Giới thiệu về lịch sử, ứng dụng và nguyên lý của zk-SNARK
Một, sự phát triển của zk-SNARK
Hệ thống chứng minh không biết (zk-SNARK) hiện đại có nguồn gốc từ bài báo năm 1985 của Goldwasser, Micali và Rackoff. Bài báo này khám phá lượng kiến thức cần thiết để chứng minh tính chính xác của một tuyên bố thông qua nhiều vòng tương tác trong hệ thống tương tác. Nếu có thể thực hiện việc trao đổi không biết, thì được gọi là chứng minh không biết. Các hệ thống chứng minh không biết sớm hơn thiếu hiệu quả và khả năng sử dụng, chủ yếu dừng lại ở cấp độ lý thuyết. Trong mười năm qua, với sự trỗi dậy của mật mã trong lĩnh vực tiền điện tử, chứng minh không biết dần trở thành hướng nghiên cứu quan trọng.
Đột phá then chốt của chứng minh không biết là bài báo của Groth được công bố vào năm 2010, đặt nền tảng lý thuyết cho zk-SNARK. Năm 2015, Zcash đã ứng dụng chứng minh không biết vào việc bảo vệ quyền riêng tư giao dịch, là tiến bộ quan trọng của chứng minh không biết ở cấp độ ứng dụng. Sau đó, zk-SNARK kết hợp với hợp đồng thông minh, mở rộng không ngừng các tình huống ứng dụng.
Các thành tựu học thuật quan trọng khác bao gồm: giao thức Pinocchio năm 2013, thuật toán Groth16 năm 2016, thuật toán Bulletproofs năm 2017, giao thức zk-STARKs năm 2018, v.v. Những tiến bộ này có những cải tiến quan trọng về kích thước chứng minh, hiệu quả xác minh, v.v.
Hai, ứng dụng chính của zk-SNARK
Hai ứng dụng phổ biến nhất của zk-SNARK là bảo vệ quyền riêng tư và mở rộng quy mô.
Trong lĩnh vực bảo vệ quyền riêng tư, các dự án tiêu biểu bao gồm Zcash, Monero, v.v. Lấy Zcash làm ví dụ, nó sử dụng zk-SNARKs để thực hiện quyền riêng tư giao dịch, các bước chính bao gồm thiết lập hệ thống, tạo khóa, đúc tiền, chuyển tiền, xác minh và nhận. Tuy nhiên, tỷ lệ giao dịch riêng tư của Zcash không cao, cho thấy nhu cầu về quyền riêng tư chưa đạt được kỳ vọng.
Trong việc mở rộng, ZK Rollup là ứng dụng quan trọng. ZK Rollup bao gồm hai loại vai trò là Sequencer và Aggregator, thông qua việc xử lý giao dịch theo lô và sinh ra zk-SNARK để đạt được mở rộng. So với Optimistic Rollup, ZK Rollup có ưu điểm về chi phí thấp, tính cuối nhanh, nhưng khối lượng tính toán lớn và cần thiết lập đáng tin cậy cũng là những thách thức mà nó phải đối mặt.
Hiện nay, các dự án ZK Rollup chủ đạo bao gồm StarkNet, zkSync, Aztec, Polygon Hermez, v.v., trên lộ trình công nghệ chủ yếu lựa chọn giữa SNARK và STARK, cũng như việc có hỗ trợ tính tương thích EVM hay không. Vấn đề tính tương thích EVM luôn là tâm điểm chú ý của ngành, sự tiến bộ công nghệ gần đây đã nâng cao tính tương thích EVM lên một tầm cao mới, điều này sẽ ảnh hưởng đến cấu trúc phát triển của hệ sinh thái ZK.
Ba, Nguyên lý cơ bản của ZK-SNARK
ZK-SNARK là một triển khai quan trọng của zk-SNARK. Nó có các đặc tính như không biết, ngắn gọn, không tương tác.
Các bước cơ bản của ZK-SNARK bao gồm:
Chuyển đổi vấn đề thành mạch điện
Chuyển đổi mạch thành dạng R1CS
Chuyển R1CS sang dạng QAP
Thiết lập cấu hình tin cậy, tạo khóa chứng minh và khóa xác minh
Tạo và xác minh chứng chỉ zk-SNARK
Cốt lõi của ZK-SNARK nằm ở việc thông qua những biến đổi toán học phức tạp, chuyển đổi vấn đề thành hình thức có thể chứng minh và xác minh hiệu quả. Nó đã đặt nền tảng cho việc ứng dụng rộng rãi của chứng minh không biết (zero-knowledge proof) trong các lĩnh vực như blockchain.
Trang này có thể chứa nội dung của bên thứ ba, được cung cấp chỉ nhằm mục đích thông tin (không phải là tuyên bố/bảo đảm) và không được coi là sự chứng thực cho quan điểm của Gate hoặc là lời khuyên về tài chính hoặc chuyên môn. Xem Tuyên bố từ chối trách nhiệm để biết chi tiết.
