Tämä artikkeli on peräisin yhteisöltä. Sen kirjoittaja on Manta Networkin perustaja Kenny Li. Manta Network on ohjelmoitava Layer 1 -yksityisyysprotokolla, joka toimii nollatietotodistustekniikalla.
Tiivistelmä
Nollatietotodistus (zero-knowledge proof, ZKP) on kryptografinen tekniikka, jonka avulla tiedon totuus voidaan tarkistaa paljastamatta itse tietoja. Siitä on tullut yhä tärkeämpi tekniikka lohkoketjuihin, kryptoihin ja hajautettuun rahoitukseen (DeFi) liittyen yksityisyyden ja turvallisuuden parantamiseksi.
Monet DeFi-projektit käyttävät jo ZKP:itä tarjotakseen käyttäjille korkeamman yksityisyystason ja turvallisuuden palveluihin, kuten lainanantoon, -ottoon ja treidaukseen liittyen. Useat Layer 1 -lohkoketjut ovat lisäämässä ketjuunsa ZKP-pohjaisia rollupeja tai zkEVM:iä. Nollatietotodistusten odotetaan olevan yhä tärkeämmässä roolissa lohkoketjun ja Web3:n maailmassa, kun niiden odotetaan tulevan laajemmin käyttöön.
Kuinka nollatietotodistus toimii?
Nollatietotodistus on menetelmä, jolla yksi osapuoli (todistaja) voi lisätietoja paljastamatta todistaa toiselle osapuolelle (todentajalle), että väite on totta. Tämä on erityisen hyödyllistä silloin, kun tiedot ovat arkaluonteisia ja todistaja ei halua, että todentajalla on pääsy niihin.
Todistaja toimittaa matemaattisen todisteen, jonka vain hän voi luoda, ja todentaja voi käyttää tätä todistetta todentaakseen väitteen totuuden. Hän ei kuitenkaan voi käyttää todistetta alkuperäisten tietojen rekonstruointiin.
Kuvittele tunneli, jossa on kaksi sisäänkäyntiä, A ja B. Tunnelin toisessa päässä on salaisella koodilla lukittu ovi, joka estää ihmisiä kulkemasta tunnelin läpi päästä päähän (A:sta B:hen). Tiedät salaisen koodin ja haluat myydä sen rouva X:lle, joka haluaa päästä tunneliin.
Haluat hänen maksavan etukäteen ennen kuin paljastat koodin hänelle, mutta hän haluaa sinun ensin todistavan, että todella tiedät koodin. Tässä tapauksessa hän voi tehdä sen seisomalla tunnelin edessä ja katsomalla, kun kävelet yhdestä sisäänkäynnistä sisään tunneliin ja tulet ulos toisesta. Näin hän voi varmistaa, että todella tiedät salaisen koodin.
Miksi käyttää nollatietotodistuksia?
Nollatietotodistusten suosio lohkoketjussa ja kryptoissa johtuu yksityisyyden ja turvallisuuden kasvavasta kysynnästä digitaalisiin transaktioihin liittyen. Lohkoketjutekniikan ja kryptojen kysynnän kasvaessa tarvitaan yhä useampia tapoja todentaa transaktioita paljastamatta arkaluontoisia tietoja – ja tämän tarpeen voivat ZKP:t täyttää.
Nollatietotodistukset ovat herättäneet enemmän huomiota ja kiinnostusta viime vuosina sitä myötä, kun monia ZKP:itä hyödyntäviä protokollia on luotu ja suuret lohkoketjut ovat rakentaneet nollatieto-rollupeja. Selvä merkki nollatietotodistusten suosiosta nähtiin DevCon 2022 -konferenssissa, jossa yli 20 % kaikista esityksistä koski tätä tekniikkaa.
