Что такое доказательство с нулевым разглашением (ZKP)? Инновационная технология защиты конфиденциальности в эпоху блокчейна

Дэвид обладает рецептом лучшей в мире спагетти Болоньезе. Однако Джон хочет убедиться, что у Дэвида действительно есть этот рецепт, не зная его конкретного содержания. Именно в таких ситуациях отлично работает доказательство с нулевым разглашением (ZKP). Используя технологию ZKP, можно доказать наличие рецепта, не раскрывая его деталей.

Эта технология — не просто теория в области криптографии, а практический инструмент, который быстро привлекает внимание благодаря возможности внедрения в блокчейн, финансы, цифровое голосование и любые ситуации, требующие сохранения приватности.

Основные принципы работы доказательства с нулевым разглашением: понимание за 3 шага

Механизм работы ZKP состоит из пяти этапов:

Сначала доказатель (Дэвид) и проверяющий (Джон) соглашаются на общие параметры шифрования и алгоритмы. Затем доказатель скрытно фиксирует существование рецепта, не раскрывая его деталей. После этого проверяющий задает случайное задание, а доказатель формирует ответ, основываясь на своей фиксации. В конце проверяющий сверяет ответ с заданием и фиксацией, чтобы убедиться в подлинности доказательства.

Интересно, что эти шаги можно повторять многократно, и с каждым повтором повышается уровень доверия. Таким образом, ZKP — это цикл из трех фаз: «фиксация», «задание» и «ответ».

Почему доказательство с нулевым разглашением важно: баланс между приватностью и масштабируемостью

Причина быстрого роста популярности ZKP проста и важна. В современном обществе одновременно существуют требования к защите приватности и прозрачности, которые зачастую противоречат друг другу.

Особенно в условиях активного сбора данных крупными технологическими компаниями возрастает необходимость защиты анонимности и данных пользователей. В то же время, важность прозрачности блокчейна остается высокой. ZKP — это уникальный инструмент, позволяющий решать эти противоречия. Он обеспечивает возможность подтверждения достоверности информации без ее раскрытия, что делает его ключевым для достижения баланса доверия и конфиденциальности.

Основные типы доказательств с нулевым разглашением: различия между SNARKs и STARKs

Существует два основных типа реализации ZKP:

ZK-SNARKs (Zero-Knowledge Succinct Non-Interactive Argument of Knowledge) — позволяют доказателю и проверяющему взаимодействовать без обмена сообщениями, создавая короткое доказательство. Используя эллиптические кривые, они отличаются высокой эффективностью, однако требуют доверенной настройки.

В отличие от них, ZK-STARKs (Zero-Knowledge Scalable Transparent Argument of Knowledge) используют хеш-функции вместо эллиптических кривых. Главное отличие — отсутствие необходимости доверенной настройки и устойчивость к атакам квантовых компьютеров. Благодаря этим характеристикам, STARKs считаются более перспективными в долгосрочной перспективе.

Внедрение доказательств с нулевым разглашением: решения Layer 2

Наиболее практическое применение ZKP — решение проблем масштабируемости блокчейна. Особенно популярны ZK Rollups, которые значительно снижают нагрузку на основную цепочку Ethereum и других блокчейнов.

ZK Rollups собирают множество транзакций оффчейн, создают их криптографическое подтверждение (zk-SNARK) и записывают его в основную цепь. Это повышает пропускную способность, снижает комиссии и сохраняет безопасность сети. Такой подход обеспечивает баланс между высокой эффективностью и надежностью.

Работа ZK Rollups включает три основных этапа: сначала транзакции агрегируются оффчейн, затем создается доказательство их правильности, и, наконец, оно отправляется и проверяется в основной цепи, обновляя состояние блокчейна.

Проекты, привлекающие внимание в сфере zk-rollup: лидеры индустрии

Количество проектов, реализующих ZKP и zk-rollup, быстро растет.

zkSync — проект по масштабированию Ethereum, обеспечивающий высокую скорость транзакций и снижение затрат. Linea, разработанная ConsenSys, использует zkEVM и сохраняет совместимость с Ethereum, повышая масштабируемость.

Starknet — основан на zk-rollup, решает проблему скорости и стоимости транзакций в Ethereum. Polygon zkEVM использует возможности zk-rollup внутри экосистемы Polygon для снижения газовых сборов и ускорения транзакций.

Scroll — чистый проект Layer 2 для Ethereum, использующий zk-rollup и обеспечивающий нативную совместимость с EVM, делая разработку проще и удобнее.

Эти проекты активно внедряют теорию ZKP в реальную блокчейн-экосистему, развиваясь в направлении повышения приватности, масштабируемости и прозрачности.