Чому доказування з нульовими знаннями привертає увагу: нова ера приватності та масштабованості

Одна з найбільш очікуваних технологій у галузі блокчейну — це доказ з нульовою кількістю знань (ZKP). Ця інноваційна система дозволяє довести правдивість інформації, не розкриваючи її, і активно застосовується у різних сферах — від фінансових транзакцій до персональної ідентифікації. Давайте розглянемо, як саме вона працює.

Що таке доказ з нульовою кількістю знань: технологія збереження секретів при доведенні правильності

Основна ідея ZKP дуже проста. Уявімо, що ви хочете довести, що володієте певною секретною інформацією. Традиційно це означає, що ви маєте показати цю інформацію співрозмовнику. Однак за допомогою ZKP можна підтвердити її наявність, не розкриваючи саму інформацію.

Ця магічна технологія передбачає кілька етапів між довірителем і перевіряльником. Спочатку вони погоджуються на спільні криптографічні параметри та алгоритми. Потім довіритель створює криптографічний комітмент, що підтверджує існування секрету, і відповідає на випадкові запити перевіряльника. Нарешті, перевіряльник перевіряє цю відповідь і цілісність комітменту, що підтверджує правильність доведення. Цей процес можна повторювати кілька разів для підвищення рівня довіри.

Ядро ZKP: структура з трьох етапів — комітмент, запит, відповідь

З доказом з нульовою кількістю знань працює трифазна модель. Спочатку довіритель створює комітмент, що підтверджує існування інформації. Потім перевіряльник ставить випадковий запит. І нарешті, довіритель відповідає на запит, підтверджуючи її правильність.

Головна перевага цієї системи — можливість перевірити істинність інформації без її розкриття.

Види доказів з нульовою кількістю знань: різноманіття технологічних підходів

Існує кілька реалізацій ZKP.

ZK-SNARKs (Zero-Knowledge Succinct Non-Interactive Argument of Knowledge) — це спосіб створення коротких доказів без взаємодії між сторонами, що використовує еліптичні криві. Вони швидкі та ефективні, але вимагають довірчого налаштування.

ZK-STARKs (Zero-Knowledge Scalable Transparent Argument of Knowledge) — це еволюція SNARKs. Вони базуються на хеш-функціях, не потребують довірчого налаштування і мають стійкість до квантових комп’ютерів. Вони більш прозорі та масштабовані.

Застосування ZK Rollups для масштабування Ethereum

Найбільш практичне застосування ZKP — це ZK Rollups. Це рішення другого рівня для масштабування блокчейнів, таких як Ethereum, що значно підвищує пропускну здатність транзакцій, знижує комісії та зменшує навантаження на мережу.

Як працюють ZK Rollups

ZK Rollups функціонують у три етапи:

Перший етап: агрегація транзакцій
Багато транзакцій об’єднуються поза ланцюгом у один набір даних. Це зменшує обсяг даних, які потрібно обробляти основним ланцюгом, підвищуючи ефективність мережі.

Другий етап: створення доказу
Генерується zk-SNARK, що підтверджує правильність об’єднаних транзакцій без розкриття їх деталей.

Третій етап: перевірка та оновлення стану
Доказ надсилається до основного ланцюга, де його перевіряють. У разі успіху стан мережі оновлюється відповідно до транзакцій.

Технології, що забезпечують баланс між приватністю та прозорістю

Значна популярність ZKP зумовлена здатністю балансувати між захистом приватності та прозорістю. У сучасному світі зростає кількість даних, що збираються великими компаніями, водночас підвищується обізнаність про захист особистої інформації. ZKP дозволяє довести правильність даних без їх розкриття, що робить цю технологію особливо цінною.

Від фінансових транзакцій до систем голосування та аутентифікації — застосування ZKP швидко зростає. Технологія, що поєднує приватність і масштабованість, має великий потенціал стати основою Web3.

Проєкти ZK Rollup, на які слід звернути увагу у 2024 році

Зараз кілька ZK Rollup-проектів активно працюють над вирішенням масштабувальних проблем Ethereum. zkSync зосереджений на оптимізації швидкості та вартості транзакцій. Linea від ConsenSys використовує zkEVM для інтеграційного масштабування. Starknet застосовує zk-ролапи для підвищення ефективності мережі, а Polygon zkEVM спрямований на зниження газових витрат і швидкість транзакцій. Також Scroll продовжує розвиватися як проект другого рівня із застосуванням zk-ролапів.

Завдяки цим проєктам впровадження технології доказів з нульовою кількістю знань буде ще швидшим і ширшим.