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一文读懂零知识证明区块链项目

零知识技术是密码学的一个分支,可以为许多Layer 1区块链项目解决扩容和隐私问题。区块链可以利用零知识证明技术提升交易吞吐量,在验证用户身份的同时保护用户数据隐私,实现复杂的计算…

零知识技术是密码学的一个分支,可以为许多Layer 1区块链项目解决扩容和隐私问题。区块链可以利用零知识证明技术提升交易吞吐量,在验证用户身份的同时保护用户数据隐私,实现复杂的计算,并让企业既可以利用区块链技术又能保护自身知识产权。在上述所有应用场景中,零知识证明都是不可或缺的关键技术。

什么是零知识证明(ZKP)?零知识证明可以让用户在不透露信息的前提下证明自己知道或拥有信息。“证明者”(prover)会利用某一系统输入的信息来创建证明,而“验证者”(verifier)则会验证这个证明的计算结果,但却无法得知信息的具体内容。最关键的是,零知识证明可以验证某一数据集的有效性,并同时保护数据隐私。

本文将探讨零知识证明解决方案的独特优势;区块链项目如何利用zkSNARK和zkSTARK等零知识证明技术帮助开发者打造高级的dApp,在为Web3实现扩容的同时也保护用户隐私;以及Chainlink的信任最小化服务如何帮助这些协议提升去中心化水平、可靠性以及安全性。

零知识技术可以让开发者既能利用以太坊等底层区块链的安全性,又能为dApp提高交易吞吐量和速度,并同时将用户个人信息放在链下,以保护用户隐私。交易将打包上传至链上,以降低终端用户的使用成本。最终,项目可以利用这些功能打造出高级的dApp,不仅在性能上可以与Web2系统媲美,而且还能保持Web3去中心化的优势。

optimistic rollup是一种Layer 2技术,是目前主流的扩容方案。据分析网站L2Beat的统计,截止至2022年6月29日,optimistic rollup占以太坊Layer 2网络总锁仓量的74.3%,而零知识证明方案则占25.9%。

零知识扩容方案和optimistic rollup最大的区别就是交易验证的方式不同。optimistic rollup采用欺诈证明(fraud proof),只有在Layer 1区块链上裁决状态变更纠纷时才需要生成欺诈证明;而零知识技术方案则是在每一批交易打包上传至链上时都会发布有效性证明(validity proof)。也就是说,采用零知识证明的协议永远都是有效的状态,而代价则是要花更多的gas费在底层区块链上验证有效性证明。

然而,将zk-rollup与链下数据结合可以有效优化gas费。这种效率更高的零知识技术方案包括“validium”和“volition”。这类方案也可以在不透露数据隐私的前提下证明状态的有效性。这将有助于提升公链在企业的应用,企业可以更好地保护用户数据和商业机密。

零知识技术方案和optimistic rollup还有一个差别,那就是资金效率。在optimistic rollup中,交易终局和取款的标准时间窗口是一周;而在零知识技术方案中,用户可以在约10分钟内取款。

要了解更多关于optimistic rollup和零知识协议的差异,请观看以下视频。视频中,来自Offchain Labs、Polygon Hermez、Matter Labs、Metis DAO以及Optimism的负责人共同讨论了以太坊Layer 2的未来发展前景

Layer 2方案可以采用有效性证明或欺诈证明,并可以将数据储存在链上或链下。

基础架构

zk-rollup会将多笔交易打包在一起,并发布到Layer1区块链上,同时还会发布一个验证计算有效性的证明。发布到链上的证明也被称作“有效性证明”。有效性证明分为SNARKs和STARKs两类。一旦这些证明在底层区块链上得到了验证,zk-rollup的状态就会更新。

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