Что такое доказательство с нулевым разглашением?

В мире Web3 эта технология играет всё более значимую роль, повышая уровень конфиденциальности и безопасности. Ряд блокчейнов первого уровня добавляют ZKP-роллапы или ZKEVM.

Понятное объяснение принципа работы

Представьте себе туннель с двумя входами A, B и закрытой дверью на кодовом замке. Вы знаете код и хотите продать его кому-то, кто хочет попасть в туннель. Чтобы доказать, что вы знаете код, достаточно пройти через туннель, не раскрывая сам код.

Принцип работы ZKP заключается в том, что одна сторона (доказывающая) может убедить другую сторону (проверяющую) в истинности утверждения, не раскрывая дополнительной информации. Это полезно, когда информация является конфиденциальной. При этом ни одна из сторон не может использовать доказательство для восстановления и просмотра исходной информации.

Продвинутый пример принципа работы ZKP

Представьте, что у вас есть друг, который не может отличить красный цвет от синего. У вас есть два шара: один красный и один синий. Однако ваш друг не верит, что шары можно отличить друг от друга. Вы хотите доказать, что они разного цвета, не раскрывая, что у вас красный и синий шары. На самом деле, вы вообще не хотите раскрывать какую-либо информацию о том, как вы их различаете.

Вы просите своего друга подержать два шарика за спиной, прежде чем он покажет один из них. Друг случайным образом с вероятностью 50 на 50 выбирает один из двух мячей, чтобы показать его вам, при этом он всегда будет знать, поменял ли он мяч.

Затем друг спросит вас какой из двух мячей он показал на этот раз, прежде чем подтвердить достоверность ответа. После правильного ответа у друга могут возникнуть подозрения, что вы просто угадали. Он попросит вас повторить это еще пять раз, что означает, что вероятность того, что вы правильно угадали каждый раз в ходе эксперимента, будет равна:

Вероятность кажется небольшой. Чтобы еще больше убедиться, вы и ваш друг повторяете процесс 15 раз. Тогда вероятность того, что вы случайно правильно угадаете, будут равны:

К этому моменту можно быть почти уверенным, что доказательство правдивости информации верное. Если повторить эксперимент бесконечное количество раз, вероятность того, что вы правильно случайно угадаете стремится к нулю.

Таким образом, вы доказали своему другу, что шары можно различить, хотя у вашего друга нет никаких знаний о том, как это делается. Однако он может принять этот факт с уверенностью.

Основные разработки

Одним из основных типов ZKP является zk-SNARK, который используется в DeFi-приложениях для обеспечения приватных транзакций, а также для кредитования со скрытой суммой. Еще одним важным направлением развития ZKP является повышение масштабирования и производительности сети с помощью zk-роллапов.

zk-SNARK

Технология zk-SNARK используется в Zcash. zk-SNARK также используются для безопасной аутентификации клиентов на серверах.

ZK-роллапы

ZK-роллапы обеспечивают баланс между масштабируемостью и безопасностью и подходят для крупномасштабных систем с низкими задержками.

Примеры применения ZKP

ZKP могут выполнять следующие задачи:

Цифровая идентификация личности

ZKP могут использоваться для проверки личности пользователей без раскрытия каких-либо конфиденциальных персональных данных. Это может быть полезно в цифровых системах голосования, для участия в которых необходимо подтвердить личность, сохранив анонимность.

Конфиденциальные транзакции

ZKP помогает производить транзакции с сохранением конфиденциальности. DApp от Manta Network MantaPay использует ZKP, чтобы пользователи могли совершать транзакции на DEX без раскрытия личности или деталей транзакции. Подобным образом пользователи могут использовать платформу для совершения сделок, сохраняя конфиденциальность.

Приватные транзакции

Zcash — криптовалюта, которая использует ZKP для осуществления приватных транзакций. Такие транзакции примечательны тем, что адреса отправителя и получателя, а также суммы транзакций скрыты от публичного блокчейна, благодаря чему обеспечивается дополнительная анонимность.

