Helstu raunverulegar notkunarmöguleikar á núllþekkingarsönnunum í blockchain-tækni

Blokkkeðjur voru byggðar á gagnsæi. Sérhver færsla, jafnvægi og breyting á stöðu er sýnileg og staðfestanleg af hverjum sem er. Þessi hönnun fjarlægir traust á miðlæga yfirvöld, en hún setur fram mikla takmörkun. Viðkvæm gögn geta ekki verið trúnaðarmál, sem gerir tækni sem varðveitir friðhelgi einkalífsins sífellt mikilvægari fyrir þróun blokkkeðja fyrirtækja.

Núllþekkingarsönnunargögn bregðast við þessari takmörkun með því að breyta því hvernig staðfesting virkar. Í stað þess að afhjúpa gögn til að sanna réttmæti þeirra getur kerfi búið til sönnun sem staðfestir að fullyrðing sé gild án þess að afhjúpa undirliggjandi inntak. Þetta gerir blokkkeðjum kleift að staðfesta færslur, útreikninga og auðkenni en halda mikilvægum upplýsingum földum.

Þessi bloggfærsla fjallar um hvernig núllþekkingarsönnunargögn eru notuð í lykilnotkunartilfellum blockchain, þar á meðal arkitektúr á lagi 1, stigstærðarkerfi á lagi 2, samvirkniramma og fleira. 

Kjarnaforrit ZK-Proofs í blockchain-tækni 

Myndarslóð: https://arxiv.org/html/2408.00243v2#S4

1. Stigstærð 2. lags: ZK uppröðun sem mátbundið framkvæmdarlag

Viðskiptavandamál

Blockchains á 1. lagi standa frammi fyrir byggingarlegum takmörkunum:

• Háir viðskiptakostnaður vegna takmarkaðs blokkrýmis
• Lítil afköst við netþröng
• Krafa um að hver hnútur endurframkvæmi færslur

Þessar takmarkanir gera það erfitt að styðja við forrit í miklu magni eins og greiðslur, viðskiptapalla og kerfi fyrir stórfyrirtæki.

ZK-byggð aðferð

Núllþekkingarsamantektir taka á þessu með því að aðskilja framkvæmd frá staðfestingu.

• Færslur eru framkvæmdar utan keðjunnar
• Ástandsbreytingar eru teknar saman í sönnun
• Lag 1 staðfestir sönnunina í stað þess að keyra útreikninginn aftur

Þetta líkan gerir fyrirtækjum kleift að vinna úr stórum viðskiptamagnum en reiða sig á lag 1 fyrir lokauppgjör.

Raunverulegar útfærslur

• zkSync tímabil
  EVM-samhæfð samantekt með innbyggðri reikningsútdrætti og sérsniðnum þýðandahagræðingum
• Marghyrningur zkEVM
  Einbeitir sér að jafngildi EVM, sem gerir kleift að dreifa núverandi snjallsamningum beint
• Flettu
  Viðheldur eindrægni með lágmarks stillingum á aðgerðarkóða
• Lína
  Styður hefðbundin Ethereum verkfæri með sterkri samfelldni forritara
• StarkNet
  Notar STARK sönnunargögn og sérsniðið forritunarmál (Kaíró), með áherslu á sveigjanleika og gagnsæi

2. Samvirkni blockchain: Staðfesting á milli keðja án trausts

Viðskiptavandamál

Vistkerfi blockchain-kerfa er mjög sundurleitt. Fyrirtæki starfa á eftirfarandi sviðum:

• Margfeldi 1. lags net
• Samantektir á 2. lagi með einangruðu ástandi
• Forritssértækar keðjur

Þessi sundrun skapar rekstrarlegar áskoranir:

• Eignaflutningar krefjast milliliða
• Gögn geta ekki færst frjálslega yfir net
• Samræming milli keðja felur í sér öryggisáhættu

Hefðbundnar brúarlíkön reiða sig á trausta millileiðara eða fjölundirskriftarkerfi, sem auka hættuna á bilunum og misnotkun.

ZK-byggð aðferð

Núllþekkingarsönnunargögn gera kleift að staðfesta ástand keðja beint.

Í stað þess að treysta milliliðum getur móttökukeðja staðfest:

• Að viðskipti hafi átt sér stað
• Að stöðubreyting sé gild
• Að blokk hafi náð endanlegri niðurstöðu

Þetta er gert með dulritunarvottorðum frekar en staðfestingu þriðja aðila.

Raunverulegar útfærslur

zkBridge

• Notar blokkhaus-reljanet
• Býr til zkSNARK sannanir fyrir réttmæti
• Viðheldur staðfestum hausum á áfangastaðakeðjunni
• Veitir almennt viðmót fyrir forrit sem ná yfir keðjur

Telepathy

• Gerir kleift að senda skilaboð yfir keðjur
• Notar zkSNARK til að sanna endanlegan Ethereum-blokk
• Sameinar:
  • Sönnun á undirskriftum staðfestingaraðila
  • Merkle sannanir fyrir að taka með færslur
• Keyrir staðfest skilaboð á áfangastaðskeðjunni

3. Geymsla í blokkarkeðju: Staðfesting gagna án þess að geyma þau á keðjunni

Viðskiptavandamál

Að geyma mikið magn gagna beint á keðjunni er dýrt og erfitt að stækka.

