ゼロ知識の証明はブロックチェーンの信頼を回復できるか？

ブロックチェーン技術は、資金を交換し、デジタル業務を行うための安全なソリューションとして導入されたが、近年はそうではないことが証明されています。2023年現在、暗号の世界は、数多くの詐欺事件、サイバー侵害、個人情報の盗難、その他のセキュリティ関連の問題を目撃しています。 

この問題がより顕著になるにつれて、暗号通貨分野で最も優れた考えの持ち主たちがブロックチェーンのセキュリティの目標に合致する解決策を探し続けています。 いくつかの提案された理論が存在する中、ゼロ知識プルーフの方法論が他の提案に優越しています。 したがって、ZKプルーフの性質と内部動作を探求し、それがブロックチェーンネットワークの長期的なセキュリティを確保する方法を見てみましょう。

ゼロ知識証明とは何を意味するのか

1980年代にマサチューセッツ工科大学（MIT）で発明されたZKプルーフ原理は、情報を実際に他の関係者にさらさないまま確認するための最も安全な方法の一つです。 ZKプルーフ は、情報アクセスを制限し、したがってネットワーク内でのデータ漏洩の可能性を最小限に抑えるために不可欠です。その名前が示すように、ZKプルーフは情報の妥当性を証明することに関して、情報内容について知らないことがすべてです。

最初、この考え方は不可解で、不可能にさえ思えるかもしれません。結局、実際に詳細な検証プロセスを示すことなく、どうやって一人の人間がデータの一部を検証したことを証明できるのでしょうか？ZKPの原理を視覚化するために、単純化した例を分析してみましょう。 

ZK-Proof はどのように機能するのか

2人の個人がZK証明プロセスを行いたいとします。Aさんは、Bさんが青と赤のどちらが正しいか知っていることを検証したいです。人物Aは2つのボールを持ち、彼らの視点からは灰色です。しかし、Bさんはどちらのボールが青でどちらが赤かわかると主張します。では、Bはどうやってその知識を証明するのだろうか？Bに見せないで、Aから2つのボールをシャッフルしてもらえばいいのです、そのたびにBは2つのボールの色を説明します。 

何回か繰り返せば、気まぐれにボールの色を当てる確率は天文学的に低くなります。理論的には、Bはまだそれをやり遂げることができるが、10回連続で当てたとしても、まったくの幸運の可能性はゼロに等しくなります。つまり、BさんはAさんに情報を伝えることなく自分の色知覚能力を証明することに成功したのです。こうして、データは複数の関係者にその内容を知られることなく検証されるのです。 

BlockchainにおけるZKPは、まさにこのように機能します。しかし、ボールの色の代わりに、ネットワークのベリファイアは取引の正当性を証明するために複雑な数式を用います。証明者が繰り返しこれらの数学的問題を解く間、検証者は一貫した解答結果を受け取ります。解が正しいことが続けば、確率の原理が再び働き、ブロックチェーン取引は完全に有効とみなされます。 

ゼロ知識の証明の例と応用

プライバシーと情報の完全性は多くの分野で最重要であるため、この最先端の検証方法を利用する方法は数多くあります。政治、技術から金融、電子商取引まで、このようなシステムは世界中のほとんどすべての分野を強化するでしょう。企業は、個人情報の危険にさらされることなく、顧客データを管理するための改善された方法を受け取ることができます。 

投票手続きは、参加者のアイデンティティを公開することなく行うことができます。個人は、自分のプライベートネットワークのセキュリティを破壊することなく、メッセージやファイルを交換することができます。リストは枚挙にいとまがありません。ZKPは、現実的に情報を安全に保護するための代表的なシステムになる可能性があるため、トランザクションの検証をはるかに超える用途と価値があります。しかし、現時点では、ZKPの原理はまだ始まったばかりであり、長期的にその価値を証明するためには、徹底的なテストが必要です。 

