區塊鏈:盤點零知識證明代表性項目： 如何影響和塑造區塊鏈生態系統？

原文標題：《ZKP》

原文作者：PaulVeradittakit，PanteraCapital合伙人

原文編譯：Kyle

區塊鏈為安全和去中心化交易開辟了新途徑，為去中心化金融和數字身份服務等發展鋪平了道路。然而，盡管有這些發展，許多限制繼續阻礙區塊鏈和加密貨幣的更廣泛采用。以下是一些主要挑戰：

吞吐量：隨著區塊鏈和加密貨幣的普及，網絡變得越來越擁擠，導致交易時間變慢和費用增加。

安全：做出安全讓步以降低費用和成本，導致安全漏洞和黑客事件，使資金和技術聲譽面臨風險。

隱私：公共區塊鏈網絡上的交易對任何人都是可見的，這會暴露敏感的財務信息并給個人和企業帶來隱私問題。

零知識技術的發展已經成為解決這些問題的答案。這個想法最早出現在上世紀80年代后期，起源于計算機科學和密碼學。兩個人可以使用零知識獨立確認聲明的真實性，而無需透露任何進一步的信息。簡單來說，證明者可以通過簡單的證明向驗證者證明陳述的真實性，而無需透露底層細節。這項技術有可能顯著提高區塊鏈和加密貨幣交易的隱私性、安全性和可擴展性。

零知識證明必須遵循三個基本屬性：

完整性：如果一個陳述可驗證為真，則遵循既定協議的誠實驗證者將被誠實的證明者說服其真實性。

健全性：如果被證明的陳述是錯誤的，欺騙性的證明者不可能說服誠實的驗證者相信它的真實性，除非概率可以忽略不計。

零知識：如果該陳述被證明是真實的，驗證者將不會獲得超出該陳述所證明的任何額外知識。

讓我們通過一個簡單的場景更深入地研究這個問題。

假設您想購買房產并且需要申請抵押貸款。您必須發送需要與銀行核對的敏感信息，但您希望保密。此外，您不希望銀行在驗證完成后仍舊有權訪問數據。

投資盤點公司Deal Box成立風投公司以投資Web3技術:金色財經報道，基于區塊鏈的數字證券和投資盤點公司 Deal Box 成立 Deal Box Ventures，將向新興增長領域、房地產、FinTech、FunTech 和社會影響五個方面的 Web3 技術投資 1.25 億美元。 Deal Box 已經完成了對 Total Network Services、 Rypplzz 和 Forward-Edge AI 的初步戰略投資。[2023/1/18 11:19:29]

銀行將需要各種形式的文件來評估貸款申請，包括：

個人身份證明，例如駕照

財務穩定的收入驗證

雇主信息

居住證明

得益于零知識技術，貸款提供者可以在看不到這些信息的情況下驗證所有這些信息。相關文檔可以作為加密哈希發送，然后貸款提供者可以使用零知識證明方案對其進行驗證。借助這種方法，貸款提供者可以驗證數據的準確性，而不會危及申請人的機密性和隱私。此外，該過程可以重復進行，從而允許眾多供應商驗證信息，而不會危及其隱私。

ZK技術在加密領域的關鍵創新

對于加密貨幣，零知識技術是一種改變游戲規則的技術，可提供顯著的隱私和壓縮優勢。為確保隱私，零知識證明使用數學技術允許在不泄露實際數據的情況下驗證信息。此外，零知識證明通過在緊湊的證明中存儲大量信息來提供壓縮的好處。驗證所需數據量的減少提高了效率，這在存儲和處理能力受限的區塊鏈應用程序中尤為重要。該證明可用于驗證單次更新中的批量交易或狀態轉移。在這些應用程序中實施ZKP有助于保護敏感信息的安全和隱私，同時還通過減少驗證所需的數據量來提高效率。

