Как часто вы тратили драгоценные минуты, пытаясь совершить транзакцию на Ethereum, или тратили много газа ($), когда трафика было слишком много? Но не бойтесь. Решением проблемы медленных транзакций и высокой стоимости газа является внедрение доказательств с нулевым разглашением (ZKP).

История

Концепция ZKP — это увлекательное применение криптографии, которое позволяет одной стороне доказать другой стороне, что утверждение верно, не раскрывая никакой дополнительной информации, помимо действительности самого заявления.

Первая статья, представляющая концепцию ZKP, была опубликована в 1985 году Шафи Голдвассером и Сильвио Микали из Массачусетского технологического института (MIT). Их статья «Вероятностное шифрование» продемонстрировала, что можно доказать определенные свойства числа, не раскрывая само число или какую-либо дополнительную информацию о нем. Это революционное открытие проложило путь к развитию ZKP как важнейшего инструмента в современной криптографии.

Как это работает (ELI5)

Концепция: доказывающие и верифицирующие

В доказательствах с нулевым разглашением основные роли — это доказывающие и проверяющие. Целью доказывающих является убедить проверяющих в том, что они обладают знанием определенного секрета, не раскрывая при этом самого секрета. Верификаторы, в свою очередь, пытаются проверить утверждения доказывающих, не раскрывая секрета. Для этого испытателям предлагается выполнить задачи, которые можно выполнить только в том случае, если они владеют секретом. Самый простой способ доказать, что вы что-то знаете, не выдавая этого, — это часто используемый вопрос «Где Уолдо?» пример.

Вы с другом хотите найти Уолдо. Вы знаете, где на изображении находится Уолдо, но ваш друг вам не верит. Как доказать другу, что вы знаете, где находится Уолдо, не раскрывая его местонахождение?

Вы берете массивный лист бумаги, чтобы закрыть все изображение, и показываете своему другу изображение Уолдо через вырез. Вы можете доказать, что знаете местонахождение Уолдо, но ваш друг не узнает, где находится Уолдо, поскольку точные координаты Уолдо относительно изображения ему все равно будут неизвестны.

Это простая аналогия ЗКП. Любой, кто видит Уолдо через дыру, имеет доказательство того, что Уолдо существует, и что доказывающий знает, где он находится, не выдавая никакой другой информации.

ZKP в блокчейне

Хотя блокчейн принес нам большие преимущества, такие как прозрачность, неизменяемость и децентрализация, нынешним публичным блокчейнам совершенно не хватает конфиденциальности, которую иногда было бы «неплохо иметь». Однако, объединив ZKP с технологией блокчейна, проекты теперь могут быстрее обрабатывать больше транзакций, в то же время обеспечивая безопасность пользовательских данных. Это также позволяет выполнять сложные вычисления без раскрытия каких-либо конфиденциальных данных. ZKP предоставляют гибкость и выбор пользователям, которые хотят контроля и свободы над своей информацией. Следовательно, имеет смысл, что в сочетании блокчейн и ZKP имеют множество применений.

Варианты использования ZKP:

  • ZKP повышает конфиденциальность пользователей, избегая раскрытия личной информации в публичных блокчейнах.

  • ZKP усиливает безопасность информации, заменяя неэффективные методы аутентификации. ZKP устраняет многие недостатки, позволяя пользователям доказывать право собственности или доступ к данным, не раскрывая конфиденциальную информацию.

  • ZKP увеличивает пропускную способность и масштабируемость блокчейна. ZKP решает некоторые проблемы масштабируемости, связанные с технологией блокчейна, обеспечивая более быстрые и безопасные транзакции.

Примеры ведущих блокчейн-проектов на основе ZK

Вот некоторые из наиболее популярных протоколов блокчейна, использующих технологию ZK:

Децентрализованное хранилище с использованием zk-SNARK

  • Filecoin: Filecoin — крупнейшая на сегодняшний день развернутая сеть zk-SNARK. Filecoin использует SNARK как для доказательства репликации (PoRep), так и для доказательства пространства-времени (PoSt), которые являются основными криптографическими протоколами, от которых зависит сеть. Filecoin привлекла в общей сложности 258,2 миллиона долларов США в виде финансирования за 7 раундов. Их последним финансированием было первичное предложение монет на сумму 205,8 миллиона долларов. Токен Filecoin FIL в настоящее время торгуется по цене 7 долларов США, а его рыночная капитализация составляет 2,7 миллиарда долларов США. Хранилище Filecoin активно, и разработчики используют API или библиотеки для отправки данных помощникам хранилища. За кулисами помощники хранилища получают данные и управляют базовыми процессами, чтобы сохранить их надежным и децентрализованным способом.

