什么是zkSNARK？ | 完整指南

随着越来越多的人拥抱 比特币 以及使其发挥作用的惊人技术，他们还发现了一些最重要的陷阱。 其中之一是完全匿名交易的概念。 尽管人们通常认为比特币是“匿名的”，但实际上实际上只是“假名”，因为每个比特币地址的交易都在公共场所进行跟踪。 blockchain。 但是，还有其他加密货币能够开发区块链，以在其协议中提供完全的隐私性。 一种这样的加密货币是 ZCash 它利用了一种革命性的隐私实现方式 zkSNARKs.

在这篇文章中，我们将介绍zkSNARK的基础知识，它们如何隐藏隐私以及它们将来如何发展。

零知识

zkSNARK是基于一种称为零知识证明的相对较新的加密原理。 在最初 学术论文 理论化了“零知识”协议，它们被定义为：

“零知识协议是一种方法，通过该方法，一方（证明者）可以向另一方（证明者）证明某件事是真实的，而无需透露任何信息，除非该特定陈述为事实。”

因此，从本质上讲，零知识证明可以使一个人证明自己知道某个秘密，而无需透露该秘密是什么。 这对许多情况有重要影响，在这些情况下，我们需要交换秘密，但不能完全信任我们向其发送信息的一方。

例如，考虑一下在线密码的工作方式。 当您在网站上插入密码时，该密码将发送到服务器并以哈希形式存储。 尽管哈希确实试图掩盖密码，但在有能力的黑客手中，哈希与纯文本一样危险。 因此，您向网站公开了一个秘密，并依靠该网站的可信度来保护它。 如果您可以通过解决一些密码证明来证明您对密码的了解，会不会更加安全？

这正是零知识证明的工作方式，它们在加密隐私协议中特别重要。 您希望能够向参与方证明与您进行交易的确实是确实将私钥持有到您的钱包，而没有实际揭示该私钥。 根据该理论，为了使零知识证明有效，它必须满足以下要求：

• 完整性： 如果输入为true，则证明将始终返回“ true”。
• 健全性： 如果输入为假，则不能欺骗零知识证明返回“ true”。
• 零知识： 验证者仅了解语句是否为真

现在，我们已经奠定了零知识证明的基础，让我们看一下如何将它们整合到zkSNARKS中。

zkSNARK和区块链

zkSNARKs扩展了零知识证明的数学理论，并允许它们以降低的计算复杂性在区块链中使用。 “ zkSNARKs”代表零知识简洁非交互式知识论点。 是的，这是一口，但是让我们逐字地分解一下。

• 零知识： 以上解释
• 简洁 可以很快验证
• 非互动： 可以从证明者向验证者发送单个消息的证明。 不需要来回消息。
• 知识论点： 证明者可以说服验证者该信息存在，并且他们是唯一可以访问该信息而不泄露该信息的人。

在常规交易中，当付款从一方发送给另一方时，该付款的详细信息对于网络上的所有节点都是可见的。 这包括交易的所有输入和输出，其中包含有关公共地址和金额的信息。 但是，对于零知识交易，一个人能够收集的唯一信息是交易已经发生。 没有有关发件人，收件人或金额的信息。 以下是关于零知识交易如何在区块链协议中工作的简单直观表示。

这些交易的另一个术语是“屏蔽交易”。 zkSNARK用于证明有效交易的条件已得到满足，而没有透露任何内容。 此交易的发送者将必须构造一个显示以下内容的证明：

• 输入值等于输出值
• 发件人确实可以控制钱包的私钥
• 私人支出密钥和交易签名之间存在加密链接。 这将消除第三方篡改交易的可能性。

当然，这是zkSNARKS和零知识证明背后的基本理论。 更深入的了解将需要对高级计算数学和密码学（根据 Vitalik Buterin).

zkSNARKS在使用中

鉴于zkSNARKs对加密货币具有如此重要的影响，它们已在许多链条中使用，并正在被其他链条考虑。 最值得注意的是，它们在 Zcash协议.

Zcash是世界上最受欢迎的加密货币之一， 目前的市值为4.3亿美元。 Zcash的叉子和叉子的叉子也很多。 例如，您有Zclassic，它是Zcash的分支。 Zclassic还产生了两个自己的分叉硬币 ZenCash 和 比特币私人。 这两个链均使用zkSNARK进行屏蔽交易。 然后，还有第二种最有价值的加密货币的野心， 以太坊 ，以将zkSNARK纳入其协议。 这将作为其Metropolis升级的一部分，其中包括许多功能，例如 验证的桩号.

zk-SNARK支持是以太坊路线图中的关键功能

— Vitalik“不放弃ETH” Buterin（@VitalikButerin） 2017 年 2 月 3 日

当前，生成许多这些证明所涉及的计算复杂度很高。 这限制了它们在许多其他潜在用例中的应用。 但是，随着与此相关的工作越来越多，计算能力不断提高，我们可能会在许多依赖隐私的应用程序中看到类似的技术。

潜在挑战

零知识区块链最重要的担忧之一是它们必须依赖某个“主密钥”。 拥有价值数十亿美元的区块链的主动主密钥无疑是一件大事。 自从Zcash区块链诞生以来，这一直是阴影。 尽管ZCash团队声称他们在其Zcash仪式中已销毁了万能钥匙，但始终存在它可能泄露或有人复制的风险。 但是，可能很快会有另一种替代形式，称为“ zkSTARK”。 与zkSNARKs相比，该技术的主要优点是它不必依赖主密钥或公用密钥加密。 他们所需要的只是一个简单的算法即可运行。 就完成证明所需的计算能力而言，zkSTARK的效率也可能更高。 但是，该技术尚处于起步阶段，许多密码学家仍在对其进行研究。 看看该技术在未来几年中如何发展将会很有趣。

结论

比特币的开发有多种原因，其中之一就是将个人财务控制权交还给个人。 持有人的隐私可能是另一个最重要的考虑因素。 但是随着加密货币采用率的增长，政府和机构能够在非常公开的区块链上精心跟踪这些交易的能力也越来越高。

但是，使用zkSNARKs之类的技术，此类交易将被屏蔽，并且各方将保持完全匿名。 这些技术的进步也将使很多其他应用受益。 尽管该技术仍然是新技术并且仍然存在问题，但是人们无法轻视对真正私有加密货币的需求。

资料来源：https://unhashed.com/cryptocurrency-coin-guides/what-are-zksnarks/