科普丨零知识证明在区块链中的应用
来源: 头等仓 时间: 2018-12-20 13:16:38
摘要: 什么是零知识证明?什么是sk-Snarks?为什么区块链世界可应用?

前言:什么是零知识证明?什么是sk-Snarks?为什么区块链世界可应用?本文作者Lukas Schor,本文来源于medium.com,由头等仓“Mavis”翻译。

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零知识证明由于能在区块链应用中增强隐私性和安全性的潜力,最近引起了人们的关注。这一概念本身并不新鲜,因为解密者多年来一直在研究零知识证明,但这项技术直到现在才有机会重新定义在线隐私的概念。本文将解释零知识证明的基本原理,以及如何在区块链中应用。

什么是零知识证明?

零知识的概念在1985年由麻省理工学院的研究人员Shafi Goldwasser、Silvio Micali和Charles Rackoff在他们的论文《交互证明系统的知识复杂性》中首次提出:

“零知识协议是一种方法,其中一方(验证方)可以向另一方(验证方)证明某件事是真的,除了该特定声明是真的以外,不透露任何信息。”

换言之, 零知识证明让你验证事务的真实性,而不会揭示你如何知道真相或与验证者分享这个事务的内容。该原理基于一种算法,该算法将一些数据作为输入并返回“true”或“false”。

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零知识证明的应用必须满足三个要求:

完整性:如果输入为真,则零知识证明总是返回'true'
完备性:如果输入为假,则无法欺骗零知识证明返回'true'

隐私性:任何其他方都无法获取输入

零知识证明如何工作?

零知识证明过程的最佳解释方式是使用非数字示例,这远没有零知识证明的复杂性,但很好地解释了工作原理。

假设有一个盲人和两个球,一个黑色和一个白色。 然后,你向盲人证明这些球确实具有不同的颜色,而不会泄露每个球的各个颜色。

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为此,你要求盲人将两个球隐藏在桌子下面并带一个球给你看。然后,他将球隐藏在桌子下,然后再展示相同的或另一个。因此,你通过告诉盲人是否改变了球,来向他证明颜色是不同的。

显然,对方可能认为你只是运气好,还没有完全相信两个球的颜色确实不同。零知识证明通过反复验证来解决。每一轮后,你通过纯粹的运气始终保持正确的概率就会减少一半。所以5轮,1 / 32的机会成功伪装。10轮的概率是1024分之一,20轮的概率是100万分之一。通过这种方式达到所需的任何概率水平的证明,尽管绝对的确定性永远无法实现。

当然,实际的零知识证明并不涉及球,而是证明任何类型数据的有效性。这包括财务资料(交易)或个人资料(密码、姓名等)。

zk-Snarks是什么?

无意中发现了“zk-Snarks”这个词,这是由Nir Bitansky, Ran Canetti, Alessandro Chiesa & Eran Tromer在2012年提出的,描述了零知识技术的一种特殊变体。zk- SNARKS引入了许多创新,使得可在区块链中使用。最重要的是,zk-Snarks减少了证明的大小和验证它们所需的计算工作量。

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零知识证明的区块链应用

零知识协议支持在分布式区块链网络上转移资产,并具有完全的隐私性。常规的区块链交易,当资产从一方发送到另一方时,该交易的详细信息对网络中每一方都可见。相反,零知识证明交易中,其他人只知道发生了有效的交易,而不知道发送方、接收方、资产类别和数量。花费的身份和金额可以隐藏起来,并且可以避免诸如“抢先”之类的问题。

基于区块链的系统使用零知识证明最突出的是ZCash,它也是第一个实现zk-Snarks的加密货币。此后,其他区块链系统也加入了零知识证明,以便在保护用户/交易隐私的同时验证。其中最著名的可能是以太坊,它实现了zk-Snarks作为拜占庭升级的一部分。

消费者重新享有数据控制权

我们的客户Nuggets将零知识更进一步发展,并以多种方式使用零知识存储改善个人数据的隐私,而不仅仅是支付。

信任是业务往来的基础。做生意,无论在网上还是在现实世界中,我们需要知道和谁打交道,他们是否会履行承诺。问题是这以牺牲隐私为代价。为了判断某人是否值得信任,要了解他们是什么样的人,获取个人数据甚至信用卡号码。

有了这个,人们可能在无需透露个人信息的情况下达成金融协议、创建在线账户或验证身份。

让消费者重新掌握了他们的个人数据。然而,这也很方便。零售商(如第三大在线零售商京东)不依赖个人数据做生意。在即将出台的欧洲数据保护法规GDPR的背景下,这一点尤为重要。该法规规定,如果一家公司不遵守,将最高被处以相当于其总收入4%的罚款。

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