Проекты конфиденциальности

  • Aztec Network: Aztec Network — это первый частный пакет ZK в сети Ethereum. Это механизм конфиденциальности, который используют децентрализованные приложения для получения доступа к конфиденциальности и масштабируемости. Aztec привлекла $119,1 млн финансирования за 4 раунда. Их последнее финансирование составило 100 миллионов долларов из раунда серии B, возглавляемого A16z. Aztec Connect, который позволяет пользователям взаимодействовать с Ethereum DeFi Dapps, доступен в основной сети Ethereum. Токена для Aztec нет, но возможен аирдроп.

Zk-роллапы

Основная проблема, с которой сталкивается Ethereum, — это масштабируемость. Это критическая проблема, поскольку она ограничивает количество людей, которые могут использовать сеть, а также делает транзакции более дорогими из-за высокого спроса на хранилище и вычислительные ресурсы в цепочке.

Технология Rollup набирает обороты быстрыми темпами. Rollups — это смарт-контракты, которые уменьшают требования Ethereum к вычислительным ресурсам и хранилищу для проверки блока транзакций. При объединении происходит объединение нескольких транзакций в одну; Задача сводного смарт-контракта — разобрать их и проверить все эти переводы, проводимые в одной транзакции, прежде чем они будут отправлены в качестве нового блока в Ethereum. Существует две основные категории накопительных пакетов L2 – оптимистические накопительные пакеты (OP накопительные пакеты) и накопительные пакеты с нулевым разглашением (ZK-накопительные пакеты).

  • Оптимистичный — предполагает, что транзакции действительны по умолчанию, но потребуется отменить транзакции, произошедшие до 7 дней назад, если кто-то сможет доказать, что транзакция недействительна.

  • ZK — запускает вычисления вне цепочки и отправляет подтверждение достоверности в цепочку. Он использует передовую криптографию, чтобы доказать отсутствие мошенничества.

Между двумя видами накопительных пакетов существуют сложные компромиссы.

ZK-коллапы могут значительно увеличить пропускную способность транзакций Ethereum, сохраняя при этом безопасность и децентрализацию. Они используют два контракта: основной и проверяющий, а также внешнюю виртуальную машину для обработки пакетов транзакций и проверки доказательств с нулевым разглашением.

Правильность доказательств достоверности в zk-rollups может быть гарантирована с помощью математического доказательства без задержек в завершении транзакции. Поэтому многие рассматривают ZK-коллапы как потенциальное окончательное решение проблемы масштабирования Ethereum.

  • zkSync: zkSync — это надежное решение для масштабирования и конфиденциальности для Ethereum на основе ZK Roll-up, предназначенное для обеспечения пропускной способности Ethereum в масштабе VISA в тысячи транзакций в секунду, сохраняя при этом средства в такой же безопасности, как и на базовых учетных записях L1, и поддерживая высокая степень цензуроустойчивости. Matter Labs — компания, стоящая за zkSync. В целом Matter Labs привлекла 458 миллионов долларов. Их последним финансированием стал раунд серии C на сумму 200 миллионов долларов, возглавляемый Blockchain Capital. Публичная тестовая сеть zkSync в настоящее время работает. Токена zkSync нет, но ходят многочисленные слухи о предстоящем раздаче.

  • Polygon стал одним из наиболее заметных решений для масштабирования блокчейна. Polygon, сначала известный как сайдчейн Ethereum, превратился в решение для домашнего масштабирования. Polygon привлек $451,5 млн финансирования за 8 раундов. Их последним раундом стал раунд серии D на сумму 450 миллионов долларов, возглавляемый Sequoia Capital. Токен Polygon Matic имеет рыночную капитализацию в 11 миллиардов долларов и в настоящее время торгуется на уровне 1,22 доллара. Polygon стал швейцарским армейским ножом для решения проблем масштабируемости Ethereum. ZkEVM от Polygon — это децентрализованное решение для масштабирования Ethereum Layer 2, которое использует криптографические доказательства с нулевым разглашением. Его планируется запустить в конце марта и обещают обеспечить выполнение смарт-контрактов, совместимое с Ethereum, с более высокой скоростью и меньшими затратами. Следите за обновлениями