Jak často jste strávili drahocenné minuty pokusy o transakci na Ethereu nebo utratili hodně plynu ($), když byl příliš velký provoz? Ale nebojte se. Pomalé transakce a vysoké náklady na plyn řeší zavedení nulových znalostí (ZKP).

Dějiny

Koncept ZKP je fascinující aplikací kryptografie, která umožňuje jedné straně dokázat druhé straně, že prohlášení je pravdivé, aniž by prozradila jakékoli další informace přesahující platnost samotného prohlášení.

První článek zavádějící koncept ZKP publikovali v roce 1985 Shafi Goldwasser a Silvio Micali z Massachusetts Institute of Technology (MIT). Jejich článek „Probabilistic Encryption“ demonstroval, že je možné prokázat specifické vlastnosti čísla, aniž by bylo odhaleno samotné číslo nebo jakékoli další informace o něm. Toto převratné zjištění připravilo cestu pro vývoj ZKP jako kritického nástroje v moderní kryptografii.

Jak to funguje (ELI5)

Koncept: dokazovatelé a ověřovatelé

V důkazech s nulovými znalostmi hrají základní roli dokazovatelé a ověřovatelé. Cílem testů je přesvědčit ověřovatele, že mají znalosti o konkrétním tajemství, aniž by odhalili tajemství samotné. Ověřovatelé se zase pokoušejí ověřit tvrzení dokazovatelů, aniž by se dozvěděli tajemství. Toho se dosáhne tak, že se prokazatelé požádá, aby provedli úkoly, které lze dokončit pouze tehdy, pokud vlastní tajemství. Nejjednodušší způsob, jak dokázat, že něco umíte, aniž byste to prozradili, lze ukázat pomocí často používaného „Kde je Waldo?“ příklad.

Vy a přítel chcete najít Walda. Víte, kde je Waldo na obrázku, ale váš přítel vám nevěří. Jak dokážete svému příteli, že víte, kde je Waldo, aniž byste prozradili jeho polohu?

Vezmete si obrovský kus papíru, kterým zakryjete celý obrázek, a přes výřez ukážete kamarádovi obrázek Walda. Můžete prokázat, že znáte Waldovu polohu, ale váš přítel se nedozví, kde se Waldo nachází, protože přesné souřadnice Walda vzhledem k obrázku by mu stále nebyly známy.

Jedná se o jednoduchou analogii ZKP. Každý, kdo vidí Walda skrz díru, má důkaz, že Waldo existuje a že prokazatel ví, kde je, aniž by prozradil jakékoli další informace.

ZKP v blockchainu

Zatímco blockchain nám přinesl velké výhody, jako je transparentnost, neměnnost a decentralizace, současným veřejným blockchainům zcela chybí jakékoli soukromí, které by bylo občas „příjemné“. Díky kombinaci ZKP s technologií blockchain však nyní projekty mohou zpracovávat více transakcí rychle a zároveň udržovat uživatelská data v bezpečí. Umožňuje také provádět složité výpočty bez odhalení jakýchkoli citlivých dat. ZKP poskytují flexibilitu a volbu uživatelům, kteří chtějí kontrolu a svobodu nad svými informacemi. Proto dává smysl, že když se zkombinují, blockchain a ZKP mají více využití.

Příklady použití ZKP jsou:

  • ZKP zvyšuje soukromí uživatelů tím, že se vyhýbá odhalení osobních údajů ve veřejných blockchainech.

  • ZKP posiluje bezpečnost informací tím, že nahrazuje neúčinné autentizační metody. ZKP odstraňuje mnoho slabých stránek tím, že umožňuje uživatelům prokázat vlastnictví nebo přístup k datům bez prozrazení citlivých informací.

  • ZKP zvyšuje propustnost a škálovatelnost blockchainu. ZKP řeší některé problémy škálovatelnosti spojené s technologií blockchain tím, že umožňuje rychlejší a bezpečnější transakce.

Příklady předních blockchainových projektů založených na ZK

Zde jsou některé z nejpopulárnějších blockchainových protokolů, které využívají technologii ZK:

Decentralizované úložiště pomocí zk-SNARK

  • Filecoin: Filecoin je dosud největší nasazená síť zk-SNARK. Filecoin používá SNARKs pro Proof of Replication (PoRep) a Proof of Space-time (PoSt), což jsou základní kryptografické protokoly, na kterých závisí síť. Filecoin získal finanční prostředky v celkové výši 258,2 milionů $ během 7 kol. Jejich poslední financování bylo 205,8 milionů $ Initial Coin Offering. Filecoinův token FIL se v současné době obchoduje za 7 USD a jeho tržní kapitalizace je 2,7 miliardy USD. Úložiště Filecoinu je živé a vývojáři používají rozhraní API nebo knihovny k odesílání dat pomocníkům úložiště. Pomocníci úložiště v zákulisí přijímají data a zpracovávají základní procesy, aby je ukládali spolehlivým a decentralizovaným způsobem.