ZK可以解鎖的行業

Zk解決幾個關鍵挑戰的潛力對于加密貨幣的增長和廣泛采用至關重要。讓我們仔細看看一些問題及其對行業發展的影響。

動態 | Cointelegraph盤點2019年最具活力和影響力的區塊鏈公司:Cointelegraph發文盤點2019年最具活力和影響力的區塊鏈公司，具體如下：

1. 加密貨幣托管和清算獲得動力：Gemini；

2. 去中心化穩定幣交易加速：Maker/DAI；

3. 游戲協議吸引主流興趣：TRON / WINk；

4. 利用不斷擴展的開發者社區：Ethereum；

5. 比特幣生態系統中的智能合約和DeFi：RSK；

6. 衍生品讓機構投資者的興趣達到頂峰：Bakkt；

7. 向加密生態系統添加資本市場功能：Binance；

8. 打開法幣閘門：Simplex；

9. 擴大對加密解決方案的訪問和認知：Coinbase；

10. 傳統支付公司利用加密技術并鼓勵采用：Skrill。[2020/2/10]

互操作性的安全性：互操作性在快節奏的DeFi世界中對于無縫交易和有效交易至關重要。另一方面，當前的解決方案經常遭受嚴重的延遲，這可能導致延遲和不可靠的交易。由于交易者必須能夠快速有效地下訂單，這會對用戶體驗產生重大影響。此外，當前的解決方案可能缺乏足夠的安全保護，使它們容易受到大型網絡攻擊和其他類型的利用。為了解決這些問題，新的解決方案必須提供低延遲、高安全性和去中心化，讓交易者能夠在DeFi生態系統中自信地運作。

可擴展性：如果加密貨幣要充分發揮其潛力，可擴展性是一個必須解決的基本問題。目前，最快的區塊鏈每秒只能處理幾百筆交易。這與達到全球規模并吸引數億人所需的可擴展性相去甚遠。可擴展性不僅由每秒交易數定義，還由訪問模式定義。如果人們想像使用互聯網一樣使用加密貨幣，它就需要更具可擴展性。

隱私：加密行業的許多人都關心他們的隱私。目前，去中心化金融(DeFi)中所做的一切對每個人都是可見的，這違反了基本的隱私規范。人們希望以安全和保密的方式進行交易，但DeFi現有的透明度使這具有挑戰性。難點在于找到一種技術來保證隱私，同時保持DeFi正常運行所需的可聽性。

動態 | 信通院盤點2018金融科技十大熱詞 區塊鏈在多個領域均有應用:據中國信通院官網消息，3月21日，中國信通院盤點2018金融科技十大熱詞。區塊鏈在保險科技、供應鏈金融、監管科技、數字金融反欺詐和支付科技等金融科技熱點均有應用。比如供應鏈金融方面，區塊鏈通過加密數據的交易確權、基于存證的交易真實證明、基于共享賬本的信用拆解和基于智能合約的執行等，能有效解決上述痛點，助力供應鏈金融的落地；支付科技方面，區塊鏈技術帶來支付變革，港版支付寶AlipayHK用戶通過區塊鏈技術向菲律賓錢包Gcash匯款也能像境內轉賬一樣實時到賬，7×24小時不間斷、省錢省事、安全透明，可謂重新定義了“跨境匯款”。[2019/3/21]

當前基于ZK的解決方案

以下是如何使用ZKP來解決各種問題的一些示例：

zk-Bridges：

zk-bridges正在改變我們對區塊鏈之間資產轉移的看法。這些網橋采用zk-SNARKs技術，無需中央委員會即可在多個區塊鏈網絡之間高效傳輸數據或資產。在這些系統中使用證明者來快速向區塊鏈證明給定的狀態轉換發生在另一個區塊鏈上。區塊鏈保留另一個區塊鏈上最新區塊的摘要，并且可以通過創建和發送一個zk-SNARK來同步新區塊，該zk-SNARK驗證另一個區塊鏈的尖端是否已從其先前狀態前進到當前狀態。使用ZK構建的橋也是邁向區塊鏈更具互操作性和無縫協作的未來的一步。

