Як часто ви витрачали дорогоцінні хвилини, намагаючись здійснити транзакції в Ethereum, або витрачали багато газу ($), коли було занадто багато трафіку? Але не бійтеся. Є рішення для повільних транзакцій і високої вартості газу, запровадивши докази з нульовим знанням (ZKP).
історія
Концепція ZKP — це захоплююче застосування криптографії, яке дозволяє одній стороні довести іншій стороні, що твердження правдиве, не розкриваючи жодної додаткової інформації, окрім дійсності самого твердження.
Першу статтю, яка представляє концепцію ZKP, опублікували в 1985 році Шафі Голдвассер і Сільвіо Мікалі з Массачусетського технологічного інституту (MIT). Їхня стаття «Імовірнісне шифрування» продемонструвала, що можна довести конкретні властивості числа, не розкриваючи самого числа чи будь-якої додаткової інформації про нього. Це новаторське відкриття проклало шлях для розробки ZKP як критично важливого інструменту в сучасній криптографії.
Як це працює (ELI5)
Поняття: докази та верифікатори
У доказах з нульовим знанням основні ролі виконують перевіряльники та верифікатори. Метою перевіряючих є переконати перевіряючих, що вони володіють знаннями про певний секрет, не розкриваючи сам секрет. Верифікатори, у свою чергу, намагаються перевірити твердження перевіряючих, не дізнавшись секрету. Це робиться шляхом прохання перевіряючих виконувати завдання, які можна виконати, лише якщо вони володіють секретом. Найпростіший спосіб довести, що ви щось знаєте, не видаючи цього, можна показати за допомогою часто використовуваного «Де Волдо?» приклад.
Ви та ваш друг хочете знайти Волдо. Ви знаєте, де Волдо на зображенні, але ваш друг вам не вірить. Як довести своєму другові, що ви знаєте, де Волдо, не повідомляючи його місцезнаходження?
Ви берете масивний аркуш паперу, щоб закрити все зображення, і показуєте своєму другові зображення Волдо через виріз. Ви можете довести, що знаєте місцезнаходження Волдо, але ваш друг не дізнається, де знаходиться Волдо, оскільки точні координати Волдо відносно зображення йому все одно будуть невідомі.
Це проста аналогія ЗКП. Будь-хто, хто бачить Уолдо крізь отвір, має докази того, що Уолдо існує, і що перевірник знає, де він знаходиться, не видаючи жодної іншої інформації.
ЗКП в Blockchain
Хоча блокчейн приніс нам такі великі переваги, як прозорість, незмінність і децентралізація, у поточних публічних блокчейнів повністю відсутня будь-яка конфіденційність, яку іноді було б «приємно мати». Однак завдяки поєднанню ZKP із технологією блокчейн проекти тепер можуть швидше обробляти більше транзакцій, водночас зберігаючи дані користувачів у безпеці. Це також дозволяє виконувати складні обчислення без розкриття конфіденційних даних. ZKP надають гнучкість і вибір користувачам, які хочуть контролювати та свободу над своєю інформацією. Тому має сенс, що в поєднанні блокчейн і ZKP мають багаторазове використання.
Варіанти використання ЗКП:
ZKP підвищує конфіденційність користувачів, уникаючи розкриття особистої інформації в загальнодоступних блокчейнах.
ЗКП посилює безпеку інформації шляхом заміни неефективних методів аутентифікації. ZKP усуває багато недоліків, дозволяючи користувачам доводити право власності або доступ до даних, не розкриваючи конфіденційну інформацію.
ZKP збільшує пропускну здатність і масштабованість блокчейна. ZKP вирішує деякі проблеми масштабованості, пов’язані з технологією блокчейн, забезпечуючи швидші та безпечніші транзакції.
Приклади провідних проектів блокчейн на основі ZK
Ось деякі з найпопулярніших протоколів блокчейну, які використовують технологію ZK:
Децентралізоване сховище з використанням zk-SNARK
Filecoin: Filecoin є найбільшою розгорнутою мережею zk-SNARK на сьогоднішній день. Filecoin використовує SNARK як для підтвердження реплікації (PoRep), так і для підтвердження простору-часу (PoSt), які є основними криптографічними протоколами, від яких залежить мережа. Загалом Filecoin залучив 258,2 мільйона доларів США протягом 7 раундів. Їхнє останнє фінансування становило початкову пропозицію монет на суму 205,8 мільйона доларів. Токен FIL Filecoin зараз торгується за 7 доларів США, а його ринкова капіталізація становить 2,7 мільярда доларів. Сховище Filecoin працює, і розробники використовують API або бібліотеки для надсилання даних помічникам у сховищах. За лаштунками помічники зберігання отримують дані та керують основними процесами, щоб зберігати їх надійним і децентралізованим способом.
