STAR:零知识证明将赋能扩容与隐私计算_Star Trek

2021年Vitalik曾在一篇文章中讲:

Perhapsthemostpowerfulcryptographictechnologytocomeoutofthelastdecadeisgeneralpurposesuccinctzeroknowledgeproofs,usuallycalledzk-SNARKs.(也许过去十年中最强大的密码技术是通用的简洁零知识证明zk-SNARKs。)

诚然,零知识证明在Crypto领域的两个非常重要的方向都发挥着关键性突破的作用,一个是Scalability,一个是Privacy。

零知识证明是指证明者能够在不向验证者提供超过陈述本身有效性信息的情况下,使验证者相信某个论断是正确/真实的。零知识证明机制转化成计算机程序语言后应用最广泛的技术有两个——zk-SNARK和zk-STARK。

zk-SNARK是零知识简洁的非交互知识论证,基本逻辑如下图:

PlayStation发明人称元宇宙毫无用途,马斯克点赞:金色财经报道,1月21日,尽管世界对 Web 3.0 越来越感兴趣,但索尼 Playstation 发明人 Ken Kutaragi 最近在接受彭博社采访时表达了对虚拟世界和 VR 耳机的反对,他表示:“现实世界非常重要,但元宇宙却在虚拟世界中制作准真实的世界,我看不出这样做的意义。耳机会将你与现实世界隔离开来,我不能同意这一点,耳机很烦人。你宁愿做一个精致的化身,也不愿做真正的自己?这与匿名留言板网站本质上没有什么不同。”对于此言论,特斯拉首席执行官伊隆·马斯克今天在推特上回应称:“伟大的智慧”。[2022/1/21 9:04:21]

zk-SNARK实现不透露具体信息的情况下,证明事件的正确/真实的最朴素的方法是:基于可信初始设置,在各项数据位于合法范围的情况下,证明“输入”=“输出”。

zk-STARK是零知识可扩展的透明知识论证,基本逻辑本质上和zk-SNARK相同:

Upbit:WeMade稳定币WEMIX被数字资产交易所联合协会标记为投资警告:10月27日消息,韩国加密交易所Upbit发布公告称,韩国游戏巨头WeMade推出的稳定币WEMIX已被数字资产交易所联合协会(DAXA)标记为投资警告。原因为提交给包括Upbit在内的DAXA成员公司的代币分配计划信息存在差异,并已确认未向投资者提供有关不准确流通信息的清晰及时的信息。因此,Upbit认定WEMIX流通计划信息的可靠性存在问题。在指定投资警告后的两周内,Upbit将对数字资产进行详细审查,以确定最终是否支持。[2022/10/27 11:48:44]

zk-STARK与zk-SNARK相比较,各有优劣:

初始可信设置:zk-SNARK需要,zk-STARK不需要;

证明数据大小:zk-SNARK的证明大小约为288字节,zk-STARK稍微大些几百KB;

成本:zk-STARK比zk-SNARK更低;

证明过程速度:zk-STARK比zk-SNARK的证明过程更快。

Strix Levithan首席信息官质疑PlanB提出的S2F模型:加密货币分析师PlanB于去年3月提出了Stock-to-Flow(S2F)模型,用于预测比特币价格。该模型是基于稀缺资产(如黄金、白银以及比特币)的价值与它们的稀缺性密切相关的观点。据PlanB估计,比特币和黄金和白银一样稀缺,唯一不同的是它是一种数字资产,这使得它在我们的时代更加珍贵。从模型分析来看,比特币的价格似乎更有可能在未来攀升,甚至可以达到10万美元的价格。

然而Strix Levithan首席信息官Nico Cordeiro对此提出了质疑。在6月30日发布的一份报告中,他对黄金稀缺性与价格之间关系的基本假设提出了质疑,称其为“变色龙模型(A Chameleon Model)”。另一个反对该模型的观点是,它假设比特币的价格到2045年将达到2350亿美元——在Cordeiro看来,这完全没有道理。实际上,该模型可以完美地用于基准测试,但是它缺乏使其完全可靠的具体因素。而基于该模型得出的不切实际的价格预测已经引起了业界专家的大量质疑。(Zycrypto)[2020/7/2]

Crypto领域近年来的两大刚需——以太坊网络扩容和隐私保护,恰恰都可以通过零知识证明技术来解决。

Findora将基于腾讯云提供零知识分类帐产品“zkLDB”:7月2日消息,去中心化金融公链项目Findora宣布与腾讯云建立合作关系,Findora将很快基于腾讯云提供零知识分类帐产品“zkLDB”。该产品将支持加密交易(encryptedtransaction)和资产发行、处理、验证和存储。Findora的zkLDB还包含一套完整的合规隐私保护审核工具。另外,腾讯和Findora将合作提供多种API和SDK,以满足银行、投资管理和游戏等行业的需求。

注:Findora是一个基于密码学的金融公链,由计算机密码学专家和美国斯坦福大学校产基金首席执行官组建,旨在支持众多应用,包括开放式银行、资产证券化、交易和点对点贷款。不仅为企业提供数据隐私服务,同时允许审计以符合财务规则。(MarketWatch)[2020/7/2]

zk在扩容方面的应用

动态 | 德勤在其企业区块链产品中增加了零知识证明隐私技术:据Coindesk消息,专业服务巨头德勤(Deloitte)在其企业区块链产品Eduscrypt平台中增加了零知识证明隐私技术。德勤在近日官方活动时宣布与以色列的零知识证明专家QEDIT合作,帮助用户通过区块链技术方式分享自己获得的证书和资格数据。[2019/10/29]