Projekty na ochranu soukromí

  • Aztec Network: Aztec Network je první soukromý souhrn ZK v síti Ethereum. Je to modul ochrany osobních údajů, který DApps používají k získání přístupu k soukromí a škálovatelnosti. Aztec získal ve 4 kolech financování ve výši 119,1 milionu dolarů. Jejich poslední financování bylo 100 milionů $ z kola série B vedeného A16z. Aztec Connect, který uživatelům umožňuje interakci s Ethereum DeFi Dapps, je živě na síti Ethereum. Pro Aztéky neexistuje žádný žeton, ale výsadek je možný.

Zk-rollupy

Hlavní výzvou, které Ethereum čelí, je škálovatelnost. Toto je kritický problém, protože omezuje počet lidí, kteří mohou síť používat, a také to zdražuje transakce kvůli vysoké poptávce po úložištích v řetězci a výpočetních zdrojích.

Rollup technologie získává na trakci rychlým tempem. Kumulativní smlouvy jsou chytré smlouvy, které snižují výpočetní a úložné požadavky Etherea pro ověřování transakčního bloku. Souhrny tak činí shrnutím hromady transakcí do jedné; Úkolem souhrnné chytré smlouvy je rozebrat je a ověřit všechny tyto převody držené v jedné transakci, než je odeslána jako nový blok do Etherea. Existují dvě hlavní kategorie souhrnů L2 – optimistické souhrny (souhrny OP) a souhrny s nulovými znalostmi (souhrny ZK).

  • Optimistický – předpokládá, že transakce jsou ve výchozím nastavení platné, ale pokud někdo dokáže, že transakce nebyla platná, bylo by nutné vrátit zpět transakce z doby až před 7 dny.

  • ZK - provádí výpočet mimo řetězec a předává řetězci doklad o platnosti. Využívá pokročilou kryptografii, aby dokázal, že nejde o podvod.

Mezi těmito dvěma verzemi souhrnů existují složité kompromisy.

ZK-rollups mohou výrazně zvýšit transakční propustnost Etherea při zachování bezpečnosti a decentralizace. Používají dvě smlouvy, hlavní a ověřovací smlouvu, a mimořetězový virtuální stroj ke zpracování dávek transakcí a ověřování důkazů s nulovými znalostmi.

Správnost důkazů platnosti v zk-rollupech lze zaručit pomocí matematického důkazu bez zpoždění v finalitě transakce. Proto jsou ZK-rollups mnohými považovány za potenciální konečné řešení škálování Etherea.

  • zkSync: zkSync je nedůvěryhodné řešení pro škálování a ochranu soukromí pro Ethereum založené na ZK Roll-up, navržené tak, aby přineslo do Etherea propustnost tisíců transakcí za sekundu na úrovni VISA a zároveň udrželo finanční prostředky stejně bezpečné jako na základních účtech L1 a udrželo vysoký stupeň odolnosti vůči cenzuře. Matter Labs je společnost za zkSync. Celkově společnost Matter Labs získala 458 milionů dolarů. Jejich posledním financováním bylo kolo série C 200 milionů dolarů vedené společností Blockchain Capital. Veřejný testnet zkSync je aktuálně aktivní. Neexistuje žádný token zkSync, ale existuje mnoho zvěstí o blížícím se výsadku.

  • Polygon se ukázal jako jedno z nejpozoruhodnějších řešení pro škálování blockchainu. Polygon, nejprve známý jako Ethereum Sidechain, se vyvinul v řešení pro škálování domácností. Polygon získal během 8 kol financování ve výši 451,5 milionu dolarů. Jejich posledním kolem bylo kolo série D za 450 milionů dolarů vedené Sequoia Capital. Token Matic společnosti Polygon má tržní hodnotu 11 miliard USD a aktuálně se obchoduje za 1,22 USD. Polygon se stal švýcarským armádním nožem pro řešení problémů se škálovatelností Etherea. Polygon zkEVM je decentralizované řešení škálovatelnosti Ethereum Layer 2, které využívá kryptografické důkazy s nulovými znalostmi. Jeho spuštění je plánováno na konec března tohoto roku a slibuje, že nabídne splnění inteligentních smluv kompatibilních s Ethereum vyšší rychlostí a nižšími náklady. Zůstaňte naladěni