Áskoranir innihalda:

• Háir geymslukostnaður
• Aukinn kostnaður við staðfestingu
• Vöxtur í stærð sönnunargagna eftir því sem gagnasöfn stækka

Hefðbundnar aðferðir reiða sig á Merkle-sönnunargögn til að staðfesta að gögnin séu innifalin. Þegar gagnasöfn stækka verða þessi sönnunargögn stærri og dýrari í staðfestingu, sem gerir þau óhentug fyrir stórfelld eða fyrirtækjatengd forrit.

ZK-byggð aðferð

Núllþekkingarsönnunargögn kynna aðra líkan.

Í stað þess að geyma og staðfesta öll gagnasöfn á keðjunni:

• Gögn eru geymd utan keðjunnar
• Útreikningur er framkvæmdur utan keðjunnar
• Þétt sönnun er búin til til að staðfesta réttmæti

Blockchain staðfestir aðeins sönnunargögnin, ekki undirliggjandi gögn eða útreikninga.

Raunverulegar útfærslur

Herodotus

• Kynnir geymslusönnun fyrir blockchain gögn
• Gerir aðgang að sögulegum Ethereum gögnum kleift
• Sameinar:
  • Sönnun fyrir aðlögun
  • Reiknisönnunargögn
• Notar STARK-byggð kerfi til staðfestingar

Filecoin

• Notar dreifða geymslu yfir alþjóðlega hnúta
• Notar zkSNARKs til að búa til þjappaðar sannanir
• Gerir kleift að staðfesta hratt og ódýrt
• Minnkar verulega kostnað við staðfestingu samanborið við hefðbundnar aðferðir

4. Snjallsamningar og friðhelgi viðskipta: Sértæk trúnaður á opinberum blokkkeðjum

Viðskiptavandamál

Opinberar blokkkeðjur afhjúpa allar upplýsingar um viðskipti og samskipti við snjallsamninga.

Þetta skapar takmarkanir fyrir notkunartilvik sem krefjast trúnaðar, svo sem:

• Fjármunahreyfingar
• Uppboðskerfi
• Stjórnun ríkissjóðs
• Viðkvæm viðskiptarökfræði

Fyrirtæki þurfa leið til að starfa á opinberum innviðum og um leið stjórna sýnileika gagna.

ZK-byggð aðferð

Núllþekkingarsönnunargögn gera kleift að velja sértækt friðhelgi einkalífs á forritalaginu, sem gerir þau að mikilvægri framför fyrir þróun snjallsamninga sem einblína á friðhelgi einkalífs.

• Útreikningar sem fela í sér viðkvæmar upplýsingar eru framkvæmdir utan keðjunnar
• Sönnun er búin til sem staðfestir réttmæti
• Sönnunin er staðfest á keðjunni án þess að afhjúpa inntak

Þetta gerir forritum kleift að viðhalda trúnaði en um leið varðveita staðfestingarhæfni.

Raunverulegar útfærslur

Tornado reiðufé

• Gerir kleift að blanda viðskiptum á Ethereum
• Notar zkSNARK til að sanna aðild að innlánssafni
• Kemur í veg fyrir tvöfalda útgjöld með því að nota núllstillara

Rekstrartakmarkanir:

• Nafnleynd er háð þátttöku notenda
• Fastar viðskiptaupphæðir
• Tímagreining getur dregið úr friðhelgi einkalífsins

5. Sönnun á auðkenni: Staðfestanleg skilríki án gagnaverndar

Viðskiptavandamál

Stafræn auðkenningarkerfi krefjast þess að notendur deili viðkvæmum upplýsingum til að fá aðgang að þjónustu.

Þetta skapar ýmsar áhættur:

• Útgeislun persónuupplýsinga
• Veikleikar í miðlægri geymslu
• Endurteknar KYC-ferlar á milli kerfa
• Skortur á stjórn notenda á auðkennisgögnum

Fyrirtæki þurfa líkan þar sem hægt er að staðfesta auðkenni án þess að flytja eða geyma hráar persónuupplýsingar.

ZK-byggð aðferð

Núllþekkingarsönnunargögn gera kleift að staðfesta auðkenni byggða á dulritunarskuldbindingum frekar en beinni upplýsingagjöf.

Notandi getur sannað:

• Aðild að hópi
• Eignarhald á skilríkjum
• Hæfi til aðgangs

Án þess að upplýsa:

• Persónuleg auðkenni
• Undirliggjandi gögn
• Upplýsingar um skilríki

Staðfesting fer fram á keðjunni með snjöllum samningum.

