Tipi di prove a conoscenza zero: vantaggi e svantaggi

Punti chiave:
La prova a conoscenza zero è una tecnologia piena di potenziale di mining. Tuttavia, la sua applicazione è un'altra questione.
Esistono due tipi di dimostrazioni a conoscenza zero: interattive e non interattive.
Gli IZKP richiedono una verifica reciproca tra il dimostratore e un verificatore. Gli NIZKP non necessitano di interazione, il dimostratore crea prove autonome per chiarire il problema.
Le dimostrazioni a conoscenza zero e le sue applicazioni hanno ancora molto potenziale per la pratica. Non solo il metodo ma, a seconda della situazione, può applicare ogni tipo di ZKP.
Tuttavia, l'applicazione di questa tecnologia è la stessa? Insieme a Coincu, risponderemo a questo problema che potrai leggere nel seguente articolo.
Che cosa è la dimostrazione a conoscenza zero (ZKP)?
Con il costante progresso della tecnologia informatica nell'era digitale, possiamo facilmente archiviare, trasferire e analizzare una vasta quantità di dati personali e aziendali su Internet, sollevando preoccupazioni sui diritti. Anche la sicurezza dei dati e la privacy sono in aumento.
La dimostrazione a conoscenza zero è un tipo di crittografia. ZKP funziona sul principio per cui una parte che dimostra dimostra al verificatore che le informazioni che fornisce sono vere senza rivelare alcuna informazione reale.
Per le persone che richiedono controllo e indipendenza sulle proprie informazioni, ZKP offre sia flessibilità che scelta. Diversi casi d'uso saranno affrontati se la tecnologia blockchain e ZKP saranno combinati.
Tipi di dimostrazioni a conoscenza zero
Esistono due tipi di dimostrazioni a conoscenza zero: interattive e non interattive.
Le dimostrazioni interattive a conoscenza zero (IZKP) necessitano di una conversazione avanti e indietro tra un dimostratore e un verificatore in cui il dimostratore risponde alle richieste del verificatore. Questo impegno può avvenire di persona o tramite una rete come Internet. Sono necessarie diverse interazioni con il verificatore affinché il verificatore richieda ulteriori informazioni sull'asserzione che viene dimostrata. In ogni round, il dimostratore deve rispondere alla richiesta del verificatore.
Questo approccio di dimostrazione interattiva è possibile per alcuni problemi di grandi dimensioni, ma comporta problemi di tempo e costi computazionali e richiede la comunicazione da parte di tutti gli attori coinvolti.
Le dimostrazioni a conoscenza zero non interattive (NIZKP), d'altro canto, non necessitano di interazione tra il dimostratore e il verificatore. Invece, il dimostratore genera una singola prova autosufficiente che il verificatore può controllare in modo indipendente senza la necessità di ulteriori comunicazioni. Poiché il dimostratore e il verificatore non devono essere online contemporaneamente o scambiarsi molti messaggi, questo potrebbe essere più comodo ed efficiente delle dimostrazioni interattive.
Le dimostrazioni non interattive sono più rapide di quelle interattive e comportano meno elaborazione e comunicazione. Tuttavia, a volte potrebbe non essere un approccio fattibile, ad esempio quando sono necessarie informazioni extra per la dimostrazione o quando si dimostra una proposizione estremamente complicata.
La quantità di fiducia necessaria tra il dimostratore e il verificatore è una delle distinzioni fondamentali tra le dimostrazioni a conoscenza zero interattive e non interattive. In una dimostrazione interattiva, il verificatore deve fidarsi del dimostratore affinché segua il protocollo e risponda onestamente alle sue richieste. Al contrario, in una dimostrazione non interattiva, il verificatore non ha bisogno di fidarsi del dimostratore poiché può controllare in modo indipendente la dimostrazione senza dipendere da alcuna informazione fornita dal dimostratore.
Sia le dimostrazioni a conoscenza zero interattive che quelle non interattive presentano vantaggi e svantaggi e l'opzione ottimale per un caso particolare sarà determinata dalle esigenze e dai limiti.
Le dimostrazioni interattive possono essere più appropriate nei casi in cui sia il dimostratore che il verificatore sono online e possono conversare facilmente.
Le dimostrazioni non interattive, d'altro canto, possono essere più appropriate nei casi in cui il dimostratore e il verificatore non sono entrambi online contemporaneamente o l'affidabilità del dimostratore è discutibile. Infine, le dimostrazioni zero-knowledge interattive e non interattive sono spesso selezionate in base a sfide particolari e situazioni applicative.
Gli IZKP non possono essere implementati in modo estensivo
Uno dei tipi di dimostrazione a conoscenza zero più antichi, esplorati e ampiamente utilizzati è la dimostrazione a conoscenza zero interattiva. Ci saranno molti round di contatto tra il dimostratore e il verificatore durante questa procedura di dimostrazione.