Токенизация и проверка прав собственности

ZKP могут использоваться для токенизации активов и проверки прав собственности на них. Владелец недвижимости может токенизировать ее, предоставить доказательство владения другой стороне, не раскрывая публично никакой подробной информации о самой собственности.

Соблюдение нормативных требований

В некоторых странах действуют строгие законы, касающиеся сбора и обмена финансовой информации, соблюдение которых затруднительно на DeFi-платформах. ZKP могут использоваться для передачи необходимой информации регулирующим органам конфиденциальным образом.

Перспективы развития ZKP

Технология ZKP приведет к внедрению новых технологических решений в будущем. Вот несколько направлений, связанных с ZKP, развитие которых стоит отслеживать:

Уровни кроссчейн-конфиденциальности

Так как Web3-экосистемы продолжают развиваться, активно растет потребность во взаимодействии между различными сетями. Уровни кроссчейн-конфиденциальности позволяют осуществлять транзакции в разных сетях, сохраняя конфиденциальность участников сделки.

zk-STARK

zk-STARK — масштабируемый прозрачный аргумент знания с нулевым разглашением — новый тип ZKP, который считается более эффективным и безопасным, чем zk-SNARK. Преимущество zk-STARK по сравнению с zk-SNARK заключается в быстрой проверке без необходимости предварительной доверительной настройки с третьей стороной.

Набор удобных инструментов

ZKP сложная технология, которая требует специфичных знаний, которые есть не у всех членов команды разработчиков. Поэтому разрабатываются удобные в использовании наборы инструментов ZKP, который способствуют упрощению использования технологии разработчиками разного уровня подготовки.

Кто уже внедрил ZKP?

Крупные проекты, внедрившие технологию ZKP в 2023 году, представляют широкий спектр приложений в различных отраслях. Вот несколько заметных примеров:

1. Криптовалюты и DeFi

1. Zcash (ZEC): Использует ZKP для полной конфиденциальности транзакций на блокчейне.
2. Monero (XMR): Основан на протоколе Ring Confidential Transactions, использующем ZKP.
3. Beam (BEAM): Разработан на протоколе Mimblewimble с ZKP для конфиденциальности транзакций.
4. Verge (XVG): Интегрирует протоколы TOR, I2P и ZKP для максимальной анонимности.
5. ZKSwap: Протокол второго уровня для Ethereum, обеспечивающий анонимность пользователей с помощью ZKP.
6. Aztec: Протокол для конфиденциальных финансовых транзакций в сети Ethereum.
7. Tornado Cash: Децентрализованный криптовалютный миксер, использующий ZKP.

2. Медицинские проекты

• MedCo: Платформа для медицинских исследований, использующая ZKP для защиты данных пациентов.
• MediLedger: Блокчейн-инициатива в фармацевтической индустрии, использующая ZKP для обмена информацией.
• Medicalchain: Блокчейн-проект для обмена медицинскими данными с применением ZKP.

3. ZK-роллап проекты

• Polygon, StarkNet/StarkEx, ZKSync, Loopring, Aztec/Aztec Network, Immutable X, Scroll, Fox/Fox Tech, Orbis, dYdX, Uniswap, AAVE, Curve, MakerDAO и Metamask являются ведущими проектами, использующими технологию ZK-роллапов.

Эти проекты демонстрируют разнообразие приложений ZKP от улучшения конфиденциальности и безопасности транзакций в криптовалютах и DeFi до обеспечения приватности в медицинских и исследовательских данных.

Ограничения ZKP

В заключение

ZKP активно набирает популярность благодаря своим уникальным свойствам: сохранению конфиденциальности и потенциалу к масштабированию. Более широкое применение этой технологии в Web3 принесет еще больше полезных и безопасных сервисов. ZKP очень полезна для создания DApp, которые будут более совершенными вместе с ней.