今年,零知识证明(zk-proofs)正在成为推动去中心化生态系统创新的最有效的加密工具。
Zk-proofs 最初是由计算机科学研究人员 Shari Goldwassser、Silvio Micali 和 Charles Rackoff 在他们 1985 年的论文中提出的: 交互式证明系统的知识复杂性。以太坊社区(区块链领先的智能合约生态系统)的开发人员、系统架构师和研究人员在过去三年的大部分时间里都在发挥他们的创造力来开发解决方案,更常见的是临时解决方案。他们的目标是弥补区块链的两个明显缺陷:大规模高效运营的能力,以及明确保护用户隐私的能力。
在这两个特权上,以太坊最优秀和最聪明的头脑已经聚集在零知识协议及其多功能实现上,以构建图灵完备的区块链基础设施的下一个迭代。
追求吞吐量
zk-proof 描述了一种机制,通过该机制,一方可以向另一方证明给定的陈述是真实的,而无需透露任何其他信息,尤其是陈述本身的内容。虽然更直接地适用于以隐私为中心的场景——最著名的是 2016 年推出的 Zcash,这是一种使用 zks 来屏蔽交易的隐私币——但 zk 证明在以太坊疯狂寻找可扩展性解决方案(可以开放其一系列的可扩展性解决方案)中已经占据了重要地位。面向大众市场的革命性 DeFi 和 NFT 应用。
根据中本聪白皮书,区块链的开发有一个目的:通过形成一个抗审查的、没有单点故障的去中心化系统来规避权威。尽管去中心化在系统架构上是一项巨大的壮举,但它并不是没有代价的。在去中心化系统中,交换、存储和验证信息的过程是在相互依赖的设备、软件和人员之间进行的。也就是说,它们是极高的系统 知识复杂度.
与集中式系统原生的简化流程不同,知识复杂性必然会降低网络效率,减慢交易时间并增加用户的交易成本。
由于 2017 年加密猫惨败以太坊作为区块链固有的可扩展性困境的典范,一直受到加密货币领域的关注。作为去中心化应用程序和用户的行业领导者,以太坊的知识复杂性将其交易吞吐量限制在每秒微不足道的 12 笔交易——天气好的时候为 XNUMX 笔。
为了解决这个问题,整个生态系统的开发团队提出了各种初步解决方案:状态通道,与 EVM 不兼容,需要用户身份和预先资本锁定; Plasma,一个不太方便的子链网络,也缺乏 EVM 兼容性;侧链,独立于以太坊主链的安全性运行;分片,一种共识修改,其属性和交付日期已经发生动摇,并以一种让人想起破碎的政治竞选承诺的方式演变。
Zks 以 Zk-Rollups 的形式保留在框架中,这是一种采用 zkSNARK 技术通过 Merkle Trees 整合链下交易并通过单个交易将其发布到以太坊主链的机制,这是一种进行链下计算的高效模型并使用主链专门用于数据存储。尽管 Zk-Rollups 是目前最好的技术解决方案,但它尚未兼容 EVM,只能充当支付渠道。 DeFi 应用程序必须保持在链上,直到汇总可以支持智能合约执行。
乐观主义汇总
在支持 DeFi 的竞赛中,以太坊开发团队 Optimism 率先发布了 Optimistic Rollups,这是一个与 EVM 兼容的 Rollup 链,可用于一键 dApp 部署,而且所有这些都没有单一的 zk-proof。只有一个问题:Optimism 的 Rollup 依赖欺诈证明在链上发布分组交易,从而要求用户容忍主链提款的争议时间延迟(DTD),通常长达一周以上。但凭借在线可组合性,乐观仍然是最好的选择。
直到最近几个月,Matter Labs 发布了 zkSync v2:一个功能齐全、与 EVM 兼容的 Zk-Rollup,它采用了具有短 DTD 的计算合理的有效性证明。随着 v2 解决了 EVM 兼容性问题,zkSync 及其不到十分钟的主链提现现在优于 Optimism,后者的 OVM 仍然依赖于长时间的 DTD 来确认提现交易。
随着注意力和开发人员资源继续向零知识领域迁移,现实变得清晰:根据架构师的选择,zk-proofs 是为具有以下特征的系统设计的: 知识复杂度高,并且最适合解决区块链生态系统及其采用路径面临的许多计算困境。
完整循环:将隐私保留在其所属的地方
凭借 DeFi 的概念,以太坊已经确立了其作为区块链创新首选中心的地位。复杂的应用程序(例如构成加密货币 DeFi 领域的应用程序)需要状态保存,因此需要以太坊的图灵完备性和基于帐户的交易模型。与此同时,以隐私为中心的应用程序在具有 UTXO 交易模型的区块链上运行,其中包括账户余额在内的全局状态由更高级别的抽象处理,例如钱包应用程序和区块浏览器。
到目前为止,为了将隐私引入 DeFi,开发人员已经决定将 DeFi 引入隐私,要么构建独立的 UTXO 区块链,要么构建远离以太坊令人畏惧的公共主链的高度中心化且不透明的第 2 层模型。
直到 2019 年 XNUMX 月,以太坊第一个链上机密代币标准才在 Aztec Protocol 中构思出来。 EIP-1724。 Aztec 提议利用 zkSNARKs 在以太坊上生成私人代币,尽管 需要可信设置 分发私钥。此外,为 Aztec 的 zk 代币赋予隐私的整个混淆过程都发生在第 2 层上。 Aztec 的第 2 层构造是一个出色的富有远见的模型,首次为以太坊带来了隐私。但与可扩展性相反,隐私的基本要求是它必须存在于第一层——没有“如果”、“与”或桥梁。
可信设置
Aztec 推出一年后,Offshift 团队在以太坊上提交了一项开创性的 Layer 1 PriFi 解决方案,计划于 1 年第一季度推出。该团队的模型采用 Bulletproof zks,与 SNARK 不同,它不需要任何可信设置的元素,并且完全有效在第 2022 层上。为了解决以太坊基于账户的交易模型,Offshift 协议以加密承诺的形式发布 zkAssets,这些承诺在 UTXO 模型中的以太坊地址之间交换,从而允许 PriFi 应用程序在不离开第 1 层的情况下从以太坊的图灵完整性中受益。
尽管完全是独特的挑战,但高效的可扩展性和难以渗透的隐私最好通过专为去中心化系统(即具有极高知识复杂性的系统)设计的计算工具来解决。
Goldwasser、Macali 和 Rackoff 在他们 1985 年的论文中提前数十年明确表示:“知识复杂性有助于证明或反驳加密协议的正确性,因为这些协议基于某些私人信息的保密性,并且应该保留这种保密性。 ”
然后他们诗意地指出:“某些信息的隐私性使我们比对手更具优势。”
Alex Shipp 首席战略官 换挡,一个PriFi(私人DeFi)衍生品平台。
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