Zero Knowledge Proof: введение в техпроцесс
Приватность и безопасность в онлайн-мире становятся все более актуальными, особенно в контексте расширенного использования блокчейн-технологии. Zero-Knowledge Proofs (ZKP) – это инновационный подход в области криптографии, который позволяет доказать верность утверждения, не раскрывая само утверждение. В этой статье мы подробно рассмотрим сущность Zero-Knowledge Proofs, их принципы работы и основные компоненты.
1. Определение Zero-Knowledge Proofs
Zero-Knowledge Proofs – это математические протоколы, которые позволяют одной стороне (подтверждающей) убедить другую сторону (проверяющую) в верности определенного утверждения, не раскрывая информацию, подтверждающую это утверждение.
Суть в том, что при проведении такого доказательства подтверждающая сторона демонстрирует знание конкретной информации, не раскрывая саму эту информацию. Таким образом, Zero-Knowledge Proofs обеспечивают "нулевое знание" о том, что подтверждается.
2. Зачем нам нужны Zero-Knowledge Proofs?
Zero-Knowledge Proofs представляют собой революцию в области криптографии и информационной безопасности. Для лучшего понимания их ценности, давайте рассмотрим основные сценарии, где они оказывают значительное воздействие:
2.1 Приватность и безопасность идентичности
В современном мире передача и подтверждение личной информации, такой как гражданство, может повлечь за собой риски утечки этой конфиденциальной информации. Zero-Knowledge Proofs позволяют доказывать принадлежность к определенной группе (например, гражданам страны) без раскрытия самих деталей (например, номера паспорта).
2.2 Аутентификация без раскрытия личных данных
При взаимодействии с онлайн-сервисами часто требуется аутентификация пользователя, что может потребовать предоставления личных данных. Zero-Knowledge Proofs позволяют сгенерировать доказательство аутентичности без раскрытия деталей личности, таких как имена, адреса или даже даты рождения.
2.3 Обеспечение конфиденциальности в транзакциях
В контексте криптовалют транзакции часто сталкиваются с проблемой отслеживаемости. Zero-Knowledge Proofs применяются для создания анонимных платежей, где детали транзакции, такие как отправитель, получатель и сумма, могут оставаться скрытыми.
3. Как работают Zero-Knowledge Proofs?
Основа функционирования Zero-Knowledge Proofs лежит в математических алгоритмах. Далее мы рассмотрим основные критерии, которым должны соответствовать эти алгоритмы.
3.1 Полнота
Полнота означает, что если утверждение верно, то Zero-Knowledge Proofs всегда возвращают "true". Это гарантирует, что при верном утверждении и честном взаимодействии сторон, доказательство всегда будет принято.
3.2 Надежность
Надежность заключается в том, что неверное утверждение теоретически не может быть принято как верное. То есть, подтверждающая сторона не может сфальсифицировать утверждение.
3.3 Нулевое знание
Нулевое Знание – ключевой аспект. Это означает, что проверяющая сторона не узнает ничего, кроме факта верности утверждения. Никакие дополнительные детали или данные не раскрываются.
4. Структура Zero-Knowledge Proofs
Zero-Knowledge Proofs имеют общую структуру, которая включает в себя следующие элементы:
Свидетель – это информация или данные, которые подтверждающая сторона использует для демонстрации знания о верности утверждения. Это может быть, например, секретный ключ или другая конфиденциальная информация.
Испытание представляет собой вызов проверяющей стороны к подтверждающей для демонстрации свидетельства.
Ответ – это информация, предоставленная подтверждающей стороной в ответ на испытание. Это доказательство знания свидетельства.
5. Виды Zero-Knowledge Proofs
Существует несколько видов Zero-Knowledge Proofs, каждый из которых подходит для определенных сценариев использования. Наиболее распространенные из них ZK-SNARKs и ZK-STARKs.
5.1 ZK-SNARKs
ZK-SNARKs (Zero-Knowledge Succinct Non-Interactive Argument of Knowledge) предоставляют краткое и неинтерактивное доказательство знания. Они эффективны в сценариях, где важна компактность доказательства.
Рассмотрим основные аспекты ZK-SNARKs:
Эффективность в использовании пространства – ключевая характеристика ZK-SNARKs. Доказательство этого типа Zero-Knowledge Proofs является кратким, что делает их идеальными для сценариев, где важна компактность, например, в блокчейне.
В процессе взаимодействия между подтверждающей и проверяющей сторонами ZK-SNARKs не требуют дополнительных раундов обмена сообщениями. Это улучшает эффективность в различных приложениях, таких как криптовалютные транзакции, где время играет ключевую роль.
ZK-SNARKs обеспечивают доказательство того, что подтверждающая сторона обладает конкретным знанием, не раскрывая само это знание. Это свойство позволяет использовать ZK-SNARKs для обеспечения анонимности и приватности в различных контекстах.
5.2 ZK-STARKs
ZK-STARKs (Zero-Knowledge Scalable Transparent Argument of Knowledge) являются более масштабируемыми и прозрачными по сравнению с ZK-SNARKs. Они подходят для более сложных задач.
Рассмотрим основные черты ZK-STARKs:
Одной из ключевых особенностей ZK-STARKs является их способность эффективно масштабироваться для решения более сложных задач. Это делает их подходящими для применения в сценариях, где требуется обработка больших объемов данных.
ZK-STARKs обеспечивают прозрачность доказательств, что означает их легкость в аудите и верификации. Это важно в контексте блокчейна и финансовых инструментов, где прозрачность является ключевым фактором.
ZK-STARKs обладают высоким уровнем безопасности, что делает их подходящими для решения сложных задач в области криптографии и кибербезопасности.
Zero-Knowledge Proofs широко применяются в блокчейне для обеспечения приватности, анонимности и безопасности транзакций. В следующей статье мы более подробно рассмотрим каждый из аспектов Zero-Knowledge Proofs, начиная с их математических основ и заканчивая применением в конкретных блокчейн-сценариях.
Присоединиться к комьюнити Aleo на пути создания действительно безопасного интернета с помощью ZKP можно здесь: http://discord.gg/Aleo