個人データが貴重な資産となっているデジタル時代において、情報保護は最大の懸案事項です。ブロックチェーンは、その透明性と不変性の特性により多くの利点をもたらしますが、プライバシーに関して課題ももたらします。ゼロ知識証明としても知られるゼロ知識 (ZK) の誕生は、この問題に対する最適な解決策をもたらしました。では、ZK とは何ですか?また、暗号通貨の世界ではどのような画期的なアプリケーションがあるのでしょうか?この詳細な記事で、Blogtienao の詳細を見てみましょう。

ゼロ知識(ZK)とは何ですか?概念と原理

ゼロ知識(ZK)は、ある側(証明者)が他の側(検証者)に特定の情報を知っていることを証明できる暗号化手法であり、その情報を開示する必要はありません。簡単に言えば、証明者は検証者に対して何かについて「知識」を持っていることを納得させることができ、その「知識」が具体的に何であるかを開示する必要はありません。

例示:

あなたが秘密のパスワードを持っていて、秘密のドアを開けると仮定します。あなたは他の人にこのパスワードを知っていることを証明したいが、その内容を教えたくない。ZKはそれを可能にします。あなたはドアを開ける能力(つまり、パスワードについての「知識」を持っていること)を証明するために一連の行動を行うことができ、実際のパスワードを開示することなくそれを行います。

ゼロ知識証明の3つのコア特性

ZKプロトコルが有効と見なされるためには、以下の3つの特性を完全に満たす必要があります:

  • 完全性(Completeness):証明者が正確な情報を提供した場合、検証者は常に納得します。

  • 健全性(Soundness):証明者が誤った情報を提供した場合、検証者はほとんど決して納得しません。

  • ゼロ知識性(Zero-knowledge):検証者は、証明者が「知識」を持っているかどうか以外の情報を収集することはできません。

ゼロ知識の動作メカニズム:「アリババの洞窟」

ZKの動作をより明確に理解するために、「アリババの洞窟」の古典的な例を分析しましょう。

説明:Hình ảnh về Hang động Alibaba với hai lối vào A và B, ở giữa có cánh cửa

  • 円形の洞窟があり、2つの入り口(AとB)と中央にドアがあります。

  • 証明者(P)は、ドアを開けるための秘密の呪文を知っています。

  • 検証者(V)は、Pが呪文を知っていることを証明するようにPに求めます。

プロセス:

  1. Vは洞窟の外に立ち、観察します。

  2. Pはランダムな出入り口(AまたはB)から洞窟に入ります。

  3. Vは洞窟の入り口に行き、Pに反対側の入り口から出るように要求します。

  4. Pは呪文を使ってドアを開け(必要な場合)、Vが要求した出入り口から出ます。

  5. 上記のステップを何度も繰り返します。

もしPが本当に呪文を知っているなら、Pは常にVが要求する入り口から出てくるでしょう。逆に、Pが呪文を知らない場合、Pが正しい入り口から出てくる確率は50%です。何度も繰り返すうちに、VはPが呪文を知っていると信じるようになりますが、呪文が何であるかは知る必要がありません。

ゼロ知識証明の分類

現在、広く使用されている主要な2種類のゼロ知識証明があります:

  • ZK-SNARKs(Zero-Knowledge Succinct Non-Interactive Arguments of Knowledge):これは非対話型の証明で、証明者は検証者に対して単一の証明を送信するだけです。ZK-SNARKsはコンパクトなサイズで、検証が容易ですが、初期の信頼できるセットアップ("trusted setup")が必要です。

  • ZK-STARKs(Zero-Knowledge Scalable Transparent Arguments of Knowledge):これは透明な証明で、"trusted setup"は必要ありません。ZK-STARKsはZK-SNARKsよりも優れたスケーラビリティを持っていますが、サイズは大きく、より複雑な検証プロセスが必要です。

ブロックチェーンにおけるゼロ知識の応用

ZKは、ブロックチェーン分野で広範な応用の可能性を持っています。

  • プライバシーの強化:ZKはユーザーが個人情報や取引の詳細を開示せずに取引を行うことを可能にします。

  • ブロックチェーンのスケーリング:ZKはzk-Rollupsのようなスケーリングソリューションを構築するために使用され、主要なブロックチェーンネットワークの負荷を軽減し、取引処理速度を向上させ、手数料を削減します。