Проекти конфіденційності
Aztec Network: Aztec Network є першим приватним ZK-зведенням у мережі Ethereum. Це механізм конфіденційності, який DApps використовують для отримання доступу до конфіденційності та масштабованості. За 4 раунди Aztec зібрав 119,1 мільйона доларів США. Їхнє останнє фінансування склало 100 мільйонів доларів із раунду серії B під керівництвом A16z. Aztec Connect, який дозволяє користувачам взаємодіяти з Ethereum DeFi Dapps, працює в основній мережі Ethereum. Жетона для Aztec немає, але можливий airdrop.
Zk-зведення
Основна проблема, з якою стикається Ethereum, — це масштабованість. Це критична проблема, оскільки вона обмежує кількість людей, які можуть використовувати мережу, а також робить транзакції дорожчими через високий попит на мережеве сховище та обчислювальні ресурси.
Технологія Rollup набирає обертів швидкими темпами. Зведення — це смарт-контракти, які зменшують вимоги Ethereum до обчислювальної техніки та сховища для перевірки блоку транзакцій. Зведення робить це шляхом згортання купи транзакцій в одну; Завдання згорнутого смарт-контракту полягає в тому, щоб розібрати їх і перевірити всі ці перекази, що зберігаються в одній транзакції, перш ніж її буде надіслано як новий блок до Ethereum. Існує дві основні категорії зведених пакетів L2 – оптимістичні зведені (OP Rollups) і Zero-knowledge rollups (ZK-rollups).
Оптимістичний – припускає, що транзакції дійсні за замовчуванням, але потрібно буде повернути транзакції до 7 днів тому, якщо хтось зможе довести, що транзакція була недійсною.
ZK - запускає обчислення поза ланцюжком і надсилає доказ валідності в ланцюг. Він використовує вдосконалену криптографію, щоб довести відсутність шахрайства.
Існують складні компроміси між двома різновидами зведень.
ZK-зведення може значно збільшити пропускну здатність транзакцій Ethereum, зберігаючи безпеку та децентралізацію. Вони використовують два контракти, основний контракт і контракт верифікатора, а також віртуальну машину поза мережею для обробки пакетів транзакцій і перевірки доказів з нульовим знанням.
Правильність доказів дійсності в zk-rollups може бути гарантована математичним доказом без затримок у завершенні транзакції. Тому багато хто розглядає ZK-rollups як потенційне остаточне рішення для масштабування Ethereum.
zkSync: zkSync — це надійне рішення для масштабування та конфіденційності для Ethereum на основі ZK Roll-up, створене для забезпечення пропускної здатності Ethereum у масштабі VISA тисяч транзакцій за секунду, зберігаючи при цьому кошти в такій безпеці, як і в базових облікових записах L1, і підтримуючи високий ступінь стійкості до цензури. Компанія Matter Labs стоїть за zkSync. Загалом Matter Labs зібрала 458 мільйонів доларів. Їх останнім фінансуванням був раунд серії C на суму 200 мільйонів доларів під керівництвом Blockchain Capital. Публічна тестова мережа zkSync наразі працює. Токена zkSync немає, але ходять численні чутки про те, що буде скидання.
Polygon став одним із найвідоміших рішень для масштабування блокчейна. Polygon, спочатку відомий як бічний ланцюг Ethereum, перетворився на рішення для домашнього масштабування. За 8 раундів Polygon зібрав 451,5 млн доларів США. Їх останнім раундом був раунд серії D на суму 450 мільйонів доларів, який очолив Sequoia Capital. Ринкова капіталізація токена Matic компанії Polygon становить 11 мільярдів доларів США, а наразі торгується на рівні 1,22 долара США. Polygon став швейцарським армійським ножем для вирішення проблем масштабованості Ethereum. ZkEVM від Polygon – це децентралізоване рішення масштабованості Ethereum Layer 2, яке використовує криптографічні докази з нульовим знанням. Він планується запустити наприкінці цього березня і обіцяє запропонувати сумісне з Ethereum виконання смарт-контрактів з вищою швидкістю та нижчою ціною. Залишайтеся на зв'язку