PRO:用程序員聽得懂的方式介紹零知識證明

本來想寫《用人話解釋零知識證明》，但是發現做不到，因為至今我也沒能用人話解釋區塊鏈原理，零知識證明比區塊鏈原理更抽象，網上的資料90%以上是關于這個算法的推導，但是對于90%以上的程序員來說，我們并不關心哈希算法的原理，我們只關心哈希算法怎么用。

首先，這是一個非常基礎的函數結構：

如果這個function是一個哈希算法，那么，輸入任意文件，就可以得到對應的哈希值。假設有這樣的一個情況，某個哈希值我們大家都知道了，想要知道是哪個文件，這個文件在你手上，你很興奮的說，文件找到了，大伙說好啊你把文件拿出來，我們算一下哈希，看能不能對上。這時候你就犯愁了，這是個機密文件，哪能說提供就提供的，咋辦？

Cosmos生態Agoric推出鑄造應用程序Vaults:6月28日消息，基于Cosmos的智能合約平臺Agoric正在推出基于Inter Protocol創建的鑄造應用程序Vaults，作為其持續發展的一部分。Inter Protocol是Agoric上的一個去中心化應用。它是一個應用層，負責部署Cosmos網絡上的原生穩定幣Inter Stable Token（IST）。IST本身類似于Maker DAO的DAI，這是一種與美元錨定的去中心化穩定幣。（Blockworks）[2023/6/28 22:06:25]

這就請來零知識證明，這個算法結構如下：

Gemini：正調查應用程序恢復問題，已進入維護模式:12月21日，加密交易平臺Gemini官方表示，正在調查應用程序恢復問題，已進入維護模式。Gemini團隊正在努力解決這一問題，預計所有系統很快將重新上線。[2022/12/21 21:56:59]

橙色部分就是zk-proof，分成證明和驗證兩個部分，其中證明部分也叫電路circuit，需要用電路描述語言編程，最終編譯為電路邏輯。在這個例子里，我們用circuit寫了個哈希算法，用來替代原來的function，circuit的特點是輸入是不需要公開的，輸出的是哈希值和proof，這個proof證明的就是：

STEPN應用程序未來將僅支持iOS 13和Android 9操作系統:6月15日消息，STEPN在Discord發布關于電話/操作系統支持的更新。STEPN想向玩家保證致力于不斷增強STEPN應用程序。其目標包括更好的合規性、安全性和可操作性，還包括擺脫對GPS數據傳輸和存儲的依賴。相反，STEPN計劃在不久的將來實施本地化邊緣計算以進行反作弊驗證。

但是，STEPN已經確定，這種高級開發只能由一定級別的硬件和操作系統來處理。因此，向前發展的STEPN將只能支持iOS 13和Android 9（2015年后的型號）。

在為盡可能多的用戶提供訪問權限的同時確保STEPN以最佳狀態工作——合規性、安全性和可操作性，這是一個持續的挑戰。STEPN認為最好現在調整軟硬件需求，以換取未來的長期增長。[2022/6/15 4:28:14]

有一個未知input，經過circuit的運算，生成了output

加密貨幣投資應用程序B21將其服務擴展到印度市場:總部位于直布羅陀的加密貨幣投資應用程序B21已將其服務擴展到印度市場。公司表示，此舉的原因是印度消費者的興趣和交易量不斷上升。此前印度最高法院推翻了印度央行禁止向交易所等加密貨幣公司提供銀行服務的命令。B21用戶可以通過統一支付界面、借記卡和銀行轉賬等方式使用印度盧比（INR）進行投資。這款應用允許投資比特幣、以太坊和EOS等加密貨幣，最低投資額為25美元(2000 INR)。（Coindesk）[2020/7/3]

有一個未知input，經過circuit的運算，生成了output

有一個未知input，經過circuit的運算，生成了output

重要的事情說三遍！并且我還要畫出來：

這個proof就相當于對這個過程的認證蓋章，就這么板上釘釘了，無爭議了，別問input是啥，問就是不知道，所以叫零知識。已知的是啥呢，電路邏輯，輸出的值，還有證明文件proof。

在這個例子中，電路邏輯相當于哈希函數，如果你算出的哈希值和公開的那個哈希值一樣，那就說明你輸入的文件就是大家要找的那個機密文件，而你并不需要提供這個文件，只需要提供證明文件proof就行。

驗證的時候，大家把哈希值和proof放進verify函數，返回true，那就證明了：

你用某個文件，經過circuit的哈希算法，生成了這個哈希值

那還能是哪個文件，那肯定是那個正確的文件啊，要不怎么生成這個哈希！

混幣

zk-proof顯而易見在隱私場景很有用。混幣的原理是用戶把幣存進保險箱，保險箱的密碼的哈希值帖在保險箱上，誰要是能提供這個密碼，誰就能把保險箱里的幣全部拿走。跟上面這個找文件的原理是一樣的，用戶不用提供密碼，只要提供proof就行，合約校驗通過就讓你提幣。

還有一個問題，如果你能開某個保險箱，那就說明你就是放錢進去的人，誰放了多少錢到哪個保險箱，這在鏈上是可查的，所以你開哪個保險箱，你不能說。在合約里用樹形結構來存放保險箱，且層數固定，一般為16層。從你要開的保險箱到樹根root，中間的15個節點確定了，就確定了你要開哪個保險箱，所以這15個節點，也在circuit的privateinput里面。

最后合約校驗的時候，證明了保險箱的位置、保險箱密碼全部正確，但不知道是什么密碼也不知道是哪個保險箱，可能用戶也不知道，但是用戶把proof保管好就行，誰拿這個proof都可以去提款。

擴容

zk-proof除了隱私場景的應用，這兩年還發現可以做區塊鏈擴容。區塊里的每一個tx，都有用戶的簽名，用來證明這個操作不是偽造的，一個區塊的大小是有限的，所以要是能在區塊中塞入的tx越多，TPS也就越高。

如果把簽名砍掉，給tx瘦身，那就可以塞入更多的tx。問題是，砍掉了簽名，又如何證明這個操作是用戶簽名過的呢？用零知識證明，把用戶簽名的校驗邏輯寫進circuit電路，輸入是區塊數據，輸出是區塊數據，并附上proof，一個proof這就能證明所有tx都是被用戶簽名過的，達到瘦身目的。本文來源：https://bress.xyz/zh/post/nKtuByYTvPri75xHQoA7f8vNyJ6NQPvCL_YH8KVp31Q

作者：加戈

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