ZKRollups：

ZKRollups是加密貨幣世界中兩個基本問題的解決方案：隱私和可擴展性。ZKRollups的目的是創建一個設置，在該設置中，智能合約和交易可以在鏈下進行，同時保持鏈上交易的安全保證。這是通過使用零知識證明來實現的，零知識證明允許在不泄露任何潛在事實的情況下驗證計算。使用ZKRollups，所有交易都在鏈下匯集，然后通過單個ZKP進行驗證，然后提交到主要的以太坊網絡。與直接在鏈上處理交易相比，這大大降低了汽油費，并且顯著減輕了以太坊網絡的負擔。此外，ZKRollups通過支持私人合約和交易的開發解決了隱私問題。在使用ZKP進行驗證之前，這些私人交易被加密并與匯總中的其他交易聚合。正因為如此，ZKRollups適用于需要高度匿名性的應用程序，例如去中心化金融(DeFi)平臺和游戲。

動態 | 證券日報發布2018年區塊鏈行業焦點盤點:證券日報發布《2018年區塊鏈行業焦點盤點：亂象頻發幣圈狼藉監管筑籬》文章稱，很多人將此輪區塊鏈熱潮與20年前的互聯網泡沫相比。可以確定的是，區塊鏈“泡沫”一定有，但區塊鏈能否如互聯網般改造世界，尚難下定論。監管部門去年以來重拳出擊，規范資本市場“炒鏈”行為，嚴厲懲治ICO。從中央到地方，掀起防范以“區塊鏈”名義進行非法集資的高潮，不斷給區塊鏈“排瘦身”。而瘦身后的區塊鏈也正逐步回歸理性——幣圈蕭條，市場開始重新審視以比特幣為代表的加密數字貨幣的價值與意義；去蕪存菁，越來越多的企業沉下心轉向技術應用開發；人才成本也擠出“泡沫”，回歸同行業正常水平。[2019/1/4]

zkEVM：

零知識EVM是一個執行以太坊智能合約并使用零知識證明來確保其準確性的虛擬機。它是以太坊zkrollup擴展解決方案的一個組成部分，通過鏈下計算和存儲提高網絡吞吐量。zkEVM生成證明以確保正確執行字節碼訪問、讀寫操作和計算。它由三部分組成：執行引擎、證明生成和證明驗證。zkEVM很重要，因為它可以通過使用零知識證明檢查執行正確性并保護機密信息，為以太坊智能合約提供隱私和安全。這有助于在De-Fi、醫療保健、供應鏈等領域創建安全、注重隱私的去中心化應用程序(dApp)。

身份驗證：身份驗證是許多在線服務和應用程序的重要組成部分，但舊技術經常需要披露個人信息。ZK技術通過使用ZK證明在不提供任何信息的情況下確認一個人的身份，提供了一種新的、更安全的身份驗證方法。這為既定程序提供了一種更私密的替代方案，并為安全在線交易提供了新途徑。基于ZK的身份驗證系統特別有利于關注隱私和安全的組織和消費者，它們有可能徹底改變在線銀行、電子商務等行業。

ZKDEXs：

零知識去中心化交易所是一類新的、有前途的去中心化交易所，它使用零知識證明技術使用戶能夠以完全私密和安全的方式交易加密貨幣和其他數字資產。與在任何人都可以訪問和監控的公共分類賬上運行的傳統去中心化交易所不同，zkDEX允許用戶匿名進行交易，而無需披露有關他們自己或他們的交易的敏感信息。這種隱私保護功能是通過zk算法實現的，它使用戶能夠在不泄露任何額外信息的情況下證明其交易的有效性，并有助于減輕搶先交易等擔憂。除了隱私和安全優勢外，zkDEX還具有提高可擴展性和吞吐量的潛力，因為它們可以實現更高效的訂單匹配和結算。因此，zkDEX被視為中心化交易所的有前途的替代方案，提供了兩全其美的優勢——去中心化交易的安全性和隱私性以及中心化交易的效率和速度。

