Обеспечение масштабируемости и целостности данных в блокчейне с доказательством с нулевым разглашением

Доказательство с нулевым разглашением: обеспечение конфиденциальности транзакций в блокчейне

Протоколы блокчейна уровня 1, использующие механизмы консенсуса с доказательством работы, такие как Ethereum и Bitcoin, сталкиваются с многочисленными проблемами масштабируемости из-за большого объема транзакций в секунду, что вызывает задержку в пропускной способности транзакций, высокие сборы за газ и извлекаемую ценность майнеров. (МЭВ).

MEV дает майнерам возможность запускать и одобрять транзакции с высокой комиссией за газ, тем самым позволяя транзакциям с самой низкой комиссией за газ исключаться из пула, когда все места в узлах заполнены.

Следовательно, исследователи и разработчики взяли на себя задачу разработать решение для масштабирования, которое масштабировало бы пропускную способность и завершенность транзакций протоколов Ethereum и биткойн, а также снижало плату за газ.

Протоколы уровня 2 и сайдчейнов, такие как Polygon, Starkware, Arbitrum, Loopring, Lightening network и Matter Labs, развернули использование доказательства с нулевым разглашением для выполнения обработки пакетной передачи, свернутой в единую транзакцию вне цепочки и проверенной с помощью цепочки. Смарт-контракты Ethereum.

Что такое доказательство с нулевым разглашением?

Доказательство с нулевым разглашением — это криптографический и вычислительный механизм консенсуса, который позволяет одной стороне (доказывающей стороне) доказать другой стороне (верификатору), что определенное утверждение верно или соответствует требованию, не раскрывая никакой информации, выходящей за рамки действительности утверждения.

Доказательство с нулевым разглашением простыми словами означает, что одна сторона (доказывающая сторона) хочет доказать истинность утверждения, не раскрывая никакой конфиденциальной информации (проверяющая сторона).

Истинные доказательства с нулевым разглашением (ZKP) должны соответствовать трем полным критериям, таким как:

1. Полнота:** Доказывающий должен убедить верификатора в том, что он знает то, о чем он говорит, что знает

2. Надежность: Если информация неверна, доказывающая сторона не может убедить проверяющую в правильности информации.

3. Нулевой разглашение:** Никакая конфиденциальная информация не должна раскрываться верификатору.

Доказательство с нулевым разглашением обеспечивает технический подход к решению проблем с масштабируемостью блокчейна посредством арифметических и криптографических вычислений с помощью 2000 пакетных операций. Таким образом, обеспечивается дополнительная оценка, проверка, безопасность, конфиденциальность, целостность транзакций, согласованность и эффективность.

Типы доказательств с нулевым разглашением

Разработано 3 типа доказательства с нулевым разглашением, которые повышают конфиденциальность и безопасность транзакций в блокчейне.

1. Оптимистические свертки (защита от мошенничества): – решение для масштабирования уровня 2, которое работает параллельно с сетью Ethereum и использует вычисления вне сети для записи транзакций, оптимистично принимая транзакцию и предполагая, что она действительна, но валидаторы могут проверить отправленную транзакцию на предмет мошенничества, если они обнаружат, что обязательство неверно.

1. Свертки с нулевым разглашением (доказательство достоверности): Свертки ZK можно использовать для объяснения неинтерактивной конструкции между доказывающей и проверяющей сторонами, состоящей из связывания и сокрытия. При связывании доказывающий не сможет изменить зафиксированный полином, а при сокрытии верификатор не сможет сделать вывод, какое ограничение является зафиксированным полиномиальным ограничением, просто взглянув на обязательство, таким образом, ZK-SNARK оставляет неинтерактивный аргумент. между доказывающим и проверяющим.

1. Каналы состояний: Каналы состояний — это решение для масштабирования, которое масштабирует одноранговые взаимодействия и транзакции блокчейна.

ZK-свертки протоколов масштабирования второго уровня

1. ЗК-СНАРК

ZK-SNARK: означает краткий неинтерактивный аргумент знания с нулевым разглашением, криптографическое доказательство, которое позволяет одной стороне доказать, что она обладает определенной информацией, не раскрывая ее. ZK-SNARK использует криптографический метод для обеспечения большей целостности и конфиденциальности данных.

Протоколы, использующие SNARK:

· Петля

· Полигон Гермез

· ZKSync

· Зкеш

· ZKsync2.0 (модель программирования на основе EVM и возможность компоновки)

· ZKSwap

· Hermez (модель программирования на основе EVM и возможность компоновки)

1. ЗК-СТАРК

ZK-STARK: — это решение для масштабирования с доказательством с нулевым разглашением, которое представляет собой масштабируемый прозрачный аргумент с нулевым разглашением для масштабирования экосистемы Ethereum и других протоколов.

