這篇文章的標題是《增強區塊鏈隱私：零知識證明在安全交易中的作用》，首發於Coinpedia金融科技新聞
介紹
我們生活在一個信息的世界中，數據是新石油。因此，依賴數據，一切皆有可能。這種以數據為驅動的現實帶來了重大責任，特別是在確保私密和敏感信息保持保護方面。區塊鏈技術是一種強大的工具，它優先考慮透明性而非隱私。雖然透明性對於去中心化系統的信任至關重要，但它可能會暴露敏感細節，這在涉及機密交易或個人信息的應用中並不總是可取的。
為了克服這些限制，開發者引入了一系列隱私增強技術，如零知識證明（ZKP）、zk-SNARK、像Monero和Zcash這樣的隱私貨幣，以及同態加密（HE）等先進加密技術。
這些技術在透明性和用戶保密性之間保持平衡。
在這篇文章中，我們將探討這些隱私增強工具如何工作，以及它們在區塊鏈開發中的應用。
那麼讓我們開始吧！
你可能會想，區塊鏈是技術領域中最安全和最透明的選擇，對吧？但它仍然有一些缺陷。例如，讓我們考慮比特幣，它是一種透明的貨幣（公共區塊鏈）。你的地址是假名的。但有一個問題！礦工仍然可以在數據正式上鏈之前訪問區塊鏈上的數據。可怕吧？！
因此，為了避免所有此類情況，我們選擇隱私增強選項，其中之一就是ZPK。讓我們來看看它！
零知識證明和zk-SNARK
什麼是零知識證明？
零知識證明是一種加密協議，其中有一個證明者和一個驗證者。這裡，證明者必須說服驗證者某個陳述是真實的，而不透露任何其他事實或信息，除了該陳述是真實的這一事實。
讓我們通過舉一個現實生活的例子來更直觀地理解這一點：
那麼，假設你有一個朋友Carl，他是色盲，你有兩個球（一個紅色和一個綠色），你需要他區分這兩個球，而不實際揭示哪個球是什麼顏色。
所以在這裡你是證明者，Carl是驗證者。現在你要求Carl將兩個球放在後面，他可以隨機挑選一個球，然後向你提出一個簡單的問題：我有沒有交換這些球？這個過程可以反覆進行，Carl應該以50%的概率會相信（“完整性”）這些球的確是不同顏色的。
正如名稱所示，你證明了你的陳述的有效性，而你的朋友永遠不會知道哪個球是綠色的，哪個是紅色的；實際上，他對如何區分這些球一無所知。因此，這種知識也可以轉移給第三方。
代碼示例：
# 簡單的ZKP模擬from hashlib import sha256# 假設證明者知道“秘密”密碼secret_password = “blockchain_rocks”hash_of_secret = sha256(secret_password.encode()).hexdigest()# 證明者想要在不揭示“secret_password”的情況下證明知識def prove_knowledge(guessed_password): return sha256(guessed_password.encode()).hexdigest() == hash_of_secret# 驗證者通過匹配哈希來確認證明者的知識print(prove_knowledge(“blockchain_rocks”)) # 返回True而不揭示“secret_password”
zk-SNARKs：零知識簡潔非互動知識論證
zk-SNARK代表零知識簡潔非互動知識論證。這是一種證明構建，其中證明者必須在不與驗證者互動的情況下證明真相或其擁有權。這只是ZKP的更具體版本。當兩方之間沒有任何通信的可能性時，zk-SNARK更有用，例如在線交易而沒有實時通信。
這個概念有點難以理解，簡而言之，我們可以說你告訴另一個人你知道他們的秘密，而不告訴實際的秘密是什麼，而是證明它。
你知道嗎？zk-SNARK在Zcash中實現，這是一種以其隱蔽交易而聞名的隱私貨幣？
練習：用libsnark構建一個zk-SNARK
使用libsnark設置和驗證一個簡單的zk-SNARK，或者參考庫的文檔以獲取有關zk-SNARK證明構建的示例項目。
現在問題是這個非互動式零知識證明是如何工作的？
設置：zk-SNARK需要一次性設置加密密鑰，用於構建證明。
證明生成：證明者使用私密信息生成一個簡潔的證明，可以公開驗證。
驗證：驗證者可以確認證明者擁有某些知識，而無需知道細節。
隱私貨幣