将零知识证明用于以太坊扩容领域的公司最初主要有两家,一家是MatterLabs,一家是StarkWare。前者推出了zkSync,后者推出了StarkNet、StarkEx。这几个项目都是当前Layer2领域的佼佼者,备受资方和市场关注。

StarkWare

StarkWare是基于零知识证明推出的Validium类型的以太坊Layer2扩容方案,并基于此方案推出了StarkNet和StarkEx。Validium的机制与zkRollup非常相似,唯一的区别是zkRollup中的数据可用性在链上,而Validium将其保持在链下,这样使得Validium可以实现更高的吞吐量。

既然将数据放在链下处理,那么必然在数据上链过程中的流程非常重要,zk-STARK数据上链流程如下:

1000笔交易发送给zk-STARK;

zk-STARK作为证明者,生成一个证明;

节点作为验证者读取证明、更新链上数据。

证明生成阶段

所以,zk-STARK的核心逻辑是允许区块链将计算转移到单个链下STARK证明者,然后使用链上STARK验证器验证这些计算的完整性。

各种链上交易协议如果使用StarkWare的Validium扩容技术,它的交易费用会非常便宜。比如目前StarkEx托管了ImmutableX、Deversifi和Sorare等协议,从ImmutableX就可以感受到交易费用的便宜——在ImmutableX铸造和交易NFT的Gas费用均为0美元,就好像不是在链上玩似的……用过的人都会有这个感受。

zkSync

MatterLabs推出的zkSync扩容方案是基于零知识证明的zkRollup类以太坊Layer2扩容方案。

zkSync通过引入Validators和Guardians这两种角色来提升可扩展性:

Validators负责处理交易并打包区块,Validators需要质押代币,然后需要为交易提供一份交易零知识证明,证明交易过程都是正确的、没有舞弊。若Guardians发现作恶,则没收Validators的质押代币;若没有作恶则Validators将得到代币奖励。

在这个过程中,通过运用零知识证明,可以让Guardians不需要知道交易的具体内容,也能知道交易过程是正确的/真实的。基于这个逻辑可以将很多交易过程放在Layer2链上处理,而将正确结果反馈到Layer1以太坊链上,从而实现以太坊网络可扩展性的提升。

当然,现在MatterLabs正在推动zkSync2.0,在技术上又有很大的更新。一方面zkSync2.0引入了zkEVM,它将可以把以太坊智能合约部署在zkRollup上。另一方面zkSync2.0将采用Volitions的技术方案,Volitions相当于包含了zkRollup和Validium,可以同时支持ZKRollup和Validium或其他组合模式的多种数据可用性模式。将选择权交还给用户,用户可以选择具体在哪种模式下交易。在ZKRollup模式下,所有数据都在链上提交,状态更新的有效性由零知识证明来保证;在Validium模式下,数据被保存在链下,只有最新状态以及该状态有效性证明在链上提交。

总而言之,零知识证明类的技术方案已经成为以太坊网络扩容方面的最主流方案。

zk在隐私方面的应用

零知识证明用于隐私方面,具体又分为交易隐私和数据隐私。

交易隐私方面基本上是使用zk-SNARK以及基于zk-SNARK的衍生技术。这部分不再赘述。核心工作流程就是:

设置一个可信初始设置,以保证系统的初始安全;

设置一个范围证明,以防止环绕攻击;

检查inputnote=outputnote,以确保UTXO的正确性。

零知识证明除了用于交易隐私保护,也可以用于数据隐私保护。比如你的年龄,通过零知识证明机制,你可以不需要提供具体的身份信息,只需要通过简单的零知识证明算法——比如证明你的年龄大于等于18周岁,即可证明你已经成年,具备参与某项活动的权利——通过这种方式既可以实现数据隐私保护,也可以证明你具备某些资格。

零知识证明在未来的链上声誉证明方面可能也会有很多应用场景。比如现在的链上信用问题,核心难点在于尚未建立个人链上身份体系。链上身份不好建立的原因最少有两点:

第一,现实身份的证明工具不适合作为链上身份证明。链上钱包与现实身份并不具备一一对应关系,而且一定程度上讲现实身份的证明工具在Crypto领域里也不适合作为身份证明,一方面很多Crypto的资产持有者不愿意透露个人的身份信息,另一方面即使DeFi协议掌握了违约用户的个人身份信息,在很多国家和地区USDT等Token的权益是不受法律保护的,要这身份证明对于违约的追责没有用。

第二,链上用户不愿意泄露过多个人资产方面的隐私。要给每个链上用户打信用分,就需要掌握用户的各个方面的链上资产和链上行为的信息。但是很多用户不愿意让别人知道自己有哪些地址,做了哪些交易……之类的信息。但若要给链上用户一个合理的信用分,却又需要尽可能多掌握用户信息。所以,在链上声誉、链上信用方面,可能也需要零知识证明的赋能。

总而言之,零知识证明在扩容和隐私方面的应用是当前行业发展的明牌趋势。

来源:金色财经

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