ZK-START применяет безопасную криптографическую функцию, которая использует принципы доказательства с нулевым разглашением (ZKP) для создания зашифрованных и легко проверяемых данных без раскрытия конфиденциальной информации о таких данных. STARK полагаются на хеш-функции для решения проблем масштабируемости и конфиденциальности, а также устойчивости к квантовым вычислениям.

Протоколы, использующие STARKS

· Старкваре/СтаркЭкс

· Неизменяемый X (StarkEx)

· DYDX (СтаркЭкс)

· Старкнет

· Полигон Миден

Некоторые доказательства с нулевым разглашением не совместимы с EVM, что означает, что их сайдчейн взаимодействует со смарт-контрактами Ethereum, в то время как Hermez и ZK-sync 2.0 совместимы с EVM.

ZKP повышает масштабируемость экосистемы Ethereum, пропускную способность транзакций, эффективность транзакций, целостность данных и конфиденциальность.

Виртуальная машина Ethereum (EVM) — это вычислительный движок, который служит децентрализованным компьютером с миллионами исполняемых проектов, известных как DApp.

Доказательство с нулевым разглашением и его приложение для обеспечения конфиденциальности

Вам может быть интересно; как с нулевым разглашением можно применить технологию криптовалюты и блокчейна помимо масштабирования экосистемы Ethereum?

Криптографические приложения с нулевым разглашением могут быть реализованы в различных аспектах блокчейна, включая:

• Обмен сообщениями: Сквозное шифрование

• Обмен данными: Обмен данными без участия третьих лиц

• Аутентификация: аутентификация информации без раскрытия конфиденциальных данных.

• Комплексная документация: авторизованный доступ к сложным документам может быть предотвращен.

• Безопасность конфиденциальной информации: конфиденциальность транзакций и информации может быть защищена

• Защита хранилища: утилиты хранения могут быть надежно защищены

• Управление файловой системой: файловая система может быть защищена с помощью протокола доказательства с нулевым разглашением.

Не требующий разрешения характер общедоступной цепочки блоков по своей сути прозрачен, что может быть недостатком для конфиденциальности транзакций; таким образом, с доказательством с нулевым разглашением может быть достигнута конфиденциальность. Следовательно, доказательство с нулевым разглашением использует криптографические и вычислительные зашифрованные методы для достижения анонимности транзакций, устойчивости к цензуре и безопасности данных для предотвращения наблюдения в цепочке, тем самым одновременно решая трилемму блокчейна. Поскольку наблюдение в сети становится угрозой для криптотрейдеров, инвесторы начинают изучать альтернативные проекты конфиденциальности, которые обеспечат целостность транзакций.

Несколько дней назад Coinbase объявила, что будет отслеживать крипто-переводы вне платформы на кошелек, не принадлежащий Coinbase, в Канаде, Сингапуре и Японии. Это объявление вызвало много опасений в отношении конфиденциальности и целостности транзакций. Следовательно, целостность информации и конфиденциальность транзакций в сети становятся уязвимыми из-за наблюдения вне сети и внутри сети со стороны таких организаций, как цепной анализ. Знай своих клиентов (KYC) и требования по борьбе с отмыванием денег (AML).

Другие известные токены и монеты безопасности и конфиденциальности:

Монеро ($XMR)

Тире ($DASH)

Zcash ($ZEC)

Протокол Haven ($ XHV)

$ секрет

$Zilliqa

$ImmuntableX

$Zcoin

$Сутер

$TornadoCash

$BlockWallet ($ Пусто)

Вывод

Лежащее в основе использование нулевого разглашения в качестве доказательства консенсуса для масштабируемых решений и механизмов конфиденциальности революционизирует экосистему блокчейна таким образом, что обеспечивает целостность транзакций и противостоит квантовым компьютерам. Однако протоколы, ориентированные на конфиденциальность, могут столкнуться со многими регуляторными мерами.

Одним из таких примеров является Monero, который в настоящее время расследуется IRS из-за его строгих функций конфиденциальности. Учитывая относительную неспособность позволить частным блокчейнам работать без вмешательства корпораций или правительства, ясно, что будущее блокчейнов потенциально может стать менее частным, если доказательство с нулевым разглашением не станет более распространенным.

Также опубликовано [здесь] (https://medium.com/carthago/zero-knowledge-proof-and-its-application-in-enforcing-scalability-and-data-integrity-on-blockchain-783253d27ecb)