas under de närmaste åren.

Slutsats

Bitcoin utvecklades av ett antal skäl, varav ett var att ge personlig ekonomisk kontroll tillbaka till individer. Innehavarens integritet har troligen varit ett annat av de viktigaste övervägandena. Men när antagandet av cryptocurrency har vuxit, så har förmågan för regeringar och myndigheter att noggrant spåra dessa transaktioner på den mycket offentliga blockchainen.

Med teknik som zkSNARK kommer emellertid sådana transaktioner att skyddas och parterna kommer att förbli helt anonyma. Det finns också en hel del andra applikationer som kommer att dra nytta av dessa tekniska framsteg. Medan tekniken fortfarande är ny och frågor kvarstår, kan man inte diskontera efterfrågan på en verkligt privat cryptocurrency.

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