零知识证明能在区块链中再次得到信任吗？
文章
区块链技术被引入作为交换资金和进行数字操作的安全解决方案，但近年来并未做到安全。截至2023年，加密领域出现了许多欺诈案件、网络入侵、身份盗窃和其他与安全相关的问题。
由于这个问题变得越来越严重，加密货币领域最聪明的人正在寻找一种解决方案来满足区块链的安全目标。虽然存在几种提出的理论，但零知识证明方法论在所有其他建议中独占鳌头。所以，让我们探索一下零知识证明的本质和内部运作方式，以及它们如何确保区块链网络的长期安全。
主要内容
- 零知识证明（ZK-proof）是一种理论原则，用于在不实际查看内容的情况下验证任何信息。
- ZK 证明在区块链中具有许多潜在优势，因为它们可以最大限度地减少数据暴露，消除恶意攻击者的突破点。
- ZK 证明还为个人提供了隐私保护，使其不会泄露敏感信息。从长远来看，它们也容易扩展。
零知识证明（ZK证明）的意思是什么？
这个原理在20世纪80年代在麻省理工学院（MIT）发明，ZK证明原理是最安全的验证信息的方法之一，不会将信息暴露给其他方。ZK证明在限制信息访问方面至关重要，能最大限度地降低了任何网络内数据泄露的可能性。正如其名称所示，零知识证明是在不知道信息内容的情况下证明信息有效性的。
起初，这个概念可能看起来很令人费解，甚至是不可能出现的。毕竟，一个人怎么能在不实际展示他对数据验证的详细过程的同时又证明他们已经验证了一段数据？为了具象化ZK证明原理，让我们分析一个简化示例。
ZK证明如何运作？
假设两个人想进行ZK证明流程。甲想验证乙是否知道哪个颜色是蓝色，哪个颜色是红色。甲有两个球，从他们的角度来看是灰色的。但是，乙声称他们可以分辨出哪个球是蓝色，哪个球是红色。那么在这种情况下，乙如何证明自己呢？他们可以简单地要求甲在不向乙展示的情况下打乱两个球。每次，乙都需要描述两个球的颜色。
如果重复几次，凭一时好运猜中球颜色的概率会变得微乎其微。理论上，乙仍然有几率能猜中颜色，但如果乙能连续十次猜中，纯粹靠运气的可能性就微乎其微。因此，乙成功地证明了他对颜色的感知能力，而不需要将信息传递给甲。因此，在不向任何一方透露内容的情况下，数据得到了验证。
区块链中的ZKP正是如此。但是，网络验证者使用复杂的数学方程来证明交易的有效性，而不是球的颜色。当验证者反复解决这些数学问题时，验证方会收到一致的解决方案结果。如果解决方案连续正确，概率原理再次发挥作用，区块链交易可以被认为完全有效。
零知识证明的示例和应用
可以采取很多种方式来利用这种最先进的验证方法，因为隐私和信息完整性在许多领域至关重要。从政治、科技到金融和电子商务，这样的系统将增强全球几乎所有领域。企业可以获得一种更好的方式来管理客户数据，而不会泄露他们的私人信息。
投票流程可以在不暴露参与者身份的情况下执行。个人可以交换信息和文件，而不会破坏其私有网络的安全性。使用它的公司名单还在延长。ZKP的应用和价值远远超出了交易验证，因为它实际上可以作为安全系统保护信息。但是，当前，ZKP原则仍处于起步阶段，必须经过彻底测试才能证明其长期价值。
当前，区块链领域内存在两种主要的ZKP技术子类型——ZK 汇总和ZK snark。
Snark方法在证明交易的有效性时完全缺乏交互性。一些项目正在开发他们独特的概念，以在其网络上创建非交互式ZKP，因为这将大大提高他们的安全级别。
其次，ZK 汇总可以将数千个交易数据合并到一个验证交易中。这种可扩展性方法极大地降低了网络饱和效应，几乎使全球任何区块链网络受益。
ZK-Snarks和ZK-Rollups通常是一样的，因为公司倾向于同时采用这两种概念来最大化其安全性，而不牺牲其扩展能力。现实生活中最知名的ZKP实施示例是Polygon ZkEVM，它提倡大规模采用零知识方法。但是，由于其复杂性，ZKP遇到许多阻碍，难以实现大规模普及。此外，ZKP尚未经过长期可行性测试，这使得一些公司犹豫是否在其已建立的网络中实施这种方法。
ZK证明在区块链系统中的优势
因此，正如所讨论的那样，在零知识证明在成为区块链行业甚至更广泛领域的新安全基准之前还有很长的路要走。但是，零知识证明值得用吗？它们借助极其难以实现的复杂且错综复杂的方法实现了什么呢？让我们来探讨一下。
安全与隐私
首先，ZKP可以通过限制主动参与者的数据暴露来为任意区块链网络带来安全性和隐私性。毕竟，数据泄露不会自行发生，恶意攻击者需要一个网关来访问网络。最大限度地减少区块链网络上的数据交互能最大限度地剥夺恶意攻击者攻击的机会。
在隐私方面，ZKP可用于证明您的唯一身份，而无需实际披露您的个人资料附近的全部敏感信息。例如，个人可以向银行、经纪商公司、区块链网络和其他实体证明其合法性，而无需披露其私人信息。
易用
虽然采用ZKP具有挑战性，但用户非常容易上手使用它。在实施后，ZKP允许用户在几秒钟内证明其身份、交换信息并进行交易。
可扩展性
最后，可扩展性是零知识证明的一个重要元素，因为新型的ZK汇总技术可以批量验证数千笔交易。ZK汇总充分利用了零知识原理，仅使用数据片段来证明交易的有效性。由于其数据量需求非常小，ZK汇总比传统数据验证方法（如工作量证明甚至权益证明）花费的时间和精力少得多。
最终结语：ZK证明如何拯救加密货币？
ZK原则具有强大的核心思想和更高的安全性，可以消除或减少区块链中一直存在的担忧。由于加密货币用户对行业中的网络犯罪和欺诈案件感到厌倦，引入一种新的改进方法来保护交易非常重要。尽管其复杂，但ZK证明方法可以长期解决加密货币中的困境。
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