動態 | “區塊鏈”一詞入選“漢語盤點2018”國際詞解讀:人民網刊文《“漢語盤點2018”國際詞解讀》，“區塊鏈”一詞，與貿易摩擦、板門店、伊核協議等一起入選。文中稱， 2008 年首次提出區塊鏈概念以來，這項技術快速發展并在全球范圍內廣泛應用。在全球化、信息化和數字化時代，區塊鏈代表了一種新的技術發展方向，為推動世界經濟與國際合作提供了一個新的機會。[2018/12/11]

令人興奮的基礎設施/推動者

在當前零知識技術的蓬勃發展的基礎上，已經開發了多個創意項目來解決眾多行業和領域的各種困難。這些項目包括新穎的第2層解決方案、私人錢包、基于zk的跨鏈資產轉移、以隱私為中心的交易等，利用零知識密碼學來實現敏感信息的安全和秘密驗證。讓我們看一些示例項目：

Zcash：

Zcash是一個專注于隱私的去中心化支付網絡，它使用零知識證明(ZKP)在公共區塊鏈上安全和匿名地發送交易。這種加密機制使雙方能夠在不泄露底層數據的情況下驗證信息，從而使Zcash用戶能夠保護他們的財務隱私。該網絡提供兩種地址：可以在區塊鏈上監控的透明地址和完全加密且無法追蹤的屏蔽地址。用戶可以通過使用z地址確保他們的交易完全私密，使Zcash成為可訪問的最安全和機密的加密貨幣之一。該網絡隨著時間的推移而發展，具有HaloZKP等功能、屏蔽優先Zcash錢包的可用性以及不斷增長的機構支持。該網絡對ZKP的創造性使用使其成為隱私幣領域的領導者，并在珍視財務隱私的用戶中擁有忠實的追隨者。

StarkWare：

StarkWare是Pantera的投資組合公司，成立于2018年，旨在提高區塊鏈的可擴展性和隱私性。其旗艦產品StarkNet和StarkEx旨在通過利用zk-STARK證明技術的力量來解決當前區塊鏈系統的難題。StarkNet是基于以太坊的去中心化ZKrollup，它使用ZK-STARK證明方法來確認鏈下交易，從而減少以太坊網絡上的計算壓力。另一方面，StarkEx是StarkNet的中心化版本，專為DeFi交易應用創建。它取得了巨大的成功，鎖定總價值6.96億美元，累計交易額6350億美元，發行了6050萬個NFT。由于SharedProver技術，StarkNet和StarkEx都使用zk-rollups并由STARK證明驅動，允許執行低成本交易。此外，StarkWare的密碼學證明提供零知識、透明性、簡單性和后量子安全性，使其成為強大的區塊鏈選項。StarkWare的鼻祖EliBen-Sasson是著名的計算機科學教授，也是STARK證明的共同發明人。他還為ZCash做出了重要貢獻，增加了StarkWare團隊的專業知識。該項目已將UniswapV3納入其平臺，這是實現以太坊可擴展性和解決現有區塊鏈系統面臨的一些基本困難的重要一步。

Braavos：

Braavos是Pantera投資組合公司，是一個基于StarkNet的完整加密資產管理解決方案，StarkNet是第2層ZKRollup。它提供了一個基于智能合約的錢包，具有改進的安全性和用戶體驗功能。錢包由兩部分組成：應用程序和稱為賬戶抽象的鏈上賬戶智能合約。這使得可以在處理交易之前將任意邏輯應用于交易，從而增加安全性并改善用戶體驗。帳戶抽象可實現多調用、多因子身份驗證、帳戶細分、paymaster等功能。內置的HardwareSigner通過使用帳戶抽象和生物識別身份驗證來保護錢包并防止盜竊，從而使專用硬件錢包在所有實際用例中都已過時。憑借這些功能和先進的安全措施，Braavos打算讓任何尋求控制其加密貨幣獨立性的人都可以輕松無憂地使用加密貨幣。

