元宇宙:一文帶你讀懂零知識證明

原標題：科普 | 最強白話講懂零知識證明

零知識證明 zero-knowledge proofs，簡稱ZKPs，我們都知道區塊鏈本身的一個關鍵優勢就是透明性，但是在很多情況下，智能合約應用卻出于各種商業或法律原因需要保障數據隱私，比如傳入真實有效的數據來觸發智能合約執行，但這涉及到信息會有泄露的風險。如何避免這種情況的發生呢？零知識證明的出現很好地解決了這個問題。

零知識證明（Zero Knowledge Proof）的研究最早始于1985年，由MIT教授Shafi Goldwasser， Silvio Micali 和 密碼學大師Charles在《The Knowledge Complexity of Interactive Proof-Systems》論文中提出。正是這篇文章提出了 零知識證明 這個偉大概念，并逐步成為了現代密碼學理論的根基之一，而Shafi Goldwasser和Silvio Micali也于2012 年獲得了有“計算機界諾貝爾獎”之稱的圖靈獎。零知識證明系統所要完成的任務是「證明某一個事實并且不泄露知識」。這個過程就是零知識證明。

英格蘭銀行官員：數字英鎊CBDC不會可編程以避免政府控制的看法:金色財經報道，上周，英格蘭銀行 (?BofE ) 中央銀行數字貨幣 (?CBDC?) 部門高級經理 Katie Fortune建議，?數字英鎊將不包括政府啟用的可編程功能，以避免對政府過度擴張的誤解。 Katie Fortune表示，與數字歐元一樣，數字英鎊的核心不是可編程的，但可編程性仍然可以由私營部門實施。中間有私營部門層的兩層模型可以建立在 BofE 的基礎設施之上。這樣，與最終用戶打交道的將是私營公司。這將使英國銀行能夠在保持獨立性的同時支持創新。[2023/4/4 13:43:12]

聽起來還是有些晦澀難懂？講個簡單的例子：

一汽元宇宙電池監控專利公布:金色財經報道，天眼查App顯示，近日，中國第一汽車股份有限公司申請的“基于元宇宙的電池監控系統、電池及車輛”專利公布。摘要顯示，本發明監控系統包括：電池總成模塊、元宇宙電池模塊、映射模塊、沉浸體驗模塊。其中，元宇宙電池模塊包括虛擬系統層，虛擬系統層為仿真單元、游戲單元、陳列單元中的至少一個，仿真單元用于生成數字模型，游戲單元用于生成虛擬游戲，陳列單元用于生成數字陳列；映射模塊用于將待監控的電池總成模塊的電池信息映射至虛擬系統層中，以使虛擬系統層在元宇宙虛擬場景內對電池總成模塊進行可視化顯示；沉浸體驗模塊用于使用戶通過人機接口進入元宇宙虛擬場景內對可視化顯示后的電池總成模塊執行預置操作。本申請的技術方案，解決了現有技術中的電池監控系統監測時直觀性差的問題。[2022/12/27 22:10:39]

阿里巴巴的故事想必大家都聽過，有一天，劫匪抓住了阿里巴巴，拷問他想要得到進入山洞的咒語，但是聰明的阿里巴巴知道，如果把咒語告訴了劫匪，那么他也就徹底沒有了價值，肯定會將他殺掉，死活不說，那么也會殺掉他，于是他想到一個好辦法，即能不泄露咒語，又能讓劫匪相信他知道咒語。

Aave社區關于將Aave V3部署至zkSync 2.0測試網的提案投票已獲通過:11月3日消息，Aave社區關于將AaveV3部署至zkSync 2.0測試網的提案以99.98%的投票支持率獲得通過，Aave V3將部署至zkSync 2.0測試網上。該提案由zkSync開發公司Matter Labs提出，旨在支持Aave的多鏈使命并擴展跨鏈體驗。[2022/11/3 12:11:39]

阿里巴巴說：“你們離我一箭遠，然后用弓箭指著我，當你們舉右手我會念咒語打開石門，當你們舉左手我會念咒語關上石門，如果我逃跑或沒有做到，證明我不知道咒語，你們可以一箭殺掉我。”劫匪同意了這個提議，多次嘗試后阿里巴巴都成功按照指示讓石門打開或關上了，但是由于有一定距離，他們聽不清楚咒語到底是什么，就這樣，阿里巴巴沒有透露任何消息就向劫匪證明了他的真實性。

這個例子非常簡單，雖然只是零知識證明機制簡單的概念演示，真正的零知識證明運用的是密碼學，在不透露數據的情況下證明數據的存在。總而言之，要創建零知識證明，驗證者（劫匪）需要讓證明者（阿里巴巴）執行一系列操作，而證明者只有在得知底層信息的情況下才能正確執行。如果證明者亂蒙一個結果，那么驗證者極有可能在驗證中發現并證明他的錯誤。那么零知識證明應用在區塊鏈中有哪些價值呢？

自從這個概念被提出來后，人們就將其應用到了各個領域，比如身份認證系統、存證系統、數據共享、水印檢測，密鑰交換等等，在隱私數據越來越受到大家關注的今天，零知識證明在隱私數據保護的應用中大放異彩：

保護隱私數據：日常生活中，比如只想證明考生及格了，但不想透露具體考了多少分；買保險的時候，只想證明自己沒有心臟病，卻不想暴露病例的所有信息，不管是哪種信息，都可以把不想暴露的部分換成一個很像隨機數字的零知識證明，能夠證明數據真實可信。

身份認證：在使用網站時，用戶可以向網站證明他擁有私鑰，或者知道某個只有自己才知道的答案，網站不用知道密鑰，但可以通過零知識證明確認用戶身份，通過去中心化存儲，服務器可以向用戶證明數據被妥善保存下來且不被泄露。

計算壓縮與區塊鏈擴容：在傳統的區塊架構中，同樣的計算被重復多次，比如簽名校驗，交易的合法性校驗，智能合約執行等一些其他的地方，因為有了計算的證明，同一個計算就不需要多次重復了，計算過程可以被零知識技術證明壓縮。

由此，零知識證明真正解決了「數據的信任」，實現了「隱私數據的保護」，也讓區塊鏈真正實現了「信任機器」這一構想。

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