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Yuanshan  

一文读懂零知识证明区块链

摘要:零知识技术是密码学的一个分支,可以为许多Layer 1区块链项目解决扩容和隐私问题。区块链可以利用零知识证明技术提升交易吞吐量,在验证用户身份的同时保护用户数据隐私,实现复杂的计算,并让企业既可以利用区块链技术又能保护自身知识产权。在上述所有应用场景中,零知识证明都是不可或缺的关键技术。什么是零知

一文读懂零知识证明区块链-iNFTnews

零专业知识理论是密码算法的一个支系,能够为很多Layer 1区块链新项目处理扩充和隐私泄露。区块链能够利用零知识证明技术升级交易货运量,在检验客户身份与此同时维护客户数据安全,完成繁杂的测算,并使企业既能利用区块链技术性又可以保护本身专利权。在相关全部应用领域中,零知识证明都是不可缺少的核心技术。

什么叫零知识证明(ZKP)?零知识证明能够让消费者在没有透露信息前提下证明自己清楚或有着信息内容。“证明者”(prover)会利用某一系统软件输入数据来建立证明,而“验证者”(verifier)往往会认证这一证明的数值,但是却没法获知信息内容具体内容。最主要的是,零知识证明能够认证某一数据的有效性,并维护数据安全。

本文讨论零知识证明解决方案技术优势;区块链新项目怎样利用zkSNARK和zkSTARK等零知识证明技术性协助开发人员打造出高端的dApp,要为Web3完成扩充的同时还维护个人信息安全;及其Chainlink的信赖降到最低服务项目怎样协助这种协议书提高区块链技术水准、稳定性及安全。

为何要采用零知识证明技术性搭建互联网?

零知识技术能让开发人员既可以利用以太币等最底层区块链安全性,又可为dApp提升交易货运量和速率,并将客户私人信息放到链下,以保障个人信息安全。交易将装包上传到链上,从而降低终端产品用户的维护成本。最后,新项目能够利用这个功能打造高端的dApp,不但在功能上可以和Web2系统软件匹敌,并且依然保持着Web3区块链技术的优点。

零知识证明计划方案VS Optimistic Rollup

optimistic rollup是一种Layer 2技术性,是当前热门的扩充计划方案。据分析网站L2Beat的统计分析,截至至2022年6月29日,optimistic rollup占以太币Layer 2互联网总锁单量74.3%,而零知识证明计划方案则占25.9%。

零专业知识扩充策略和optimistic rollup本质区别便是交易认证方式不同。optimistic rollup采用诈骗证明(fraud proof),只会在Layer 1区块链上裁定情况变动纠纷案件时候必须形成诈骗证明;而零专业知识技术规范则在每一批交易装包上传到链上的时候都会公布有效性证明(validity proof)。换句话说,采用零知识证明的协议书始终是高效的情况,而成本则是为了花大量的gas费在底层区块链上认证有效性证明。

但是,将zk-rollup与链下数据信息融合能有效提升gas费。这类更有效率的零专业知识技术规范包含“validium”和“volition”。这种计划方案还可以在不表露数据安全前提下证明状态下的有效性。这也有助于提高公有链在公司的应用,公司可以更好的维护用户信息和公司机密。

零知识技术策略和optimistic rollup还有一个区别,那便是资金效率。在optimistic rollup中,交易终结和提款的要求周期时间是一周;但在零知识技术计划中,用户可在约10分钟之内提款。

要知道想要了解更多关于optimistic rollup和零专业知识协议书的差别,请查看下列短视频。视频里,来源于Offchain Labs、Polygon Hermez、Matter Labs、Metis DAO及其Optimism的责任人一同探讨了以太币Layer 2的未来前景:https://youtu.be/t-SQQmLhepY

不同种类的零专业知识技术规范

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Layer 2计划方案能够采用有效性证明或诈骗证明,并能将数据储存在链上或链下。

