科普丨零知识证明在区块链中的应用

零知识证明由于能在区块链应用中增强隐私性和安全性的潜力，最近引起了人们的关注。这一概念本身并不新鲜，因为解密者多年来一直在研究零知识证明，但这项技术直到现在才有机会重新定义在线隐私的概念。本文将解释零知识证明的基本原理，以及如何在区块链中应用。

零知识证明由于能在区块链应用中增强隐私性和安全性的潜力，最近引起了人们的关注。这一概念本身并不新鲜，因为解密者多年来一直在研究零知识证明，但这项技术直到现在才有机会重新定义在线隐私的概念。本文将解释零知识证明的基本原理，以及如何在区块链中应用。

什么是零知识证明?

零知识的概念在1985年由麻省理工学院的研究人员Shafi Goldwasser、Silvio Micali和Charles Rackoff在他们的论文《交互证明系统的知识复杂性》中首次提出:

“零知识协议是一种方法，其中一方（验证方）可以向另一方（验证方）证明某件事是真的，除了该特定声明是真的以外，不透露任何信息。”

换言之， 零知识证明让你验证事务的真实性，而不会揭示你如何知道真相或与验证者分享这个事务的内容。该原理基于一种算法，该算法将一些数据作为输入并返回“true”或“false”。

零知识证明的应用必须满足三个要求：

完整性：如果输入为真，则零知识证明总是返回'true'
完备性：如果输入为假，则无法欺骗零知识证明返回'true'

隐私性：任何其他方都无法获取输入

零知识证明如何工作？

零知识证明过程的最佳解释方式是使用非数字示例，这远没有零知识证明的复杂性，但很好地解释了工作原理。

假设有一个盲人和两个球，一个黑色和一个白色。 然后，你向盲人证明这些球确实具有不同的颜色，而不会泄露每个球的各个颜色。

为此，你要求盲人将两个球隐藏在桌子下面并带一个球给你看。然后，他将球隐藏在桌子下，然后再展示相同的或另一个。因此，你通过告诉盲人是否改变了球，来向他证明颜色是不同的。

显然，对方可能认为你只是运气好，还没有完全相信两个球的颜色确实不同。零知识证明通过反复验证来解决。每一轮后，你通过纯粹的运气始终保持正确的概率就会减少一半。所以5轮，1 / 32的机会成功伪装。10轮的概率是1024分之一，20轮的概率是100万分之一。通过这种方式达到所需的任何概率水平的证明，尽管绝对的确定性永远无法实现。

当然，实际的零知识证明并不涉及球，而是证明任何类型数据的有效性。这包括财务资料(交易)或个人资料(密码、姓名等)。

zk-Snarks是什么?

无意中发现了“zk-Snarks”这个词，这是由Nir Bitansky, Ran Canetti, Alessandro Chiesa & Eran Tromer在2012年提出的，描述了零知识技术的一种特殊变体。zk- SNARKS引入了许多创新，使得可在区块链中使用。最重要的是，zk-Snarks减少了证明的大小和验证它们所需的计算工作量。

零知识证明的区块链应用

零知识协议支持在分布式区块链网络上转移资产，并具有完全的隐私性。常规的区块链交易，当资产从一方发送到另一方时，该交易的详细信息对网络中每一方都可见。相反，零知识证明交易中，其他人只知道发生了有效的交易，而不知道发送方、接收方、资产类别和数量。花费的身份和金额可以隐藏起来，并且可以避免诸如“抢先”之类的问题。

基于区块链的系统使用零知识证明最突出的是ZCash，它也是第一个实现zk-Snarks的加密货币。此后，其他区块链系统也加入了零知识证明，以便在保护用户/交易隐私的同时验证。其中最著名的可能是以太坊，它实现了zk-Snarks作为拜占庭升级的一部分。

消费者重新享有数据控制权

我们的客户Nuggets将零知识更进一步发展，并以多种方式使用零知识存储改善个人数据的隐私，而不仅仅是支付。

信任是业务往来的基础。做生意，无论在网上还是在现实世界中，我们需要知道和谁打交道，他们是否会履行承诺。问题是这以牺牲隐私为代价。为了判断某人是否值得信任，要了解他们是什么样的人，获取个人数据甚至信用卡号码。

有了这个，人们可能在无需透露个人信息的情况下达成金融协议、创建在线账户或验证身份。

让消费者重新掌握了他们的个人数据。然而，这也很方便。零售商(如第三大在线零售商京东)不依赖个人数据做生意。在即将出台的欧洲数据保护法规GDPR的背景下，这一点尤为重要。该法规规定，如果一家公司不遵守，将最高被处以相当于其总收入4%的罚款。

（作者：头等仓，内容来自链得得内容开放平台“得得号”；本文仅代表作者观点，不代表链得得官方立场）