Розвиток технологій zk-SNARKs та перспективи їх застосування
Один. Розвиток zk-SNARKs
Сучасні zk-SNARKs виникли в 1985 році завдяки новаторській статті Голдвассера, Мікалі та Ракофа. У цій статті розглядається обсяг знань, який потрібно обміняти в інтерактивних системах для доведення правильності висловлення через багаторазові взаємодії. Якщо можливо реалізувати обмін без знань, це називається zk-SNARKs. Ранні системи zk-SNARKs мали недоліки в ефективності та практичності, в основному залишаючись на теоретичному рівні.
За останнє десятиліття технологія zk-SNARKs зазнала бурхливого розвитку і стала важливим напрямком у сфері криптографії. Серед них розвиток загальних, неінтерактивних, з обмеженим обсягом доказів протоколів zk-SNARKs є одним з ключових напрямків досліджень. Основним викликом zk-SNARKs є балансування швидкості доказу, швидкості верифікації та розміру доказу.
У 2010 році робота Грота заклала теоретичну основу для zk-SNARKs, що стало важливим проривом у сфері нульових знань. У 2015 році проект Zcash застосував нульові знання для захисту приватності транзакцій, що відкрило нову стадію широкого використання. Після цього з'явилися важливі досягнення, такі як Pinocchio, Groth16, Bulletproofs, zk-STARKs, які сприяли швидкому прогресу технології нульових знань.
Два. Основні застосування zk-SNARKs
zk-SNARKs наразі є найбільш поширеними в двох сферах застосування: захисту конфіденційності та масштабування.
У захисті приватності проекти, такі як Zcash, Monero, першими впровадили zk-SNARKs для приватних транзакцій. Zcash використовує zk-SNARKs для забезпечення приватності транзакцій, але має певні обмеження. Tornado Cash, що базується на мережі Ethereum, використовує технологію zk-SNARK для створення більш універсального рішення для змішування монет.
У розширенні технологія zk-SNARKs широко використовується в рішеннях для розширення Layer 2. ZK Rollup забезпечує ефективні позамежні обчислення та перевірку в мережі, об'єднуючи велику кількість транзакцій і генеруючи zk-SNARKs. Серед основних проектів ZK Rollup - StarkNet, zkSync, Aztec, Polygon Hermez та інші, кожен з яких має свої особливості в технічному напрямку та сумісності з EVM.
Переваги ZK Rollup полягають у низьких витратах, швидкій остаточності та захисті конфіденційності, але вони також стикаються з такими викликами, як велике навантаження на обчислення та безпеку. Сумісність EVM є ключовою для розвитку ZK Rollup, і галузь досліджує рішення, які поєднують дружність до ZK та сумісність з EVM.
Три. Основні принципи ZK-SNARKs
ZK-SNARK (Zero-Knowledge Succinct Non-Interactive Argument of Knowledge) є широко використовуваною системою zk-SNARKs, яка має такі характеристики, як нульове знання, стислість, неінтерактивність.
Основний принцип реалізації zk-SNARKs включає такі етапи:
Перетворіть задачу на електричну схему
Перетворення схеми на R1CS ( Rank-1 Constraint System ) форму
Перетворення R1CS на QAP (Квадратична арифметична програма)
Створення надійних налаштувань, генерація ключа доведення та ключа перевірки
Генерація zk-SNARKs та їх верифікація
ZK-SNARK через наведені вище етапи реалізував ефективне генерування та верифікацію нульових доказів. Ця технологія надає важливу підтримку для захисту конфіденційності, масштабованості та інших блокчейн-додатків.
Ця сторінка може містити контент третіх осіб, який надається виключно в інформаційних цілях (не в якості запевнень/гарантій) і не повинен розглядатися як схвалення його поглядів компанією Gate, а також як фінансова або професійна консультація. Див. Застереження для отримання детальної інформації.
Технологія zk-SNARKs: від теоретичного прориву до застосування в обробці даних та масштабуванні
Розвиток технологій zk-SNARKs та перспективи їх застосування
Один. Розвиток zk-SNARKs
Сучасні zk-SNARKs виникли в 1985 році завдяки новаторській статті Голдвассера, Мікалі та Ракофа. У цій статті розглядається обсяг знань, який потрібно обміняти в інтерактивних системах для доведення правильності висловлення через багаторазові взаємодії. Якщо можливо реалізувати обмін без знань, це називається zk-SNARKs. Ранні системи zk-SNARKs мали недоліки в ефективності та практичності, в основному залишаючись на теоретичному рівні.
За останнє десятиліття технологія zk-SNARKs зазнала бурхливого розвитку і стала важливим напрямком у сфері криптографії. Серед них розвиток загальних, неінтерактивних, з обмеженим обсягом доказів протоколів zk-SNARKs є одним з ключових напрямків досліджень. Основним викликом zk-SNARKs є балансування швидкості доказу, швидкості верифікації та розміру доказу.
У 2010 році робота Грота заклала теоретичну основу для zk-SNARKs, що стало важливим проривом у сфері нульових знань. У 2015 році проект Zcash застосував нульові знання для захисту приватності транзакцій, що відкрило нову стадію широкого використання. Після цього з'явилися важливі досягнення, такі як Pinocchio, Groth16, Bulletproofs, zk-STARKs, які сприяли швидкому прогресу технології нульових знань.
Два. Основні застосування zk-SNARKs
zk-SNARKs наразі є найбільш поширеними в двох сферах застосування: захисту конфіденційності та масштабування.
У захисті приватності проекти, такі як Zcash, Monero, першими впровадили zk-SNARKs для приватних транзакцій. Zcash використовує zk-SNARKs для забезпечення приватності транзакцій, але має певні обмеження. Tornado Cash, що базується на мережі Ethereum, використовує технологію zk-SNARK для створення більш універсального рішення для змішування монет.
У розширенні технологія zk-SNARKs широко використовується в рішеннях для розширення Layer 2. ZK Rollup забезпечує ефективні позамежні обчислення та перевірку в мережі, об'єднуючи велику кількість транзакцій і генеруючи zk-SNARKs. Серед основних проектів ZK Rollup - StarkNet, zkSync, Aztec, Polygon Hermez та інші, кожен з яких має свої особливості в технічному напрямку та сумісності з EVM.
Переваги ZK Rollup полягають у низьких витратах, швидкій остаточності та захисті конфіденційності, але вони також стикаються з такими викликами, як велике навантаження на обчислення та безпеку. Сумісність EVM є ключовою для розвитку ZK Rollup, і галузь досліджує рішення, які поєднують дружність до ZK та сумісність з EVM.
Три. Основні принципи ZK-SNARKs
ZK-SNARK (Zero-Knowledge Succinct Non-Interactive Argument of Knowledge) є широко використовуваною системою zk-SNARKs, яка має такі характеристики, як нульове знання, стислість, неінтерактивність.
Основний принцип реалізації zk-SNARKs включає такі етапи:
ZK-SNARK через наведені вище етапи реалізував ефективне генерування та верифікацію нульових доказів. Ця технологія надає важливу підтримку для захисту конфіденційності, масштабованості та інших блокчейн-додатків.