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“零知识证明”——让矿工无从得知你交易上的细节

原创: IPFSGALAXY 星系云

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“零知识证明”——让矿工无从得知你交易上的细节

精彩内容

  当提到金融服务特别是资本市场的操作时,区块链领域最大的趋势之一就是在日常业务中对隐私和私密性的需求。必要的隐私保护已经成为区块链技术应用于金融业的关键。

  密码学里的零知识证明成为了区块链隐私的发展趋势,它更能消除企业在区块链应用实景中在隐私方面的后顾之忧。


什么是零知识证明

零知识证明(ZKPs)并非新鲜事物。他们的概念初见于1985年的论文“互动证明系统的知识复杂性”。ZKP是一种密码学技术,允许两方(证明者和验证者)来证明某个提议是真实的,而且无需泄露除了它是真实的之外的任何信息。在密码学货币和区块链中,这通常是指交易信息数据。大家都可以百度百科搜索到各种案例。

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“零知识”证明允许一方(证明者)向另一方(验证者)证明陈述是真实的,而不会泄露超出陈述本身有效性的任何信息。例如,给定随机数的散列,证明者可以说服验证者确实存在具有该散列值的数字,而不会揭示它是什么。

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零知识证明的性质

根据零知识证明的定义和有关例子,可以得出零知识证明具有以下三条性质:

1)完备性。如果证明方和验证方都是诚实的,并遵循证明过程的每一步,进行正确的计算,那么这个证明一定是成功的,验证方一定能够接受证明方。

2)合理性。没有人能够假冒证明方,使这个证明成功。3)零知识性。证明过程执行完之后,验证方只获得了“证明方拥有这个知识”这条信息,而没有获得关于这个知识本身的任何一点信息。

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零知识证明及其有关的协议主要优点:

1)随着零知识证明的使用,安全性不会降级, 因为该证明具有零知识性质。

2)高效性。该过程计算量小,双方交换的信息量少。

3)安全性依赖于未解决的数学难题,如离散对数,大整数因子分解,平方根等。

4)许多零知识证明相关的技术避免了直接使用有政府限制的加密算法,这就给相关产品的出口带来了优势。

零知识证明提供了一种能向别人证明拥有某知识但不透漏该知识的一种方法。零知识证明过程不但在身份认证中有重要应用。

同时微软提出的新一代安全计算平台NGSCB也应用到了与零知识证明相关的技术。另外,数字签名、水印检测、密钥交换和电子现金也为零知识证明的应用提供了新的方向。

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零知识证明在Zcash解决什么问题

零知识证明传的神乎其神,感觉有被夸大的嫌疑。要澄清几点

1.关于不暴露交易金额的问题:严格来说零知识证明证明了输入金额总额=输出金额总额(包括miner挖矿费)。其实区块链也只需知道输入输出金额守恒即可。注这里可以加强下,可以证明发送者的交易金额小于等于发送者拥有的金额

2.关于不暴露交易双方地址但又能证明交易发送者有权利发生交易的问题:零知识证明了你知道你花的这笔交易的这张加密支票是你的。可以这样理解,加密支票就是一个hash值(hash很难反推),你如果可以证明你知道产生这个hash值的原文,那这个支票就属于你

总结:零知识证明就是证明了交易的发送者是有权利的,而且交易的发送者减少的钱就是交易的接受者增加的钱。所以从整体上达到了隐藏交易双方地址和交易金额,同时miner挖矿者也能正确挖矿(零知识证明的验证是公开的),这就达到了区块链上账本公开的同时保护了交易双方地址和交易金额不泄露的问题。

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零知识证明在区块链中的应用

比特币以太坊网络都使用公共地址来代替验证者和证明者的真实身份,使得交易部分匿名; 只有发送和接收地址,以及交易数量是公众知道的。但是,通过区块链上提供的各种信息,如交互记录等,可以发现地址的真实身份,存在隐私暴露的隐患。

用了零知识证明之后,发送方、接收方和第三方的细节信息可以保持匿名,同时保证交易有效。

Zk-Snarks 是 “零知识简洁无交互知识认证” 的简称,是一种在无需泄露数据本身情况下证明某些数据运算的一种零知识证明。

Zk-Snarks 技术缩减了证明所需的时间和验证它们所需的计算量。它能够证明有效交易的条件已经满足,而不需要透露交易所涉及的地址或交易量的任何关键信息。

另外,以太坊(Ethereum)上的智能合约目前也已经可以运用 Zk-Snarks 这套零知识证明的作法。但以太坊不完全是从隐私的角度切入,而是从节省运算成本的角度应用零知识证明。

透过 Zk-Snarks,以太坊矿工可以不用再重新执行交易的运算,而是只要对方提得出证明即可。大概就像我不需要真的知道你会高一到高三的数学,而只要看到高中毕业证就能确定你懂高中数学。不过,这只有在制作证明的成本,远低于实际运算成本的情况下才划算。

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零知识加密是区块链存储的决定性技术,加密,每个存储节点都是不可信的,必须零知识加密后才能保护个人和企业数据;放大存储空间,降低存储成本,在和区块链结合后还能产生非常强大的激励效果。

可以将交易纪录上的汇款者、收款者和金额都经过加密隐藏起来,因此矿工无从得知这些交易上的细节,但仍然可以验证交易,强大且复杂的IPFS,Filecoin项目,涉及到了复制证明,时空证明,以及零知识证明。

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