16 thích
Phần thưởng
16
4
Chia sẻ
Bình luận
0/400
TokenUnlocker
· 22giờ trước
Công nghệ này có chút đặc biệt.
Xem bản gốcTrả lời0
MaticHoleFiller
· 22giờ trước
Luôn có những sự kiện lớn xảy ra trong tầng riêng tư.
Xem bản gốcTrả lời0
MEVictim
· 22giờ trước
bull da, tiếc là tôi chỉ có thể hiểu zk là zkSync
Xem bản gốcTrả lời0
SigmaValidator
· 22giờ trước
zk là zk, không có gì để giải thích ngoài điều đó.
Lịch sử phát triển và ứng dụng của zk-SNARK: Từ những đột phá lý thuyết đến thực tiễn ZK Rollup
Giới thiệu về lịch sử, ứng dụng và nguyên lý của zk-SNARK
Một, sự phát triển của zk-SNARK
Hệ thống chứng minh không biết (zk-SNARK) hiện đại có nguồn gốc từ bài báo năm 1985 của Goldwasser, Micali và Rackoff. Bài báo này khám phá lượng kiến thức cần thiết để chứng minh tính chính xác của một tuyên bố thông qua nhiều vòng tương tác trong hệ thống tương tác. Nếu có thể thực hiện việc trao đổi không biết, thì được gọi là chứng minh không biết. Các hệ thống chứng minh không biết sớm hơn thiếu hiệu quả và khả năng sử dụng, chủ yếu dừng lại ở cấp độ lý thuyết. Trong mười năm qua, với sự trỗi dậy của mật mã trong lĩnh vực tiền điện tử, chứng minh không biết dần trở thành hướng nghiên cứu quan trọng.
Đột phá then chốt của chứng minh không biết là bài báo của Groth được công bố vào năm 2010, đặt nền tảng lý thuyết cho zk-SNARK. Năm 2015, Zcash đã ứng dụng chứng minh không biết vào việc bảo vệ quyền riêng tư giao dịch, là tiến bộ quan trọng của chứng minh không biết ở cấp độ ứng dụng. Sau đó, zk-SNARK kết hợp với hợp đồng thông minh, mở rộng không ngừng các tình huống ứng dụng.
Các thành tựu học thuật quan trọng khác bao gồm: giao thức Pinocchio năm 2013, thuật toán Groth16 năm 2016, thuật toán Bulletproofs năm 2017, giao thức zk-STARKs năm 2018, v.v. Những tiến bộ này có những cải tiến quan trọng về kích thước chứng minh, hiệu quả xác minh, v.v.
Hai, ứng dụng chính của zk-SNARK
Hai ứng dụng phổ biến nhất của zk-SNARK là bảo vệ quyền riêng tư và mở rộng quy mô.
Trong lĩnh vực bảo vệ quyền riêng tư, các dự án tiêu biểu bao gồm Zcash, Monero, v.v. Lấy Zcash làm ví dụ, nó sử dụng zk-SNARKs để thực hiện quyền riêng tư giao dịch, các bước chính bao gồm thiết lập hệ thống, tạo khóa, đúc tiền, chuyển tiền, xác minh và nhận. Tuy nhiên, tỷ lệ giao dịch riêng tư của Zcash không cao, cho thấy nhu cầu về quyền riêng tư chưa đạt được kỳ vọng.
Trong việc mở rộng, ZK Rollup là ứng dụng quan trọng. ZK Rollup bao gồm hai loại vai trò là Sequencer và Aggregator, thông qua việc xử lý giao dịch theo lô và sinh ra zk-SNARK để đạt được mở rộng. So với Optimistic Rollup, ZK Rollup có ưu điểm về chi phí thấp, tính cuối nhanh, nhưng khối lượng tính toán lớn và cần thiết lập đáng tin cậy cũng là những thách thức mà nó phải đối mặt.
Hiện nay, các dự án ZK Rollup chủ đạo bao gồm StarkNet, zkSync, Aztec, Polygon Hermez, v.v., trên lộ trình công nghệ chủ yếu lựa chọn giữa SNARK và STARK, cũng như việc có hỗ trợ tính tương thích EVM hay không. Vấn đề tính tương thích EVM luôn là tâm điểm chú ý của ngành, sự tiến bộ công nghệ gần đây đã nâng cao tính tương thích EVM lên một tầm cao mới, điều này sẽ ảnh hưởng đến cấu trúc phát triển của hệ sinh thái ZK.
Ba, Nguyên lý cơ bản của ZK-SNARK
ZK-SNARK là một triển khai quan trọng của zk-SNARK. Nó có các đặc tính như không biết, ngắn gọn, không tương tác.
Các bước cơ bản của ZK-SNARK bao gồm:
Cốt lõi của ZK-SNARK nằm ở việc thông qua những biến đổi toán học phức tạp, chuyển đổi vấn đề thành hình thức có thể chứng minh và xác minh hiệu quả. Nó đã đặt nền tảng cho việc ứng dụng rộng rãi của chứng minh không biết (zero-knowledge proof) trong các lĩnh vực như blockchain.