Le interazioni tra i dimostratori e i verificatori sono necessarie per IZKP, il che potrebbe essere inefficiente e richiedere molto tempo. Per completare la dimostrazione, il dimostratore deve scambiare molti messaggi con il verificatore. Quando la velocità è fondamentale, come nel trading ad alta frequenza o nel processo decisionale in tempo reale, questo potrebbe essere un problema.
Ad esempio, devi entrare in un negozio per acquistare alcolici, ma non puoi verificare la tua età oltre al tuo aspetto quando il negoziante minorenne diventa sospettoso. Dovrai spiegare come puoi acquistare alcolici usando la voce narrante a questo punto.
IZKP presuppone che il dimostratore e il verificatore siano sinceri e non tenteranno di imbrogliare o alterare le prove. Questa ipotesi, tuttavia, non è sempre corretta e il dimostratore potrebbe tentare di ingannare il verificatore inviando segnali falsi o modificando le prove in qualche modo. Ciò potrebbe compromettere l'integrità della dimostrazione e diminuirne l'uso.
Per dirla in parole povere, non hai l'età per bere, ma stai ancora usando le parole per dimostrare il contrario. Se fosse così, sarebbe un disastro.
Pertanto, nonostante gli IZKP siano in grado di offrire un'eccellente garanzia di sicurezza e privacy, gli svantaggi sopra menzionati ne hanno limitato l'ampio utilizzo.
ZK-SNARK
ZK-SNARK sta per Zero-Knowledge Succinct Non-Interactive Knowledge Argument. Il protocollo ZK-SNARK ha le seguenti caratteristiche:
I verificatori con zero informazioni possono certificare la verità di un'affermazione senza sapere nient'altro al riguardo. L'unica cosa che il verificatore sa dell'affermazione è se è vera o falsa.
In una parola, la dimostrazione a conoscenza zero è più semplice della dimostrazione e può essere dimostrata rapidamente.
Le dimostrazioni non interattive si distinguono da quelle interattive perché i dimostratori e i verificatori comunicano una sola volta, a differenza delle dimostrazioni interattive, che comportano molti cicli di comunicazione.
Argomentazione: poiché le prove soddisfano il requisito di “razionalità”, la frode è molto improbabile.
(Di) Conoscenza: è difficile produrre una dimostrazione a conoscenza zero senza accesso a informazioni sensibili. Un dimostratore senza testimoni troverà molto difficile, se non impossibile, calcolare una dimostrazione a conoscenza zero valida.
Per usare la configurazione attendibile, l'utente deve fidarsi dei partecipanti che producono il parametro. Tuttavia, la creazione di ZK-STARK ha consentito la dimostrazione di protocolli che funzionano in contesti instabili.
ZK-STARK
Il termine ZK-STARK sta per Zero-Knowledge Scalable Transparent Argument of Knowledge. ZK-STARK è identico a ZK-SNARK, ma con le seguenti differenze:
Scalabile: quando la dimensione del testimone è maggiore, ZK-STARK genera e verifica le prove più rapidamente di ZK-SNARK. Utilizzando le prove STARK, i tempi di verifica e verifica aumentano solo minimamente all'aumentare del numero di testimoni (il tempo di verifica e verifica SNARK aumenta linearmente con la dimensione del testimone).
Trasparenza: invece di creare fiducia, ZK-STARK si affida alla randomizzazione verificabile pubblicamente per produrre parametri pubblici per la prova e la verifica. Di conseguenza, sono meno opachi di ZK-SNARK.
Gli ZK-STARK creano prove più grandi degli ZK-SNARK, il che implica costi di verifica maggiori. Tuttavia, in determinate circostanze (ad esempio, prove di enormi set di dati), gli ZK-STARK potrebbero essere più convenienti degli ZK-SNARK.
Conclusion
A differenza degli zkSNARK, gli zkSTARK si basano sul fondamento di dimostrazioni concise e interattive, il che implica che le dimostrazioni possono essere verificate rapidamente senza richiedere alcuna interazione tra il dimostratore e il verificatore. Di conseguenza, gli zkSTARK hanno maggiori vantaggi in termini di sicurezza e scalabilità.
Tuttavia, con il progredire della tecnologia, le tecnologie a prova di conoscenza zero continueranno a evolversi e a essere utilizzate.
Sebbene la blockchain offra decentralizzazione, trasparenza e molti altri vantaggi, utilizzare semplicemente indirizzi anziché identità non garantisce la privacy.
In termini di verifica della privacy e della sicurezza, la tecnologia zero-knowledge-proof offre un'ampia gamma di applicazioni. Sebbene non sia una tecnologia nuova, la sua applicazione alla crescita del settore blockchain ha ancora molte cose nuove da scoprire e mostrare tramite la pratica.
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Aroldo
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