Технология блокчейн произвела революцию в различных отраслях и позволила проводить безопасные и прозрачные транзакции без необходимости участия посредников. Несмотря на преобразующее воздействие, включение реальных данных в блокчейн-системы остается неразрешимой проблемой. Оракулы играют ключевую посредническую роль в этом процессе, бесперебойно соединяя блокчейны с внешними источниками данных. Однако традиционные оракулы часто полагаются на доверенные третьи стороны, что вызывает опасения по поводу надежности и безопасности.

Поэтому появилось новое и многообещающее решение — ZK Oracle. Для решения этих задач он использует возможности доказательств с нулевым разглашением (ZKP). Этот инновационный подход умело сочетает преимущества ZKP и оракулов, обеспечивая более высокий уровень конфиденциальности данных в сфере блокчейна.

Что такое оракул?

Оракулы выступают в качестве надежных внешних поставщиков информации, предоставляя цепочке информацию из нескольких баз данных, включая цены токенов, активность транзакций, балансы кошельков и т. д. Оракулы предоставляют интерфейс прикладного программирования (API), который позволяет выполнять вычисления на основе реальных событий и данных. Короче говоря, оракулы собирают, запрашивают, проверяют и подтверждают данные из нескольких источников и передают их в смарт-контракты.

Однако традиционные сети оракулов, такие как Chainlink или The Graph, обычно полагаются на механизм ставок, требующий от узлов предоставления активов для участия. Этот подход имеет свои неотъемлемые ограничения, особенно с точки зрения доверия и подверженности манипуляциям.

Именно здесь в игру вступают оракулы ZK, и ожидается, что благодаря инновационной интеграции ZKP произойдет революция в эффективности и надежности оракулов.

Так что же такое оракул ZK?

ZK Oracle (сокращение от Zero-Knowledge Oracle) умело интегрирует ZKP со смарт-контрактами для создания гибкого решения как в сети, так и вне ее. Этот инновационный подход повышает эффективность и безопасность оракулов в экосистеме блокчейна и обеспечивает экономически эффективные вычисления и хранение вне блокчейна.

Для решения проблем традиционных оракулов оракулы ZK предлагают несколько решений:

1. Построить автономную сеть.

2. Улучшить безопасность базового уровня.

3. Примите модель доверия «1 из N», чтобы гарантировать функциональность системы, пока хотя бы один узел работает так, как ожидается.

4. Усилить децентрализацию.

5. Эффективно распределяйте вычислительную мощность, чтобы минимизировать потери.

Существенным преимуществом оракулов ZK является то, что они защищают конфиденциальность данных, обеспечивая при этом целостность и подлинность передаваемой информации. В отличие от традиционных оракулов, которые публично транслируют данные в блокчейн, оракулы ZK обладают уникальными преимуществами, предоставляя доказательства данных, не раскрывая сами данные. Это делает его особенно полезным в приложениях, требующих тщательного баланса между прозрачностью и конфиденциальностью.

Архитектура ZK Oracle

По словам Гу и Наваба, архитектура оракула ZK включает в себя следующие уникальные компоненты:

1. Источники данных: эти объекты собирают или генерируют необработанные данные из различных источников (например, устройств Интернета вещей) и служат отправной точкой для вычислительного процесса.

2. Оффчейн-проверщики: эти объекты получают необработанные данные из источников данных и выполняют вычисления. Используя вычисления zk-SNARK (краткий неинтерактивный аргумент знания с нулевым разглашением), они генерируют доказательства, подтверждающие их вычисления.

3. Потребители: взаимодействуют с блокчейном посредством смарт-контрактов. Потребители отправляют запросы на чтение и запись. Для принятия обоснованных решений они полагаются на данные и доказательства, предоставленные сторонними экспертами.

4. Смарт-контракт: отвечает за проверку и ведение сводки, связанной с результатами расчетов и данными подтверждения ZK. Смарт-контракт обеспечивает целостность доказательства ZK. Они также применяют штрафные санкции в случае обнаружения недействительных доказательств.

Ускорение генерации доказательств ZK с использованием усовершенствованных алгоритмов пакетной обработки

Гу и Наваб предложили алгоритм пакетной обработки для ускорения генерации доказательств ZK, который использует как горизонтальные, так и вертикальные методы пакетной обработки. Горизонтальное пакетирование объединяет несколько доказательств в одно доказательство, тогда как вертикальное пакетирование объединяет схожие вычисления в единое доказательство. Эти стратегии значительно повышают эффективность генерации zk-доказательств, обеспечивая повышение производительности до 550 раз по сравнению со стандартными методами.