  • アイデンティティの検証:ZKはユーザーが機密情報を開示することなくアイデンティティを確認することを可能にし、安全性とセキュリティを確保します。

  • 電子投票:ZKは安全で透明性があり、セキュリティを確保した電子投票システムを作成するために応用でき、詐欺を防ぎます。

  • サプライチェーン管理:ZKはサプライチェーン内で製品の出所を透明かつ効果的に追跡し、真実性を保証し、偽造品を防ぎます。

  • 分散型金融(DeFi):ZKはセキュアでプライバシーを保護するDeFiプロトコルを作成するためにサポートし、ユーザーが情報セキュリティのリスクを心配せずに金融活動を行うことを可能にします。

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Binanceにおける注目のゼロ知識プロジェクトトップ9

以下は、Binance取引所に上場されている際立った9つのZKプロジェクトです:

  1. Mina Protocol($MINA ):Mina Protocolは固定サイズの「軽量」ブロックチェーンで、ZK-SNARKsを使用してブロックチェーンの全履歴をコンパクトな証明に圧縮し、パフォーマンスとスケーラビリティを向上させます。

  2. Zcash (ZEC):Zcashはプライバシーに焦点を当てた暗号通貨で、ZK-SNARKsを使用して取引を匿名化し、ユーザーの情報を最大限に保護します。

  3. Loopring (LRC):Loopringは分散型取引所(DEX)レイヤー2プロトコルで、ZK-Rollupsを使用して取引処理速度を向上させ、手数料を削減し、よりスムーズなユーザー体験を提供します。

  4. Polygon (MATIC):PolygonはEthereumのためのスケーリングソリューションで、ZK-Rollupsを含む多くのレイヤー2技術をサポートし、スケーラビリティを高め、Ethereumネットワークの取引コストを削減します。

  5. Immutable X (IMX):Immutable Xはレイヤー2のNFTプラットフォームで、ZK-Rollupsを使用してNFTの取引を無料かつ即時に提供し、Ethereum上の高いガス代と遅い取引速度の問題を解決します。

  6. dYdX (DYDX):dYdXは分散型デリバティブ取引所で、ZK-Rollupsを使用して高い速度と低いコストでレバレッジ取引を提供し、ユーザーに専門的な取引体験を提供します。

  7. Scroll($SCR ):ScrollはEVM互換のzk-Rollupで、セキュリティを損なうことなくEthereumにスケーラビリティを提供することに重点を置いています。

  8. zkSync($ZK ):zkSyncはEthereumのための別のスケーリングソリューションで、ZK-Rollupsを使用して速度を向上させ、取引手数料を削減し、さまざまなDeFiアプリケーションをサポートします。

  9. StarkWare (STARK): StarkWareはZK-STARKs技術の背後にある会社で、Ethereumや他のブロックチェーンのためにスケーラビリティを拡張し、セキュリティを強化するソリューションを開発しています。

初期評価:

  • Mina Protocol:軽量でセキュア、高いスケーラビリティを持つブロックチェーンアプリケーションを構築する大きな可能性を持っています。

  • Zcash:プライバシーと取引情報のセキュリティに強く焦点を当て、暗号通貨にZKを適用する先駆者です。

  • Loopring:DEXのための効果的なスケーリングソリューションで、迅速で便利、コスト効果の高い取引体験を提供します。

  • Polygon:Ethereum用の多様なスケーリングプラットフォームで、ZK-Rollupsを含む多くのレイヤー2ソリューションをサポートし、Ethereumのスケーリング問題を解決します。

  • Immutable X:高いガス代と遅い取引速度の問題を解決し、よりスムーズなNFT体験を提供する潜在的なNFTプラットフォームです。

  • dYdX:ZK-Rollupsを活用して取引パフォーマンスを向上させ、専門的な取引環境を提供するトップの非集中型デリバティブ取引所です。

  • Scroll:EVMとの互換性に焦点を当てた有望なスケーリングソリューションで、開発者がアプリケーションを簡単に展開できるようにします。

  • zkSync:さまざまなDeFiアプリケーションをサポートする柔軟なスケーリングプラットフォームで、効果的な非集中型金融ソリューションを提供します。

  • StarkWare:ZK-STARKs技術の開発と応用において重要な役割を果たし、ブロックチェーンエコシステムの発展を促進します。

注意:これはあくまで初期評価であり、投資家はどのプロジェクトに投資する前にも慎重に調査するべきです。

結論:

ゼロ知識はプライバシーを保護し、スケーラビリティを拡張し、ブロックチェーンのパフォーマンスを向上させる巨大な応用の可能性を持つ革新的な技術です。Mina Protocol、Zcash、Loopring、Polygon、Immutable X、dYdX、Scroll、zkSync、StarkWareなどのZKプロジェクトの発展は、ブロックチェーンエコシステムの未来を形成し、安全で透明性があり、効率的なデジタル世界に向かっています。

出典:BLOGTIENAO