現在、ブロックチェーン分野内には2つの主要なZKPテクノロジーのサブタイプが存在しています – ZKロールアップ と ZKスナーク。

スナークの方法は、トランザクションの有効性を証明するための双方向性の完全な欠如を意味します。複数のプロジェクトが、ネットワーク上で非対話的なZKPを作成するための独自のコンセプトを開発しています、それは、セキュリティレベルを劇的に向上させるからです。 

第二に、ZKロールアップでは、何千ものトランザクションデータを1つの検証トランザクションにまとめることができます。この拡張性オプションは、ネットワークの飽和効果を大幅に軽減し、世界中のほぼすべてのブロックチェーンネットワークに恩恵をもたらします。 

ZK-SnarksとZK-Rollupsは、セキュリティを最大限に高めるために、会社がスケーリング能力を犠牲にせずに両方のコンセプトを採用する傾向があるため、しばしば同じです。 実際のZKPの実装の最も注目すべき例は、Polygon ZkEVM であり、ゼロ知識方法論の大規模な採用を推進しています。 ただし、その複雑な性質のため、ZKPは大衆の間で人気を博するには多くの障害に直面しています。 さらに、ZKPは長期的な実現可能性のテストがまだ行われておらず、これがいくつかの企業にとって、既存のネットワークにこの方法論を実装することに慎重に考えさせています。

ブロックチェーン・システムにとってのZK証明の利点

したがって、議論されているように、ZKプルーフはブロックチェーン業界の新たなセキュリティベンチマークになるまで、さらにはそれを超えるまで、長い道のりがあります。しかしながら、ZKプルーフはそれだけの価値があるのでしょうか？ZK-proofs は、実装が非常に難しい複雑で入り組んだ方法論と引き換えに何を提供してくれるのだろうか？探ってみよう。 

セキュリティとプライバシー 

第一に、ZKPは、データの露出を積極的な参加者に限定することで、あらゆるブロックチェーンネットワークにセキュリティとプライバシーをもたらすことができます。結局のところは、データ侵害は単独では発生せず、悪意のある攻撃者はネットワークにアクセスするためのゲートウェイを必要とします。ブロックチェーン・ネットワーク上でのデータのやり取りを最小限に抑えることは、悪意のある攻撃者から機会を奪う最善の方法です。 

プライバシーに関しては、ZKPは、プロフィールを取り巻く機密情報全体を実際に明らかにすることなく、独自のアイデンティティを証明するために使用することができます。例えば、個人情報を開示していなくても、銀行や証券会社、ブロックチェーン・ネットワークなどに自分の正当性を証明することができます。 

使いやすさ

ZKPを取り入れることは困難ですが、その利用はユーザーにとって非常に簡単で便利です。一旦ZKPが導入されれば、利用者は数秒で身元を証明し、情報を交換し、取引を行うことができるようになります。 

スケーラビリティ

最後に、スケーラビリティはZK-プルーフの重要な側面であり、新しいZK-ロールアップ技術は数千のトランザクションを一緒にバッチ処理して検証できます。 ZK-ロールアップはZK原則を優れた方法で活用し、トランザクションの妥当性を証明するのにデータ断片のみを使用します。 データ要件が最小限に抑えられているため、ZK-ロールアップは従来のワークプルーフやステークプルーフなどのデータ検証方法よりもはるかに少ない時間とエネルギーを必要とします。

最終的な考え: ZK-プルーフは仮想通貨を救えるか？

強力な中核のアイデアと高度なセキュリティを備えて、ZK原則はブロックチェーンに常に存在する懸念事項を排除または減少させる可能性があります。 仮想通貨ユーザーが業界のサイバー犯罪や詐欺事件に飽き飽きしている中、取引を保護する新しい改良された方法を導入することは重要です。 複雑さにもかかわらず、ZK-プルーフの方法論は長期的にはこのジレンマを解決できるかもしれません。