基础架构

zk-Rollup

zk-rollup会把几笔交易装包在一起,并分享到Layer1区块链上,并且还会公布一个认证测算有效性的证明。分享到链上的证明也被称为“有效性证明”。有效性证明分成SNARKs和STARKs两大类。一旦这种证明在底层区块链上获得了认证,zk-rollup的情况便会升级。

Validium

Validium融合了有效性证明和链下文件存储,以提高扩展性。有效性证明公布在底层区块链上,而信息则保存在链下。这将会大幅度提高货运量并降低gas费。

尽管Validium在效率扩展性层面远超zk-rollup,但却可能因为受到伤害造成数据信息不能用,或客户没法取下资产。但是这个数据可用性难题能通过PoS系统软件去解决,采用经济发展激励制度保证数据储存在多个连接点中,而且随时随地可以用。值得一提的是,网络攻击虽然也有很有可能中止交易,但是却不能直接盗取客户资产。

Volition

Volition融合了zk-rollup和validium,用户可随意选择使用zk-rollup或validium方案,这几种计划方案分享同一个情况根(state root)。即便validium被攻破,zk-rollup上资金也仍然十分安全。

因而,组织想要付款更高花费来获得zk-rollup的安全防范措施,而普通用户则偏重于交易成本低的validium,二者在volition上能够无缝拼接互动。例如DEX中做市带来了几亿美元的流通性,因而都会选择zk-rollup;而股民持股比较小,因而都会选择validium。

有效性证明

SNARK

SNARK的全称为“zero-knowledge succinctnon-interactiveargument on knowledge”(汉语为“简约的非互动式零知识证明”)。这是一种数据加密证明,文档不大并且非常容易认证。它利用椭圆曲线形成一个数据加密证明,该椭圆曲线假定不能从一个公开发布基准点寻找任意椭圆曲线元素离散变量多数。椭圆曲线的核算成本小于STARK的哈希函数,因而SNARK协议书的gas成本较低。

STARK

STARK全称为“zero-knowledge scalabletransparentargument of knowledge”(中文是“零知识可扩展性、全透明专业知识证明”)。这类数据加密证明基本不必须证明者与验证者之间发生一切互动。STARKs对比SNARKs的较大优势是证明时长较短,并且比较容易拓展。此外,因为STARKs采用哈希函数,因而还可以抗量子科技进攻。

值得一提的是,STARKs的发明人是Eli Ben-Sasson,这人是StarkWare的创始人,这个团队也研发了StarkEx和StarkNet。

采用零知识技术的区块链新项目

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采用了零知识技术策略的区块链新项目。

采用zk-STARK项目

StarkEx

StarkEx 是以太币里的Layer 2扩充计划方案,采用STARK证明来检验自托管的交易,并在墙上开发设计交易和付款运用。根据StarkEx的新项目包含DeversiFi、Sorare和dYdX,目前已经实现了上亿笔交易以实现了几千亿美元交易额。 但是,StarkEx没法适用区块链智能合约作用,因而没法实现功能完善的dApp。

StarkNet

StarkNet 是一个通用平台,开发人员可以用StarkNet在以太币的zk-rollup上布署区块链智能合约。以太币流行的dApp Aave和Maker都打算在StarkNet上发布。值得关注的是,StarkEx的zk-rollup还可以在StarkNet上发布,以提升运用的扩展性。

为了能充足利用STARK在运算扩展性的优势,StarkWare研发了Cairo语言,这是一种高效率且图灵完备的计算机语言,专门用来建立STARK证明。这就意味着StarkWare必须开发文本、架构和其它专用工具来激话其开发人员绿色生态。

Immutable X

Immutable X是一个NFT服务平台,用以锻造和交易NFT和区块链。该网站应用StarkEx打造出专享的zk-rollup。Immutable X软件上NFT锻造和交易量超过上百万,而且即使在以太坊网络拥挤期间还能保持相对较低的成本费。