Raunverulegar útfærslur

Semafór

• Virkjar nafnlausa merkjasendingu á Ethereum
• Notendur sanna aðild að hópi án þess að gefa upp hverjir þeir eru
• Notkun:
  • Sönnun fyrir að Merkle tréð hafi verið innifalið
  • Ógildingar til að koma í veg fyrir tvöfalda notkun
  • Staðfesting undirskriftar innan sönnunarrása

Heimsskilríki

• Sönnunarkerfi fyrir persónuleika
• Byggt ofan á Semaphore
• Staðfestir að notandi sé einstakur án þess að afhjúpa persónuupplýsingar

Galxe-samskiptareglur

• Safnar saman mörgum auðkennisupplýsingum í eina uppbyggingu
• Gerir notendum kleift að sanna tiltekna eiginleika á mismunandi kerfum
• Notar zkSNARK með Poseidon-byggðum skuldbindingum

zPass (Aleo)

• Gerir kleift að staðfesta auðkenni með því að nota raunveruleg skjöl
• Styður valkvæða birtingu eiginleika
• Hannað til samþættingar við friðhelgi einkalífsins blockchain umhverfi

6. Framboðskeðja og fyrirtækjablokkkeðja: Örugg gagnasamvinna án þess að verða fyrir áhrifum

Viðskiptavandamál

Fyrirtækja- og framboðskeðjuumhverfi fela í sér að margir hagsmunaaðilar deila viðkvæmum gögnum, þar á meðal:

• Verðlagning og samningar
• Birgðastig
• Framleiðsluáætlanir
• Sambönd birgja

Opinberar blokkkeðjur kynna gagnsæi, sem stangast á við þörfina á að vernda mikilvægar upplýsingar.

Fyrirtæki þurfa líkan sem styður:

• Staðfesting gagna
• Samræming milli flokka
• Stýrður aðgangur að gögnum

Án þess að afhjúpa trúnaðarupplýsingar.

ZK-byggð aðferð

Núllþekkingarsönnunargögn gera fyrirtækjum kleift að sannreyna viðskiptaferla og gagnaskilyrði án þess að deila undirliggjandi gögnum.

Þetta gerir þátttakendum kleift að:

• Sannaðu samræmi
• Staðfestu áreiðanleika vöru
• Staðfesta gildi færslunnar

Þó að innri gögn séu geymd leynileg.

Raunverulegar útfærslur

QEDIT

• Veitir samstarf um gögn fyrirtækja með aukinni friðhelgi einkalífsins
• Gerir kleift að nota örugga greiningu og skýrslugerð
• Samþættist við núverandi gagnagrunna

zk-BeSC

• Rammi framboðskeðjunnar með því að nota margliðusönnunargögn
• Styður trúnaðarviðskipti milli þátttakenda
• Sýnir fram á lægri staðfestingarkostnað á Ethereum

Líkön sem byggja á Hyperledger 

• Sameinaðu leyfilega blockchain með ZK sönnunargögnum
• Stuðningur:
  • Vörurakning
  • Persónuvernd gagnanna
  • Staðfesting ferli

7. Sönnun á varasjóðum: Staðfestanleg fjárhagsleg heilindi án upplýsingagjafar

Viðskiptavandamál

Fjármálavettvangar, sérstaklega kauphallir stafrænna eigna og vörsluaðilar, þurfa að sýna fram á að þeir hafi nægjanlegt sjóðfé til að standa straum af skuldbindingum notenda.

Hefðbundnar aðferðir byggja á:

• Úttektir þriðja aðila
• Reglubundin skýrslugjöf
• Traust á miðstýrða aðila

Þessar gerðir fela í sér áhættu:

• Takmarkað gagnsæi milli endurskoðunar
• Hugsanleg rangfærsla
• Útsetning viðkvæmra fjárhagsupplýsinga

Fyrirtæki þurfa aðferð til að sanna greiðslugetu stöðugt án þess að afhjúpa innri fjárhagsupplýsingar.

ZK-byggð aðferð

Núllþekkingarsönnun á varasjóðum gerir stofnunum kleift að sýna fram á að eignir þeirra uppfylli eða fari fram úr skuldbindingum án þess að upplýsa um:

• Innistæður einstaklingsreikninga
• Heildarupphæðir varasjóðs
• Notendakenni

Þetta er náð með dulritunarskuldbindingum og sönnunarkerfum sem staðfesta fjárhagslegt heilindi en varðveita jafnframt trúnað.

Raunverulegar útfærslur

Ákvæði

• Hannað fyrir dulritunargjaldmiðlaskipti
• Gerir kleift að sanna greiðslugetu án þess að afhjúpa inneignir
• Sýnir fram á að skuldir séu að fullu tryggðar af eignum

Sannað (ZeKnow Solv)

• Veitir vettvang fyrir fjárhagslega staðfestingu
• Gerir stofnunum kleift að sanna lausafjárstöðu
• Leggur áherslu á að viðhalda trúnaði og staðfesta fjárhagslega heilsu

Niðurstaða

Núllþekkingarsönnunargögn eru ekki ein lausn sem er notuð á einsleitan hátt. Þau mynda sveigjanlegt rammaverk sem aðlagast mismunandi lögum og viðskiptakröfum. Fyrir fyrirtæki sem meta blockchain-arkitektúr ætti áherslan ekki að vera á að taka upp núllþekkingarsönnunargögn sem eiginleika, heldur að bera kennsl á hvar sönnunargögn koma í stað núverandi traustforsendna. Þetta er þar sem sterkasta gildið kemur fram.