SuccinctLabs：

SuccinctLabs正在開發一種無需信任的互操作性解決方案，該解決方案使用鏈上輕客戶端和zk-SNARK技術安全地連接以太坊和GnosisChain。該公司致力于實現無需許可的互操作性的未來，并利用共識證明創建了信任最小化的跨鏈橋。該協議使用鏈上輕客戶端在目標鏈的執行環境中驗證源鏈的共識，輕客戶端跟蹤每對通信鏈的區塊頭，并依賴底層L1鏈共識提供的經濟安全，而無需進行任何額外的信任假設。

Brine：

Brine是Pantera的投資組合公司，是一個獨一無二的DeFi平臺，可為加密貨幣交易者和投資者提供完整的解決方案。它在無風險、無gas、快速和低費用的環境中結合了交易、DeFi和現貨交易的優勢。該技術消除了信任、成本、速度、體驗和流動性之間的權衡，從而帶來更加無縫的用戶體驗。Brine受益于這項技術的可擴展性、安全性和可靠性，因為它建立在Starkware強大而安全的基礎設施之上。該平臺的匹配引擎具有600,000tps的容量，可以處理高交易量時段并提供即時訂單執行。這使其成為高速交易的絕佳場所。它是一個基于訂單簿的平臺，為買賣加密貨幣資產提供透明有序的市場。Brine為加密貨幣交易者和投資者提供了一個合理且易于獲得的替代方案，費用僅為交易價格的0.1%，并且沒有gas費。此外，該平臺的跨鏈功能使交易者能夠從單一儀表板管理他們的資金，從而更輕松地管理他們的投資組合并做出明智的交易決策。由于Starkware技術的額外安全性和可靠性，Brine定位為DeFi領域的顯著競爭對手。

Axiom：

加密可編程性的新進展使去信任計算成為可能，但實現它仍然是智能合約開發人員的障礙。Axiom通過為智能合約提供對所有鏈上數據的訪問權限以及通過三步過程對其進行復雜計算的能力來解決這個問題：讀取、計算和驗證。這會產生可由任何下游智能合約使用的ZK驗證輸出，從而產生更具表現力和更值得信賴的去中心化應用程序。它有許多潛在的應用，包括去中心化身份、去信任會計和安全投票。通過智能合約訪問所有鏈上數據和執行任意計算的能力，Axiom正在徹底改變區塊鏈擴展的方式，并為未來強大且值得信賴的去中心化應用程序鋪平道路。

Mina：

MinaProtocol是Pantera投資組合公司，是由O(1)Labs開發的強調安全性、可訪問性和去中心化的區塊鏈網絡。與其他區塊鏈不同，Mina采用「輕型」基礎架構，使用權益證明(PoS)共識和zk-SNARKs來降低網絡共識所需的計算能力。zk-SNARKs被用作區塊鏈摘要，包含基于元數據的區塊鏈有效性證明，這使得可以處理更小的數據大小并促進更民主和去中心化的網絡。MinaProtocol的小數據集大小允許用戶查看和驗證整個區塊鏈，并且還與去中心化應用程序(dApps)兼容，允許Snark驅動的應用程序或「Snapps」使用來自各種鏈的數據而無需泄露用戶信息。憑借其創新技術，MinaProtocol成為去中心化金融(DeFi)領域的重要競爭者，因為它安全地將現實世界的數據引入區塊鏈，并創造了革新各個行業的機會。

結論

零知識證明技術的發展正在推動區塊鏈業務取得重大進展。該系統解決了區塊鏈面臨的一些最緊迫的問題，包括可擴展性、隱私和安全性。由于ZK的應用，以太坊網絡可以處理更多交易，并且用戶數據受到加密保證的保護。這項技術的持續改進為區塊鏈的未來及其通過提供安全高效的解決方案顛覆行業的能力提供了巨大的希望。隨著時間的推移，看看ZK技術如何影響和塑造區塊鏈生態系統將會很有趣。

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