Keskeiset kehityssuunnat
Eräs keskeinen kehitysaskel nollatietotodistuksiin liittyen on zk-SNARKien, tietyntyyppisten ZKP:iden, lisääntynyt käyttö. Zk-SNARKit on otettu laajalti käyttöön erilaisissa DeFi-sovelluksissa, kuten yksityisissä token-transaktioissa ja suojatussa luotonannossa ja lainanotossa. Toinen merkittävä kehitys nollatietotodistuksiin liittyen on lisääntynyt keskittyminen skaalautuvuuteen ja suorituskykyyn zk-rollupien avulla.
Zk-SNARK-todistukset
Zero-knowledge succinct non-interactive argument of knowledge (zk-SNARK) on tietyntyyppinen nollatietotodistus, jonka avulla lausunto voidaan tarkistaa paljastamatta mitään tietoja itse lausunnosta.
Zk-SNARKeja on jo käytetty sovelluksissa, kuten Zcash ja JP Morgan Chasen lohkoketjupohjaisessa maksujärjestelmässä. Sitä on käytetty myös tapana todentaa asiakkaat turvallisesti palvelimilla.
Zk-rollupit
Zk-rollupit ovat lohkoketjuverkkojen skaalausratkaisu, joka helpottaa useiden transaktioiden eristämistä yhdeksi suuremmaksi transaktioksi, joka sitten tallennetaan lohkoketjuun. Esimerkiksi vuonna 2022 BNB Chain lanseerasi zkBNB-testiverkkonsa, joka on rakennettu zk-rollup-arkkitehtuurille.
ZkBNB voi niputtaa satoja transaktioita yhdeksi eräksi ketjun ulkopuolella ja luoda kryptografisen todistuksen kaikkien transaktioiden pätevyyden todistamiseksi. Zk-rollupit tarjoavat tasapainoa skaalautuvuuden ja turvallisuuden välillä ja soveltuvat suuriin, matalaviiveisiin käyttötapauksiin.
Nollatietotodistusten käyttötapaukset
Nollatietotodistuksilla on monia käyttötapauksia, joista osa on jo toteutunut; toisten taas odotetaan toteutuvan tulevaisuudessa. Joitakin merkittäviä ZKP:n käyttötapauksia ovat:
Digitaalinen henkilöllisyyden todentaminen
Nollatietotodistuksia voidaan käyttää käyttäjien henkilöllisyyden tarkistamiseen arkaluonteisia henkilötietoja paljastamatta. Tästä voi olla hyötyä esimerkiksi digitaalisissa äänestysjärjestelmissä, joissa äänestäjien henkilöllisyys on tarkistettava heidän nimettömyyttään vaarantamatta.
Yksityisyyttä suojaavat transaktiot
Eräs suosituimmista nollatietotodistusten käyttötapauksista kryptoihin liittyen on yksityisyyden säilyttävien transaktioiden mahdollistaminen. Esimerkiksi Manta Networkin hajautettu MantaPay-sovellus (hajautettu sovellus) käyttää ZKP:itä, joiden avulla käyttäjät voivat tehdä transaktioita hajautetussa pörssissä (DEX) paljastamatta henkilöllisyyttään tai transaktiotietojaan. Näin käyttäjät voivat säilyttää yksityisyytensä ja silti käyttää alustaa transaktioiden tekemiseen.
Suojatut transaktiot
Zcash on kryptovaluutta, joka käyttää nollatietotodistuksia suojattujen transaktioiden mahdollistamiseksi. Tällaisissa transaktioissa lähettäjän ja vastaanottajan osoitteita sekä transaktiosummia ei näytetä julkisessa lohkoketjussa, mikä lisää käyttäjien yksityisyyttä.
Tokenisointi ja omistajuuden todentaminen
Nollatietotodistuksia voidaan käyttää myös varojen tokenisoimiseen ja niiden omistajuuden todistamiseen. Omaisuus voidaan esimerkiksi tokenisoida ja mikä tahansa osapuoli voi vahvistaa sen omistajuuden paljastamatta julkisesti muita tietoja.
