Tento článek je příspěvkem od komunity. Autorem je Kenny Li, spoluzakladatel programovatelného protokolu první vrstvy pro ochranu soukromí Manta Network, který využívá technologii důkazu s nulovou znalostí.
TL;DR
Důkaz s nulovou znalostí (ZKP) je kryptografická technologie, která umožňuje ověřit pravdivost informace, aniž by byla samotná informace odhalena. Tato technologie je v rámci blockchainu, kryptoměn a decentralizovaných financích (DeFi) čím dál důležitějším prvkem ke zvyšování soukromí a zabezpečení.
Mnoho projektů DeFi už ZKP využívá a uživatelům u služeb, jako je půjčování, výpůjčky a obchodování, poskytuje lepší soukromí a zabezpečení. Řada blockchainů první vrstvy přidává rollupy nebo virtuální stroje Ethereum vycházející z technologie ZKP. Důkazy s nulovou znalostí budou ve světě blockchainu a Webu 3 pravděpodobně hrát stále důležitější roli, protože je bude používat čím dál víc projektů.
Jak důkaz s nulovou znalostí funguje?
Důkaz s nulovou znalostí je metoda, kterou jedna strana (dokazovatel) může druhé straně (ověřovateli) dokázat, že výrok je pravdivý, aniž by odhalila jakoukoli další informaci. To je užitečné obzvlášť v případech, kdy jsou informace citlivé a dokazovatel nechce, aby k nim měl ověřovatel přístup.
Dokazovatel poskytuje matematický důkaz, který může vygenerovat pouze on, a ověřovatel může tento důkaz použít k ověření pravdivosti výroku. Důkaz ale už nemůže použít k rekonstrukci původní informace.
Představte si tunel se dvěma vstupy – A a B. Jedinou cestu blokují zamčené dveře s tajným kódem, který lidem brání v průchodu tunelem z jednoho konce na druhý (z A do B). Vy tajný kód znáte a chcete ho prodat paní X, která chce tunelem projít.
Než jí kód prozradíte, chcete, aby zaplatila předem, ale ona zase chce, abyste jí nejdřív dokázali, že kód opravdu znáte. V tomto případě může být řešením, že přijde k tunelu a bude vás pozorovat, jak do jednoho z vchodů vcházíte a z druhého vycházíte. Získá tak jistotu, že tajný kód opravdu znáte.
Proč by se měly důkazy s nulovou znalostí používat?
Obliba důkazů s nulovou znalostí v oblasti blockchainu a kryptoměn je dána rostoucí poptávkou po soukromí a zabezpečení digitálních transakcí. S rozmachem blockchainové technologie a kryptoměn roste i potřeba pro ověřování transakcí bez odhalení citlivých informací, kterou ZKP řeší.
Důkazy s nulovou znalostí přitahují v posledních letech čím dál větší pozornost a zájem. Už bylo spuštěno mnoho protokolů využívajících ZKP a velké blockchainy nasazují rollupy s nulovou znalostí. Jasným důkazem popularity důkazů s nulovou znalostí byla konference DevCon 2022, kde se této technologii věnovalo víc než 20 % všech přednášek.
Klíčové vývojové změny
Jedním z klíčových vývojových trendů v oblasti důkazů s nulovou znalostí je častější používání technologie zk-SNARK, což je specifický typ ZKP. Technologie zk-SNARK byla široce přijata v různých aplikacích v oblasti DeFi, jako jsou transakce soukromých tokenů nebo stíněné půjčky a výpůjčky. Dalším významným vývojovým trendem v oblasti důkazů s nulovou znalostí je používání zk-rollupů kvůli zvýšenému důrazu na škálovatelnost a výkonnost.
Technologie zk-SNARK
Technologie zk-SNARK (zero-knowledge succinct non-interactive arguments of knowledge) je konkrétní typ důkazu s nulovou znalostí, který umožňuje ověřit výrok, aniž by o samotném výroku odhalil jakoukoli informaci.
Technologii zk-SNARK využívá například kryptoměna Zcash nebo blockchainový platební systém společnosti JP Morgan Chase. Používá se také jako způsob, jak bezpečně ověřovat klienty na serverech.
Technologie zk-rollup
Technologie zk-rollup je škálovací řešení pro blockchainové sítě, které usnadňuje dávkování více transakcí do jedné větší transakce, která se následně zaznamená na blockchainu. Například BNB Chain spustil v roce 2022 svou testovací síť zkBNB postavenou na architektuře zk-rollup.
Síť zkBNB dokáže mimo hlavní blockchain sloučit stovky transakcí do jedné dávky a vygenerovat kryptografický důkaz prokazující platnost všech transakcí. Technologie zk-rollup přináší rovnováhu mezi škálovatelností a zabezpečením a je vhodná pro rozsáhlá prostředí s nízkou latencí.
