零知識 (ZK, Zero-knowledge) 解密 - 它不是魔法，是科技

原文: Midnight官網

頻繁的資料泄露事件揭示了個人和組織資料保護的嚴重漏洞。零知識 (ZK) 技術提供了一個出色的解決方案，優先考慮用戶的資料保護，同時消除中間控制。然而，在遵守當地法規的同時掌握區塊鏈和加密的複雜性仍然具有挑戰性。

Midnight 提供了構建 DApps 的工具，為用戶和企業提供數據保護，找到數據披露和法律保護之間的平衡。Midnight 的功能使用戶能夠在極小的數據濫用風險下進行商業交易，促進遵守數據保護法律，並保護用戶數據免受洩露。

Midnight 通過利用 ZK 技術來實現這一目標。繼續閱讀，了解更多關於 ZK - 推動 Midnight 數據保護能力的基礎技術。

什麼是零知識技術?

ZK 是一種在不揭露資訊的情況下驗證資訊的方法。Midnight 使用 ZK 來提高區塊鏈操作的隱私、安全性和延展性，實現機密交易和智能合約以及安全的數據管理。

ZK 涉及兩部分：證明者和驗證者。證明者持有他們不想披露的機密資訊，但他們可以向驗證者提供證據，即關於這些訊息的陳述是真實的，而不必分享實際資訊。為此，系統生成了零知識證明 (ZKP) 作為驗證。

使用零知識證明的例子

想像一下，你需要證明自己患有某種疾病，但又不想透露任何私人細節的情況。這種情況可能發生在申請保險或向雇主揭露健康資訊等場景中。利用零知識證明，你可以生成證據表示你的醫療狀況是有效的，而不必分享任何個人資訊。

例如，假設你正在申請健康保險。保險公司需要驗證你的歷史病史以確定你的保險範圍。程式使用零知識證明創建一個僅確認疾病存在的證據，而不是暴露你的整個病史。然後，將這個證據與保險公司共享，他們可以驗證其真實性，而無需知道你疾病的確切細節。

通過這種方式，零知識證明確保你能夠證實有關你的醫療狀況的真相，同時不損害你的隱私。這個原則在需要證明某事而不披露個人訊息的各種情況下同樣適用。

解釋零知識證明 (ZKP)

零知識證明 (ZKP) 有不同類型，其性能和密碼學假設各不相同。零知識簡潔非互動性知識論證 (ZK Snarks) 和簡潔透明知識論證 (ZK Starks) 是區塊鏈中最受歡迎的一些證明系統。

ZK Snarks在尺寸和驗證時間方面都是效率高的證明。它們可以隱藏用於生成證據的數據，這提供了效率、強大的安全保證和數據保護。ZK Starks在設置期間僅需要一個可信的哈希函數，這在安全性和證明生成時間方面帶來了好處，但可能導致證明規模和驗證器性能過度消耗。

Midnight使用ZK Snarks作為最具吸引力的證明系統之一，因為它兼具效率和扎實的安全設置。

ZK Snarks的工作原理是什麼？

由於ZK Snarks是非互動性知識論證，它允許證明者證明一個聲明的真實性，而無需與驗證者進行持續互動。這使得證明者能夠生成一個緊湊的證據，可由驗證者獨立驗證，而不需透露任何敏感訊息。證據生成和驗證涉及複雜的數學運算和結構，如橢圓曲線配對和高級代數技術。

這個高層次處理過程如下：

以下是有關ZK Snarks如何運作的更詳細解釋：

1. 設置階段: 與其他加密協議類似，ZK Snarks始於設置階段，通過建立某些參數來生成公共證明和驗證密鑰，例如。這些參數在方案的安全性和功能中起著至關重要的作用。
2. 關鍵組件: ZK Snarks包含幾個關鍵組件，包括橢圓曲線配對 (用於加密以保護數據的數學結構) 和專業哈希函數 (將數據轉換為固定大小值的工具，如資訊唯一數字指紋)。這些組件有助於創建簡潔且高效的證明，可以將其視為完美契合以創建簡短且高效的證明的拼圖塊。
3. 電路構建: 想像一下建造一條帶有不同標誌和路徑的道路。電路構建就像是一張地圖，其中將要解決問題的數學表示被轉化為算術電路。這個電路包括與待證明的聲明相關的各種操作和約束。
4. 見證和證明生成: 擁有與聲明相關的秘密（“見證”）的證明者構造了一個ZK Snarks證明。這涉及一系列與電路約束和設置階段的公共參數相結合的加密操作。結果是一個緊湊的證明，證明了聲明的真實性，而不透露見證的任何細節。
5. 驗證: 擁有證明、公共參數和原始聲明的驗證者現在可以有效地驗證證明的有效性。這個過程涉及數學計算，以確認證明的正確性，確保證明者確實擁有正確的見證來支持聲明。

Midnight上的ZK Snarks有哪些優點?

在Midnight上使用ZK Snarks提供使用者以下優點:

使用例子

ZK Snarks支援不同的應用場景 (非全部)：

1. 數據保護

機密智能合約和支付

• 安全執行機密智能合約
• 在保護敏感訊息的同時遵守預定義的規則
• 與智能合約無縫整合多資產和NFT的保密支付

數據管理

• 驗證用戶數據而無需共享它
• 保護用戶身份和數據真實性

投票

• 安全和機密的投票流程
• 證明資格而不暴露身份或偏好
• 提高治理的完整性，降低遭到脅迫或操縱的風險

2. 可擴展性

區塊鏈預言機

• 通過從多個來源聚合數據降低驗證成本
• 通過僅包括聚合值和證明來優化鏈上數據存儲

輕量客戶端

• 驗證交易和數據的正確性而無需下載整個區塊鏈
• 提高效率和延展性
• 降低計算開銷，確保數據完整性

3. 互操作性

側鏈

• 在不影響安全性的情況下實現鏈之間的互操作性
• 通過鏈固定配置實現無縫的跨鏈交易
• 一條鏈可以作為輕量級客戶端，以驗證另一條鏈上的交易
• 藉由不需驗整完整的鏈去提高延展性和效率

Midnight如何實施ZK Snarks

Midnight在Zswap和Kachina交易協議中實施了ZK Snarks。這些協議保留了機密數據和智能合約開發方法，有助於實現涉及資產和價值交換的交易的同時性和安全性。

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