Maailmanlaajuinen vaatimustenmukaisuus
Joissakin maissa on tiukat säännöt taloudellisten tietojen keräämisestä ja jakamisesta, joita hajautettujen alustojen voi olla vaikea noudattaa. Nollatietotodistuksia voidaan käyttää vaadittujen tietojen jakamiseen sääntelyviranomaisten kanssa niin, että ne pysyvät yksityisinä muilta osapuolilta.
Tämä voi auttaa kuromaan umpeen hajautettujen alustojen ja perinteisten rahoituslaitosten välisen kuilun, mikä helpottaa DeFin säännösten noudattamista eri lainkäyttöalueilla.
Nollatietotodistusten tulevaisuus lohkoketjussa
Nollatietotodistukset saavat tulevaisuudessa todennäköisesti aikaan uusia teknisiä innovaatioita. Seuraavassa on joitakin ZKP:hen liittyviä tulevia kehityssuuntia, joihin kannattaa kiinnittää huomiota:
Ketjujen väliset tietosuojakerrokset
Kun lohkoketju- ja DeFi-ekosysteemit kasvavat ja kehittyvät edelleen, eri lohkoketjuverkkojen välillä tarvitaan yhä enemmän yhteentoimivuutta. Ketjujen väliset yksityisyyskerrokset mahdollistavat transaktioiden suorittamisen eri lohkoketjuverkoissa mutta säilyttävät samalla osapuolten yksityisyyden.
Zk-STARK-todistukset
Toinen alue, jota kannattaa pitää silmällä, on uudentyyppisten nollatietotodistusten zk-STARKien (zero-knowledge scalable transparent argument of knowledge) lisääntynyt käyttö – niitä pidetään tehokkaampina ja turvallisempina kuin zk-SNARKeja. Toinen zk-STARKien etu zk-SNARKeihin verrattuna on, että ensimmäiset ovat nopeampia tarkistaa eivätkä ne vaadi luotettavaa ympäristöä.
Käyttäjäystävälliset työkalupakit
Nollatietotodistustekniikka voi olla monimutkaista, eikä kaikilla kehitystiimeillä ole asiantuntemusta tällä kryptografian alueella. Käyttäjäystävälliset ZKP-työkalupakit voivat auttaa kuromaan umpeen tämän aukon ja auttaa eri taustaisia kehittäjiä käyttämään tätä tekniikkaa.
Nollatietotodistusten rajoitukset
Nollatietotodistukset edustavat ainutlaatuista tapaa tarkistaa tietojen totuus säilyttäen kuitenkin samalla yksityisyyden, mutta ne eivät tarjoa sataprosenttista takuuta. Vaikka todentamisen todennäköisyys silloin, kun todistaja valehtelee, on vähäinen, käyttäjien tulee olla tietoisia siitä, että ZKP:t eivät ole idioottivarmoja.
Lisäksi nollatietotodistusten käyttämät algoritmit tarvitsevat intensiivisiä laskennallisia resursseja. Joissakin ZKP-tyypeissä intensiivinen laskenta on välttämätöntä, koska ne vaativat monia vuorovaikutuksia todentajien ja todistajien välillä. Toisissa tyypeissä algoritmit ovat erittäin laskennallisesti intensiivisiä, mikä voi mahdollisesti rajoittaa ZKP:n sovelluksia.
Yhteenveto
Nollatietotodistukset ovat nopeasti kiinnittäneet huomiota ainutlaatuisten, yksityisyyden säilyttämiseen ja skaalauspotentiaaliin liittyvien ominaisuuksiensa vuoksi. Tämän tekniikan lisääntyvä soveltaminen lohkoketjuihin, kryptoihin ja hajautettuun rahoitukseen liittyen tulee todennäköisesti lisäämään sellaisten innovatiivisempien palveluiden määrää, jotka hyödyttävät suuresti käyttäjiä. Nollatietotodistusten odotetaan olevan ratkaisevassa asemassa luotaessa hajautettujen sovellusten ekosysteemejä, jotka ovat turvallisempia, yksityisempiä ja tehokkaampia.