要點：

  • ZeroSync 已經創建了一個功能原型，使用戶能夠驗證比特幣區塊鏈的當前狀態和交易歷史，而無需下載完整的鏈或依賴第三方。

  • 雖然原型可以驗證比特幣共識規則，但它無法驗證交易簽名。

  • ZeroSync 將中本聰的建議更進一步，使用加密證據來確認交易，而不僅僅是信任誠實的節點。

零知識證明（ZKP）在加密社羣中已經爭論了十多年。甚至中本聰也意識到它們是一種可能被利用的原語，並且早在 2010 年它們仍在發揮作用時就探索了將它們納入比特幣的概念。

如果比特幣實現了零知識證明，會發生什麼？如果無需下載區塊數據或依賴第三方即可快速檢查鏈的狀態，比特幣網絡將如何與用戶溝通？

ZeroSync 是一項新宣佈的計劃，正在引領比特幣概念驗證系統的創建。

瑞士非營利組織 ZeroSync 協會和比特幣基礎設施公司 Blockstream 宣佈，計劃通過 Blockstream 的衛星廣播比特幣零知識證明（一種已成爲今年最熱門的區塊鏈技術趨勢之一的加密技術），協助開發具有隱私性、互操作性和可擴展性等屬性的比特幣未來。

什麼是 ZeroSync？

三位德國計算機科學家在瑞士成立了 ZeroSync 協會，旨在通過使用零知識證明（zk-proofs）來幫助比特幣的擴展，這是一種有利於競爭鏈以太坊的加密方法。

零知識證明使用密碼學來顯示信息的有效性，而無需暴露信息本身。利用零知識證明來驗證比特幣區塊鏈，節點可以非常快速地同步，而不需要花費數小時（甚至數天）來下載鏈上當前的 500GB 數據。

ZeroSync 在今年 2 月構建了一個功能原型，使用戶無需下載完整鏈或依賴第三方即可驗證比特幣區塊鏈的狀態（誰現在擁有什麼）和交易歷史。

該原型能夠驗證比特幣共識規則，但不能驗證交易簽名。它也有點笨拙，必須調整速度和安全性，因此它尚未完全準備好迎接黃金時段，但關鍵是它能正常工作。

Geometry 和 StarkWare 是兩家密切致力於零知識隱私技術的公司，它們正在資助 ZeroSync 的開發。Aztec Network 前首席執行官 Tom Walton-Pocock 是 Geometry 的負責人。ZeroSync 的早期開發由一項研究經費資助。StarkWare 的開源項目 OnlyDust 也爲開發提供了資金。

在比特幣區塊鏈中，輕客戶端，也稱爲簡單支付驗證 (SPV) 節點，一直存在。事實上，中本聰在他的初始白皮書中描述了這一概念。對於無法下載完整區塊鏈的微型設備（例如手機）來說，這些至關重要。

ZeroSync 的證明系統

簡潔的零知識證明有望開啓區塊鏈可擴展性和隱私性的新時代。儘管以太坊社區正在投入大量技術努力來部署這項技術，但比特幣網絡尚未進行此類投資。因此，ZeroSync 成立的目的是首次將這些證明機制引入比特幣。

證明數百 TB 的區塊鏈歷史記錄需要耗費大量計算資源，但我們的簡化方法可以實現高度緊湊的證明。創建證明後，網絡中任意數量的節點都可以利用它來快速與網絡同步。無論鏈的長度如何，證明都是簡潔的。每個證明者都可以在挖掘新區塊時逐步擴展之前的鏈證明。

ZeroSync 致力於在比特幣區塊鏈上實現簡潔的 ZK 證明，使用 StarkWare 專有的零知識可擴展透明知識證明 (zk-STARK) 有效性證明爲比特幣網絡生成 ZK 證明，並且無需下載區塊數據或依賴第三方即可即時驗證區塊鏈的最新狀態。ZeroSync 還使用 StarkWare 的 Cairo 語言來構建比特幣證明。

證明系統有效地補充了比特幣的不可篡改性。它們使鏈能夠被壓縮並補充新的數據結構，例如 UTXO 集承諾，而無需任何共識修改。用戶可以選擇使用證明還是傳統的引導。在比特幣嚴格的基礎層之上，ZKP 系統提供了極大的靈活性，併爲研究提供了各種獨特的應用。

ZeroSync 如何在比特幣上實現？

ZeroSync 分三個階段提供鏈式證明：頭部鏈式證明、理論有效鏈式證明和完整鏈式證明，其中前兩個階段 ZeroSync 已經完成原型。

ZeroSync 團隊正在研究的第一個證據現在應該已經可用，它解決了區塊頭有效性問題。它驗證鏈中的每個區塊是否正確滿足當前的難度標準，並監控每個難度調整以確保每個區塊都符合正確的目標。這也將對簡單支付驗證 (SPV) 錢包架構產生重大影響。

主鏈證明僅檢查區塊頭、工作量證明和難度變化，並在所有區塊頭上增加 Merkle 樹，爲所有區塊和交易提供簡明的包含證明。它的特點是權重小、計算成本低。

第二個證明關注的是區塊內容的實際有效性，但是與 Bitcoin Core 的 Assume Valid 功能一樣，它並不驗證見證數據的有效性。

它將檢查和驗證交易大小限制、貨幣通脹規則和其他見證數據，但不能保證簽名、哈希鎖和其他見證數據是正確的。相反，此證明將使用 Utreexo 將在每個區塊高度建立的 UTXO 納入鏈的整體 ZKP 程序中。

最後，最終證明將同時使用區塊頭的 ZKP 和 Assume Valid 的 ZKP 來證明歷史鏈中每條見證數據的有效性。從技術上講，採用最終 ZeroSync 證明系統的節點將能夠使用單個證明和一組 UTXO 進行引導，默認情況下，該 UTXO 的驗證模型比 Bitcoin Core 更好。

比特幣的所有共識規則，包括簽名信息，都是通過全鏈證明來驗證的，因此證據會比較昂貴。

此外，ZeroSync 將發行開發者工具包，協助開發者將零知識證明融入到他們的業務或服務中。具體應用場景包括但不限於：比特幣交易所向其客戶披露支付能力，而無需披露具體餘額或交易歷史信息；證明可以轉換或過濾區塊鏈數據並創建索引以實現高效查詢；由於其可組合性，證明可以更輕鬆地進行擴展和定製；無或少信任的跨鏈互操作性等等；使用零知識或有支付出售證明數據。

總而言之，ZeroSync 不僅可以快速驗證鏈的狀態，而且理想情況下還將引領比特幣可擴展性、互操作性和隱私性的範式變革。當然，爲了開發生產級比特幣證明，在安全性改進和證明性能方面仍然存在障礙。

結論

ZeroSync 加速了將 ZKP 技術集成到比特幣主層的過程。在比特幣中，證明驗證器提供了許多重要的新功能，例如有效性彙總、無需信任的雙向掛鉤和完全的交易隱私。即使 ZKP 未包含在共識層中或未用於鎖定和使用比特幣，它們也有可能成爲比特幣的強大工具。

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