ZkSNARK là gì? | Hướng dẫn hoàn chỉnh

Khi nhiều người đã chấp nhận Bitcoin và công nghệ tuyệt vời giúp nó hoạt động, họ cũng đã phát hiện ra một số cạm bẫy quan trọng nhất của nó. Một trong số đó là khái niệm về một giao dịch hoàn toàn ẩn danh. Mặc dù Bitcoin thường được coi là “ẩn danh”, nhưng nó thực sự chỉ là “bút danh”, bởi vì mọi giao dịch của địa chỉ Bitcoin đều được theo dõi công khai blockchain. Tuy nhiên, có những loại tiền điện tử khác đã có thể phát triển các blockchain cung cấp sự riêng tư hoàn toàn trong các giao thức của chúng. Một trong những loại tiền điện tử như vậy là Zcash sử dụng một triển khai bảo mật mang tính cách mạng được gọi là zkSNARK.

Trong bài đăng này, chúng ta sẽ xem xét các khái niệm cơ bản về zkSNARK, cách chúng ẩn quyền riêng tư và cách chúng sẽ phát triển trong tương lai.

Không có kiến ​​thức về nó

zkSNARKs dựa trên một nguyên tắc mật mã tương đối gần đây được gọi là bằng chứng kiến ​​thức bằng không. Ban đầu báo cáo khoa học đã lý thuyết hóa các giao thức Zero Knowledge, chúng được định nghĩa là:

“Giao thức zero-knowledge là một phương pháp mà một bên (phương ngôn) có thể chứng minh với bên khác (người xác minh) rằng điều gì đó là đúng, mà không tiết lộ bất kỳ thông tin nào ngoài thực tế là tuyên bố cụ thể này là đúng.”

Vì vậy, về cơ bản, một bằng chứng kiến ​​thức bằng không có thể cho phép một người chứng minh rằng họ biết điều gì đó bí mật mà không cần tiết lộ bí mật đó là gì. Điều này có ý nghĩa quan trọng đối với nhiều tình huống mà chúng ta cần trao đổi bí mật nhưng không thể hoàn toàn tin tưởng vào bên mà chúng ta đang gửi thông tin đó.

Ví dụ, hãy nghĩ về cách thức hoạt động của mật khẩu trực tuyến của bạn. Khi bạn chèn mật khẩu của mình trên một trang web, mật khẩu đó sẽ được gửi đến máy chủ và được lưu trữ dưới dạng băm. Mặc dù các hàm băm cố gắng che giấu mật khẩu, nhưng trong tay của một hacker có năng lực, một hàm băm có thể nguy hiểm như văn bản thuần túy. Do đó, bạn đang tiết lộ bí mật cho một trang web và dựa vào độ tin cậy được cho là của trang web để bảo vệ nó. Sẽ không an toàn hơn nhiều nếu bạn có thể chứng minh kiến ​​thức của mình về mật khẩu bằng cách giải một số bằng chứng mật mã?

Đây chính xác là cách hoạt động của các bằng chứng không có kiến ​​thức và chúng đặc biệt quan trọng trong các giao thức bảo mật tiền điện tử. Bạn muốn có thể chứng minh với bên mà bạn đang giao dịch rằng bạn thực sự giữ khóa cá nhân trong ví của mình mà không thực sự tiết lộ khóa cá nhân đó. Theo lý thuyết, để một bằng chứng kiến ​​thức không có giá trị, nó phải đáp ứng các yêu cầu sau:

• Tính đầy đủ: Nếu đầu vào là true, bằng chứng sẽ luôn trả về "true".
• Âm thanh: Nếu đầu vào là sai, bạn không thể đánh lừa bằng chứng không có kiến ​​thức để trả về "đúng".
• Kiến thức không: Người xác minh không biết gì hơn là liệu tuyên bố có đúng không

Bây giờ chúng ta đã đặt nền tảng về các bằng chứng không có kiến ​​thức, hãy xem cách chúng đã được kết hợp vào zkSNARKS.

zkSNARKs và Blockchains

zkSNARKs mở rộng trên lý thuyết toán học về các bằng chứng không có kiến ​​thức và cho phép chúng được sử dụng trong các chuỗi khối với độ phức tạp tính toán giảm. “ZkSNARKs” là viết tắt của Zero Knowledge Succinct Non Interactive Argument of Knowledge. Vâng, đó là một cái miệng nhưng hãy chia nhỏ điều đó ra từng từ một.

• Kiến thức không: Đã giải thích ở trên
• cô đọng Có thể được xác minh rất nhanh chóng
• Không tương tác: Một bằng chứng mà một thông điệp có thể được gửi từ câu tục ngữ đến người xác minh. Không cần thông báo qua lại.
• Lập luận về kiến ​​thức: Câu tục ngữ có thể thuyết phục người xác minh rằng thông tin tồn tại và họ là người duy nhất có thể truy cập thông tin đó mà không tiết lộ thông tin đã nói.

Trong các giao dịch thông thường, khi một khoản thanh toán được gửi từ bên này sang bên kia, chi tiết của khoản thanh toán này sẽ hiển thị cho tất cả các nút trên mạng. Điều này bao gồm tất cả các đầu vào và đầu ra cho giao dịch chứa thông tin về địa chỉ và số tiền công khai. Tuy nhiên, với giao dịch không có kiến ​​thức, thông tin duy nhất mà người ta có thể thu thập được là giao dịch đã diễn ra. Không có thông tin về người gửi, người nhận hoặc số tiền. Dưới đây là một trình bày trực quan đơn giản về cách thức hoạt động của Giao dịch không tri thức trong một giao thức blockchain.

