Desenvolvimento, Aplicações e Princípios Básicos dos zk-SNARKs
I. A evolução histórica dos zk-SNARKs
O conceito moderno do sistema de prova de conhecimento zero pode ser rastreado até 1985. Naquela época, Goldwasser, Micali e Rackoff colaboraram para propor um conceito inovador, ou seja, em sistemas interativos, provar a veracidade de uma afirmação através da troca mínima de informações. Esta ideia foi publicada oficialmente em 1989, estabelecendo a base teórica para as provas de conhecimento zero.
Os sistemas de zk-SNARKs nas suas fases iniciais tinham limitações em termos de praticidade, permanecendo principalmente a um nível teórico. Apenas na última década, com a ascensão da criptografia no campo das criptomoedas, é que os zk-SNARKs realmente ganharam destaque, tornando-se uma direção de pesquisa crucial. Entre eles, desenvolver protocolos de zk-SNARKs gerais, não interativos e com um tamanho de prova limitado é um objetivo central.
Um grande avanço em zk-SNARKs ocorreu em 2010, quando o artigo publicado por Groth estabeleceu a base teórica. Em 2015, o Zcash aplicou zk-SNARKs à proteção da privacidade das transações, iniciando a ampla aplicação de zk-SNARKs em cenários práticos.
Durante este período, alguns resultados académicos importantes incluem:
O protocolo Pinocchio de 2013 melhorou significativamente a eficiência da prova e da verificação.
O Groth16 de 2016 otimizou ainda mais a escala da prova e a velocidade de verificação.
Em 2017, o Bulletproofs apresentou um algoritmo de prova curta sem necessidade de configuração confiável.
Em 2018, os zk-STARKs propuseram um novo sistema de provas resistente à computação quântica.
Além disso, protocolos emergentes como PLONK e Halo2 também contribuíram significativamente para a melhoria dos zk-SNARKs.
II. Visão geral das aplicações de zk-SNARKs
As áreas de aplicação mais amplas dos zk-SNARKs atualmente são a proteção da privacidade e a escalabilidade do blockchain.
Na proteção da privacidade, projetos como Zcash e Monero, que surgiram cedo, impulsionaram o desenvolvimento de transações privadas. Embora a demanda por privacidade não tenha sido tão proeminente quanto o esperado, esses projetos ainda mantêm uma certa posição no mercado.
No campo da escalabilidade, com a transição do Ethereum para uma abordagem centrada em rollups, as soluções de escalabilidade baseadas em zk-SNARKs estão a voltar a ser o centro das atenções.
transações de privacidade
Os projetos de transações privadas atualmente implementados incluem:
Zcash e Tornado que usam zk-SNARKs
Usar Monero com Bulletproof
Usando o Zcash como exemplo, o processo de transação que aplica zk-SNARKs inclui: configuração do sistema, geração de chaves, cunhagem, geração de prova de transação, verificação e recebimento.
No entanto, projetos como o Zcash também apresentam algumas limitações, como a dificuldade de integração com outras aplicações e uma proporção relativamente baixa de uso da funcionalidade de transações privadas. Em comparação, o design de um único grande pool de mistura adotado pelo Tornado é mais versátil.
escalabilidade
zk-SNARKs na aplicação de escalabilidade se manifesta principalmente como ZK rollup. ZK rollup inclui dois tipos de papéis: Sequencer e Aggregator:
O Sequencer é responsável por empacotar transações
O agregador é responsável por combinar transações e gerar zk-SNARKs
As vantagens do ZK rollup incluem custos baixos, finalização rápida e proteção de privacidade, mas também enfrenta desafios como alta carga computacional, segurança e compatibilidade.
Os principais projetos de ZK rollup no mercado atualmente incluem StarkNet, zkSync, Aztec Connect, Polygon Hermez/Miden, Loopring e Scroll. Esses projetos, em termos de roteiro técnico, estão principalmente entre a escolha de SNARK( e suas versões melhoradas ) e STARK, ao mesmo tempo em que focam no nível de suporte à Máquina Virtual Ethereum (EVM).
Três, o princípio básico do zk-SNARKs
zk-SNARKs precisam atender a três características: integridade, confiabilidade e zero conhecimento. Tomando o zk-SNARK como exemplo, seu nome completo é "zero conhecimento, conciso e não interativo" e os princípios de implementação específicos incluem os seguintes passos:
Converter o problema em circuitos
Converter o circuito para a forma R1CS
Converter R1CS para a forma QAP
Estabelecer uma configuração confiável, gerar a chave de prova e a chave de verificação
Gerar e verificar provas zk-SNARKs
Este processo envolve princípios criptográficos complexos, capazes de provar a validade de uma declaração sem revelar informações-chave.