Immutable X将会在StarkNet上发布。有效性证明不容易立即分享到以太币上,而是直接分享到StarkNet上,然后根据StarkNet的rollup分享到以太币上。Immutable X能够利用StarkEx在StarkNet上发布应用链,为项目给予layer 3扩充计划方案。

采用zk-SNARK项目

Zcash

Zcash前身为ZeroCash。名字里的“zero”指应用零知识证明技术性来达到个人隐私交易。Zerocash是初期发生的数据加密项目之一,促进了零知识证明技术的应用行业内的运用。

Loopring

Loopring 是以太币里的DEX,适用订单簿交易,而且不代管客户财产。Loopring连接了Chainlink Price Feeds,服务项目几十万客户,交易量达到数十亿。

zkSync 1.0

zkSync 1.0是数字货币上的rollup。它和StarkEx一样,也支持区块链转帐和换取,但是不适用区块链智能合约。该合同由Matter Labs开发设计。

zkSync 2.0

zkSync 2.0与StarkNet一样,都是以太币的Layer 2扩充计划方案。采用了volition基础架构,能够适用区块链智能合约。zkSync采用zk-SNARK来检验交易,并采用PoS系统软件zkPorter来保证数据可用性。zkSync 2.0和StarkNet的关键差别除开有效性证明以外,也有前面一种能够适配EVM。1inch、Alchemix和Curve都方案在zkSync 2.0上发布。

ZigZag

ZigZag 是一个区块链技术交易服务平台,采用订单簿方式交易ERC-20区块链。比较之下,大部分DEX采用的基本都是全自动做市(AMM)方式。ZigZag的订单簿方式归功于zk-rollup强悍的扩展性。zkSync注册表文件中的所有区块链都能在ZigZag中交易。该协议书现阶段在zkSync 1.0上运作,但方案在zkSync 2.0和StarkNet上发布。

Mina

Mina 是轻量区块链,采用SNARKs建立容积最大的为22kb的区块链。新项目还可以在Mina上开发设计部署应用,并能够实现所有区块链智能合约作用。

零知识证明协议书怎样提高区块链技术水准、靠谱安全度

零知识证明协议书可以用Chainlink区块链技术的预言机服务提升安全防范措施以实现自动化技术。Web3绿色生态中的每个协议书可以用Chainlink信任降到最低服务来浏览一切外界API,并利用安全链下测算打造更好的应用。

零知识证明协议书可以用下列服务项目来提升dApp特性。

  • 精确的市场数据——Chainlink Price Feeds为DeFi经济发展服务保障,为区块链技术的稳定币、借贷合同及其交易平台及各种各样测试用例给予极为靠谱且精确的市场数据。
  • 可验证的随机数字——Chainlink VRF能够建立随机数字及其数据加密证明,并一起上传到链上开展认证。NFT服务平台能够利用随机数字,以公平公正可验证的形式锻造NFT。区块链手机游戏能够利用随机数字打造出无法预料的游戏感受。
  • 区块链智能合约自动化技术——Chainlink Keepers是区块链技术的交易自动化服务,会自动开启关键性的区块链智能合约作用,例如清算限价单交易、实行结算及其rebase通证等。
  • 储蓄金证明——Chainlink储蓄金证明能够根据数据加密客观事实全自动认证储备资产,为零知识证明协议书减少风险,提升透光性并防止DeFi系统性风险性。
  • 跨链通讯——跨链互用协议书(CCIP)为协议书给予通用开放标准,用以打造出安全跨链运用,在Web3世界里传送区块链、发送信息并开启互动。

 

汇总

零知识证明与最底层区块链和区块链技术的预言机互联网紧密结合,必然将有助于区块链行业转型,都将研发出扩展性和成本效益分析非常高的运用,并确保个人信息安全。

尽管其它的Layer 2解决方法可能为一些运用提供良好的基础架构,但是随着区块链行业飞速发展,zk-rollup、validium和volition必然将获取更多的普通用户与企业的热捧。

来源:Yuanshan

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