Một thuật ngữ khác cho các giao dịch này là “giao dịch được bảo vệ”. zkSNARK được sử dụng để chứng minh rằng các điều kiện của một giao dịch hợp lệ đã được đáp ứng mà không tiết lộ bất cứ điều gì. Người gửi giao dịch này sẽ phải tạo bằng chứng cho thấy những điều sau:

• Giá trị đầu vào bằng giá trị đầu ra
• Người gửi thực sự có quyền kiểm soát các khóa riêng tư của ví
• Có một liên kết mật mã giữa khóa chi tiêu cá nhân và chữ ký của giao dịch. Điều này sẽ loại trừ khả năng bên thứ ba có thể giả mạo giao dịch.

Tất nhiên, đây là lý thuyết cơ bản đằng sau zkSNARKS và bằng chứng kiến ​​thức bằng không. Một cái nhìn sâu hơn sẽ đòi hỏi sự hiểu biết về toán học tính toán nâng cao và mật mã (toán học mặt trăng theo Vitalik Buterin).

zkSNARKS đang được sử dụng

Do zkSNARK có tác động quan trọng như vậy đối với tiền điện tử, chúng đã được sử dụng trên một số chuỗi và đang được các chuỗi khác xem xét. Đáng chú ý nhất, chúng đã được phổ biến để sử dụng trong Giao thức Zcash.

Zcash là một trong những loại tiền điện tử phổ biến nhất trên thế giới với vốn hóa thị trường hiện tại là 4.3 tỷ đô la. Cũng đã có một số fork Zcash và fork of fork. Ví dụ: bạn có Zclassic là một nhánh của Zcash. Zclassic cũng đã sinh ra hai trong số các đồng tiền được chia riêng của mình trong ZenCash và Bitcoin riêng tư. Cả hai chuỗi này đều sử dụng zkSNARK cho các giao dịch được bảo vệ của họ. Sau đó, cũng có tham vọng về loại tiền điện tử có giá trị thứ hai, Ethereum, để đưa zkSNARK vào giao thức của họ. Đây sẽ là một phần của bản nâng cấp Metropolis của họ sẽ bao gồm một số tính năng như Bằng chứng cổ phần.

Hỗ trợ zk-SNARK là một tính năng chính trong lộ trình ethereum

- Vitalik “Không cho đi ETH” Buterin (@VitalikButerin) 3 Tháng hai, 2017

Hiện tại, độ phức tạp tính toán liên quan đến việc tạo ra nhiều bằng chứng này là khá cao. Điều này hạn chế ứng dụng của chúng trong nhiều trường hợp sử dụng tiềm năng khác. Tuy nhiên, khi nhiều công việc được thực hiện hơn và sức mạnh tính toán ngày càng tiến bộ, chúng ta có thể sẽ thấy công nghệ tương tự trong một số ứng dụng phụ thuộc vào quyền riêng tư.

Những thách thức tiềm ẩn

Một trong những mối quan tâm quan trọng nhất về các blockchains không có kiến ​​thức là chúng phải dựa vào một “khóa chính” nhất định. Có một khóa chính đang hoạt động cho một chuỗi khối trị giá hàng tỷ đồng chắc chắn là một vấn đề lớn. Đây là một cái bóng vẫn còn tồn tại trên chuỗi khối Zcash kể từ khi thành lập. Mặc dù nhóm ZCash đã tuyên bố rằng họ đã phá hủy khóa chính trong buổi lễ Zcash của họ, nhưng luôn có nguy cơ nó có thể bị rò rỉ hoặc ai đó có bản sao. Tuy nhiên, có thể sớm có một giải pháp thay thế cho điều này dưới dạng một sự thích nghi độc đáo khác được gọi là “zkSTARK”. Ưu điểm chính của công nghệ này so với zkSNARKs là nó sẽ không phải dựa vào khóa chính hoặc mật mã khóa công khai. Tất cả những gì họ cần là một thuật toán đơn giản để hoạt động. zkSTARKs cũng có thể hiệu quả hơn nhiều về khả năng tính toán cần thiết để hoàn thành các chứng minh. Mặc dù vậy, công nghệ này vẫn còn sơ khai và vẫn đang được nghiên cứu bởi nhiều nhà mật mã học. Sẽ rất thú vị khi xem công nghệ phát triển như thế nào trong vài năm tới.

Kết luận

Bitcoin được phát triển vì một số lý do, một trong số đó là để trao lại quyền kiểm soát tài chính cá nhân cho các cá nhân. Quyền riêng tư của chủ sở hữu có thể là một trong những cân nhắc quan trọng nhất. Nhưng khi việc chấp nhận tiền điện tử ngày càng phát triển, thì chính phủ và các cơ quan có khả năng theo dõi tỉ mỉ các giao dịch này trên blockchain rất công khai.

Tuy nhiên, với công nghệ như zkSNARKs, các giao dịch như vậy sẽ được bảo vệ và các bên sẽ hoàn toàn ẩn danh. Ngoài ra còn có rất nhiều ứng dụng khác sẽ được hưởng lợi từ những tiến bộ công nghệ này. Mặc dù công nghệ vẫn còn mới và vẫn còn nhiều câu hỏi, nhưng người ta không thể làm giảm nhu cầu về một loại tiền điện tử thực sự riêng tư.

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