Možnosti využití důkazů s nulovou znalostí
Důkazy s nulovou znalostí mají mnoho různých využití. Některé z nich už byly realizovány a další se mají stát skutečností v budoucnu. Mezi hlavní možnosti využití ZKP patří:
Digitální ověření totožnosti
Důkazy s nulovou znalostí je možné používat k ověřování totožnosti uživatelů, aniž by o sobě museli odhalit citlivé osobní údaje. To může být užitečné například v digitálních hlasovacích systémech, kde je nutné ověřit totožnost voličů, aniž by to ohrozilo jejich anonymitu.
Transakce zachovávající soukromí
Jedním z nejoblíbenějších využití důkazů s nulovou znalostí v oblasti kryptoměn jsou transakce zachovávajících soukromí. Například decentralizovaná aplikace (DApp) MantaPay platformy Manta Network využívá ZKP k tomu, aby uživatelé mohli na decentralizované burze (DEX) provádět transakce bez odhalení jejich totožnosti a podrobnosti jejich transakcí. Díky tomu mohou uživatelé platformu používat k transakcím, aniž by tím přicházeli o soukromí.
Stíněné transakce
Zcash je kryptoměna, které důkazy s nulovou znalostí umožňují posílat stíněné transakce. Při těchto transakcích jsou adresy odesílatele a příjemce i částky skryté před veřejným blockchainem, takže uživatelé mají větší soukromí.
Tokenizace a ověření vlastnictví
Důkazy s nulovou znalostí můžete použít také k tokenizaci aktiv a ověřování jejich vlastnictví. Můžete tokenizovat například nemovitost a jakákoli strana může její vlastnictví ověřit, aniž by odhalila jakékoli další informace.
Globální dodržování předpisů
Některé země mají přísné předpisy týkající se shromažďování a sdílení finančních informací, jejichž dodržování může být pro decentralizované platformy obtížné. Důkazy s nulovou znalostí jim umožňují požadované informace s regulačními orgány sdílet a zároveň je nevyzradit ostatním stranám.
Tímto způsobem by mohlo dojít k překlenutí propasti mezi decentralizovanými platformami a tradičními finančními institucemi, což by oblasti DeFi usnadnilo dodržování předpisů v různých jurisdikcích.
Budoucnost důkazů s nulovou znalostí na blockchainu
Důkazy s nulovou znalostí pravděpodobně v budoucnu přinesou nové technologické inovace. Mezi budoucí vývojové trendy v oblasti ZKP, kterým stojí za to věnovat pozornost, patří:
Crosschainové vrstvy s ochranou soukromí
S pokračujícím vývojem blockchainu a ekosystémů DeFi roste mezi různými blockchainovými sítěmi potřeba interoperability. Crosschainové vrstvy s ochranou soukromí umožní provádět transakce mezi různými blockchainovými sítěmi a zachovat soukromí zúčastněných stran.
Technologie zk-STARK
Další oblastí, kterou byste měli sledovat, je rostoucí používání technologie zk-STARK (zero-knowledge scalable transparent argument of knowledge), což je novější typ důkazu s nulovou znalostí, který by měl být efektivnější a bezpečnější než technologie zk-SNARK. Další výhodou technologie zk-STARK oproti technologii zk-SNARK je rychlejší ověřování a to, že nevyžaduje důvěryhodnou konfiguraci.
Uživatelsky přívětivé sady nástrojů
Technologie důkazu s nulovou znalostí může být složitá a ne každý tým vývojářů má v této konkrétní oblasti kryptografie odborné znalosti. Uživatelsky přívětivé sady nástrojů ZKP mohou vývojářům z různých oborů pomoct tuto propast překlenout a použití této technologie jim usnadnit.
Limitace důkazů s nulovou znalostí
Důkazy s nulovou znalostí představují jedinečnou metodu ověřování pravdivosti informací, která zachovává soukromí, ale neposkytují 100% záruku. I když je pravděpodobnost chybného ověření zanedbatelná, uživatelé by si měli uvědomit, že ZKP nejsou neprůstřelné.
Algoritmy používané důkazy s nulovou znalostí navíc vyžadují intenzivní výpočetní prostředky. Některé typy ZKP vyžadují intenzivní výpočty kvůli velkému množství interakcí mezi ověřovateli a dokazovateli. Jiné mají extrémně výpočetně náročné algoritmy, což může potenciálně využití ZKP omezit.
Závěrem
Důkazy s nulovou znalostí díky svým jedinečným vlastnostem, jako jsou zachování soukromí a možnosti škálování, přitahují značnou pozornost. Rostoucí uplatnění této technologie v oblasti blockchainu, kryptoměn a DeFi pravděpodobně přinese další inovativní služby, které budou pro uživatele velkým přínosem. Očekává se, že důkazy s nulovou znalostí budou hrát klíčovou roli při vytváření bezpečnějších, soukromějších a efektivnějších ekosystémů typu DApp.