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RugResistant
· 07-22 08:15
padrão de alto risco detectado em provas zk anteriores, para ser sincero... precisa de uma auditoria de código minuciosa
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BearMarketGardener
· 07-21 23:55
A época foi há muito tempo, já não me lembro como era a situação em 85.
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WinterWarmthCat
· 07-21 15:48
Não está mal, vale a pena ver.
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ChainMelonWatcher
· 07-19 17:23
Chegou à prova de conhecimento zero? Banana
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MEVictim
· 07-19 17:23
Bem, essa teoria já existe há muito tempo.
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ProposalDetective
· 07-19 17:23
mauzão só estuda isso para ganhar dinheiro
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TeaTimeTrader
· 07-19 17:21
Criptografia é profunda ou não, depende de quem está falando...
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GreenCandleCollector
· 07-19 17:03
Está tão confuso, quem consegue lembrar esses anos?
zk-SNARKs: da ruptura teórica à evolução prática do ZK Rollup
Desenvolvimento, Aplicações e Princípios Básicos dos zk-SNARKs
I. A evolução histórica dos zk-SNARKs
O conceito moderno do sistema de prova de conhecimento zero pode ser rastreado até 1985. Naquela época, Goldwasser, Micali e Rackoff colaboraram para propor um conceito inovador, ou seja, em sistemas interativos, provar a veracidade de uma afirmação através da troca mínima de informações. Esta ideia foi publicada oficialmente em 1989, estabelecendo a base teórica para as provas de conhecimento zero.
Os sistemas de zk-SNARKs nas suas fases iniciais tinham limitações em termos de praticidade, permanecendo principalmente a um nível teórico. Apenas na última década, com a ascensão da criptografia no campo das criptomoedas, é que os zk-SNARKs realmente ganharam destaque, tornando-se uma direção de pesquisa crucial. Entre eles, desenvolver protocolos de zk-SNARKs gerais, não interativos e com um tamanho de prova limitado é um objetivo central.
Um grande avanço em zk-SNARKs ocorreu em 2010, quando o artigo publicado por Groth estabeleceu a base teórica. Em 2015, o Zcash aplicou zk-SNARKs à proteção da privacidade das transações, iniciando a ampla aplicação de zk-SNARKs em cenários práticos.
Durante este período, alguns resultados académicos importantes incluem:
Além disso, protocolos emergentes como PLONK e Halo2 também contribuíram significativamente para a melhoria dos zk-SNARKs.
II. Visão geral das aplicações de zk-SNARKs
As áreas de aplicação mais amplas dos zk-SNARKs atualmente são a proteção da privacidade e a escalabilidade do blockchain.
Na proteção da privacidade, projetos como Zcash e Monero, que surgiram cedo, impulsionaram o desenvolvimento de transações privadas. Embora a demanda por privacidade não tenha sido tão proeminente quanto o esperado, esses projetos ainda mantêm uma certa posição no mercado.
No campo da escalabilidade, com a transição do Ethereum para uma abordagem centrada em rollups, as soluções de escalabilidade baseadas em zk-SNARKs estão a voltar a ser o centro das atenções.
transações de privacidade
Os projetos de transações privadas atualmente implementados incluem:
Usando o Zcash como exemplo, o processo de transação que aplica zk-SNARKs inclui: configuração do sistema, geração de chaves, cunhagem, geração de prova de transação, verificação e recebimento.
No entanto, projetos como o Zcash também apresentam algumas limitações, como a dificuldade de integração com outras aplicações e uma proporção relativamente baixa de uso da funcionalidade de transações privadas. Em comparação, o design de um único grande pool de mistura adotado pelo Tornado é mais versátil.
escalabilidade
zk-SNARKs na aplicação de escalabilidade se manifesta principalmente como ZK rollup. ZK rollup inclui dois tipos de papéis: Sequencer e Aggregator:
As vantagens do ZK rollup incluem custos baixos, finalização rápida e proteção de privacidade, mas também enfrenta desafios como alta carga computacional, segurança e compatibilidade.
Os principais projetos de ZK rollup no mercado atualmente incluem StarkNet, zkSync, Aztec Connect, Polygon Hermez/Miden, Loopring e Scroll. Esses projetos, em termos de roteiro técnico, estão principalmente entre a escolha de SNARK( e suas versões melhoradas ) e STARK, ao mesmo tempo em que focam no nível de suporte à Máquina Virtual Ethereum (EVM).
Três, o princípio básico do zk-SNARKs
zk-SNARKs precisam atender a três características: integridade, confiabilidade e zero conhecimento. Tomando o zk-SNARK como exemplo, seu nome completo é "zero conhecimento, conciso e não interativo" e os princípios de implementação específicos incluem os seguintes passos:
Este processo envolve princípios criptográficos complexos, capazes de provar a validade de uma declaração sem revelar informações-chave.