隱私貨幣是專門設計用來優先考慮隱私並隱藏用戶身份的加密貨幣。
Monero
Monero（XMR）是一種具有增強隱私的加密貨幣。它使用一種特殊的區塊鏈來隱藏交易細節，使外部人員幾乎無法看到誰在發送或接收Monero、發送了多少或任何賬戶餘額。這保持匿名性，確保所有單位的Monero都是可替代的。
可替代（可互換）：意味著一個Monero始終等於另一個，沒有可追蹤的歷史。
Monero如何確保私密交易？
Monero 實施了獨特的技術如下，以確保私密交易。讓我們來看看這些技術：
環簽名：將用戶的交易簽名與其他簽名結合，以模糊真實來源。
代碼示例：
import random# 參與者的公鑰列表participants = [“Alice”, “Bob”, “Charlie”, “Dave”]# 隨機選擇一個參與者作為“發送者”sender = random.choice(participants)# 將發送者的簽名與其他簽名混合mixed_signatures = random.sample(participants, len(participants))print(“環簽名組：”, mixed_signatures)print(“發送者（隱藏）：”, sender)
隱匿地址：為每筆交易創建獨特的、一用即棄的地址，確保只有發送者和接收者知道目的地。
環保密交易（RingCT）：隱藏交易金額，以防止第三方將交易聯繫起來。
另請參閱：
區塊鏈擴展簡化：高效的第一層和第二層解決方案指南
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Zcash
Zcash（ZEC）是一種基於比特幣代碼庫的隱私貨幣。它與比特幣共享許多相似之處，如常規和透明交易，但也提供了隱蔽交易的選項。
隱蔽交易：Zcash中的隱蔽交易是使用一種稱為zk-SNARK（零知識簡潔非互動知識論證）的加密方法來保持交易細節完全保密的私密交易。
因此，Zcash支持透明和隱蔽交易，使用T地址（透明地址，類似標準比特幣）和Z地址（隱蔽地址，隱藏交易細節）。
Zcash的隱蔽交易非常適合需要保密的場景，例如供應鏈管理中的B2B交易，數據隱私至關重要。
設置
# 安裝Zcash客戶端sudo apt-get update && sudo apt-get install zcash# 創建隱蔽地址zcash-cli z_getnewaddress# 發送到隱蔽地址zcash-cli z_sendmany
同態加密及其在區塊鏈中的角色
同態加密（HE）是一種加密類型，它讓你在數據仍然加密的情況下進行計算。這意味著你不需要解密數據來使用它。當你最終解密結果時，這就像你在原始的未加密數據上進行計算一樣。
這項技術對於隱私特別有用，因為它允許敏感數據在外部伺服器（如雲端）上存儲和處理，而不暴露數據。
有兩種主要的同態加密技術類型：
部分同態加密（PHE）：部分HE僅允許對數據進行特定操作，例如加法和乘法。
完全同態加密（FHE）：FHE支持對加密數據進行任意操作。但它是資源密集型的。
範例代碼:
from seal import EncryptionParameters, SEALContext, IntegerEncoder# 設置加密參數parms = EncryptionParameters(scheme_type.BFV)parms.set_poly_modulus_degree(1024)parms.set_coeff_modulus(coeff_modulus_128(1024))# 加密加法的示例encrypted_sum = add_encrypted_values(enc1, enc2)print(“加密總和：”, encrypted_sum)
結論
隱私增強技術，如零知識證明（ZKP）、zk-SNARK、隱私貨幣和同態加密，正在重新定義區塊鏈中可能實現的平衡，創造隱私與透明之間的必要平衡。對於開發者來說，這種演變帶來了令人興奮的機會。通過將這些隱私功能整合到去中心化的應用中，開發者可以滿足金融、醫療和物聯網等行業的需求，這些行業需要保密性。
持續學習，祝編碼愉快！！