Области практического применения

ZK Oracle продемонстрировал свою универсальность в различных областях, используя следующие конкретные приложения:

1. Ценовые потоки: в приложениях DeFi оракулы ZK упрощают работу с ценовыми потоками, устраняя необходимость в постоянных обновлениях и дорогостоящем хранении в блокчейне.

2. Безопасный источник данных: ZK Oracle предоставляет безопасный способ получения источников данных от несотрудничающих сторон. Например, пользователь может создать доказательство с нулевым разглашением своего банковского баланса, не раскрывая конфиденциальную информацию. Это используется в качестве обеспечения для получения кредитов в децентрализованном финансовом секторе, повышая доверие к финансовым транзакциям.

3. Конфиденциальная система голосования: оракулы ZK могут применяться в системах конфиденциального голосования для достижения проверяемых результатов без раскрытия индивидуальных голосов.

4. Аутентификация: В сценарии аутентификации ZK Oracle обеспечивает ценную поддержку аутентификации. Они проверяют личность пользователей, не раскрывая сложных деталей их записей, обеспечивая подход, ориентированный на безопасность и конфиденциальность.

5. Системы цепочки поставок: оракулы ZK облегчают проверку подлинности продукции, не раскрывая конфиденциальную информацию. Это приложение обеспечивает доверие и прозрачность в процессе цепочки поставок.

Обзор создания проекта ZK Oracle

Гипер Оракул

Hyper Oracle занимается созданием специализированной сети оракулов ZK для блокчейна Ethereum. Система эффективно извлекает данные из каждого блока Ethereum, использует zkPoS для извлечения и использует программируемые zkGraphs на базе zkWASM для обработки данных. Принятый подход обеспечивает безопасные и требующие минимального доверия вычисления вне блокчейна с помощью технологии ZK. Этот инновационный подход не только создает возможность масштабирования смарт-контрактов Ethereum, но и дает им возможность решать сложные задачи, такие как автоматизация и машинное обучение.

Мина Протокол

(0)1Labs, как партнер экосистемы Mina Protocol, активно создает оракул ZK. Уникальность оракула ZK от Mina заключается в его уникальной двухэтапной модели выполнения, координируемой zkApps. Начальные шаги включают офчейн-проверку, подтверждающую наличие определенной информации и завершенных вычислений. Такая проверка вне сети позволяет выполнять локальные вычисления на отдельных машинах.

Возьмем в качестве примера источники информации о ценах: пользователи могут гибко запрашивать несколько доверенных API, рассчитывать средние цены и выполнять сложные операции вне цепочки блоков. С помощью оракула ZK пользователи могут запрашивать цены без уплаты каких-либо комиссий до тех пор, пока не будет достигнут желаемый результат. Выполнение в цепочке происходит только после достижения желаемых результатов, что приводит к более оптимизированной и экономически эффективной архитектуре. Эта уникальная двухэтапная модель выполнения, присущая только оракулам ZK на Mina, обеспечивает мощный способ безопасного и эффективного взаимодействия с данными вне сети.

Фонд Нил

В августе 2023 года компания Lido Finance, пионер в области стейкинга ликвидности, объявила о важном плане. Компания сообщила, что будет использовать грант Lido для финансирования Nil Foundation, компании по исследованиям и разработкам Ethereum, для разработки оракулов ZK. Явной целью этого стратегического сотрудничества является внедрение проверок бухгалтерской отчетности Lido Finance, сводящих к минимуму необходимость доверия, что в конечном итоге повысит ликвидность Lido Finance. Примечательно, что доказательства, вычисленные оракулом ZK, будут подписываться непосредственно из виртуальной машины Ethereum (EVM) с использованием Proof Market, недавно запущенного интерфейса шлюза, который обеспечивает доказуемую компоновку вычислений во всех приложениях EVM, что является значительным достижением в этой области.

Будущее ZK Oracles

По мере появления оракулов ZK в сфере оракулов все еще существуют некоторые проблемы, которые необходимо решить. Сложность взаимодействия источников, узлов и пользователей, участвующих в трехстороннем протоколе рукопожатия, требует дальнейших исследований и разработок для оптимизации системы. Некоторые команды, такие как Mina, активно работают над решением этих проблем, но это займет время.

Благодаря уникальным преимуществам и широкому спектру сценариев применения ZK Oracle находится в авангарде революционных блокчейн-систем. Они обладают потенциалом для поддержки не требующих доверия и децентрализованных приложений, которые полагаются на точные и проверяемые данные вне сети, что является значительным шагом вперед в технологии блокчейна. Разработка ZK Oracle не только представляет собой инновацию, но и меняет наше понимание и взаимодействие с системами блокчейна.