本文由社區供稿，作者為Manta Network的聯合創始人Kenny Li；Manta Network是一個由零知識證明技術提供支撐的可程式隱私Layer 1協議。

摘要

零知識證明(ZKP)是一種密碼學技術，它允許在不洩漏訊息本身的情況下驗證一條訊息的真實性。該技術對於提升區塊鏈、加密貨幣和去中心化金融(DeFi)隱私和安全性的重要性日益提升。

許多DeFi專案已將ZKP應用於借貸和交易等服務中，為用戶提供更好的隱私和安全性。許多Layer 1區塊鏈正在添加基於ZKP的匯總或零知識以太坊虛擬機(zkEVM)。隨著零知識證明應用的採用率日益提升，其有望在區塊鏈和Web3領域發揮越來越重要的作用。

零知識證明的運作原理

零知識證明方法可使一方（證明者）在不洩露任何額外資訊的情況下向另一方（驗證者）證明一項陳述的真實性。當存在敏感資訊且證明者不希望驗證者存取資訊時，這一點尤其有用。

證明者只需提供其可以產生的數學證明，而驗證者可以使用此證明來驗證陳述的真實性，但無法使用此證明來重構原始資訊。

假設一條隧道擁有兩個入口A和B。有一扇上了鎖的門，用密碼封鎖住了唯一的路徑，阻止人們從隧道的一端走到另一端（從A到B）。您知道密碼，並且希望將密碼賣給想進入隧道的X。

您希望她在得到密碼之前先付款，而她卻想讓您先證明您真的知道密碼。在這種情況下，她可以站在隧道前面，看著您走進其中一個入口，然後從另一個入口走出來。透過這種方式，她可以確信您真的知道密碼。

為何要用零知識證明？

零知識證明之所以能夠在區塊鍊和加密貨幣領域得到追捧，是因為人們在數位交易中對隱私和安全性的需求日益增長。隨著區塊鏈技術和加密貨幣的興起，人們越來越需要一種既能驗證交易又不洩漏敏感資訊的方法，而ZKP可以滿足這項需求。

近年來，零知識證明吸引了更多的關注和興趣，許多採用ZKP的協議已經推出，主流區塊鏈也已開發出了零知識匯總。在2022年開發者大會(DevCon)上，超20%的討論均圍繞零知識證明技術展開，顯示此技術廣受歡迎。

關鍵發展

零知識證明的一個關鍵發展是越來越多使用一種特定類型的ZKP - 簡潔非交互零知識證明(zk-SNARK)。 zk-SNARK已廣泛應用於各類DeFi App，例如私人代幣交易和屏蔽借貸。零知識證明的另一個主要發展是透過零知識總和(zkRoll-up)更加重視可擴展性和效能。

zk-SNARK

簡潔非交互零知識證明(zk-SNARK)是一種特定類型的零知識證明，它允許在不透露關於陳述本身的任何資訊的情況下驗證陳述。

zk-SNARK已應用於Zcash和JP Morgan Chase基於區塊鏈的支付系統等應用。此外，它還用於向伺服器安全驗證客戶身份。

zkRoll-up

k是一種區塊鏈網路擴容解決方案，它可以將一批多筆交易匯總為一筆規模更大的單筆交易，然後將其記錄在區塊鏈上。例如，BNB Chain於2022年推出了基於zkRoll-up架構的zkBNB測試網。

zkBNB可以將數百筆交易捆綁成一批鏈下交易，並產生一個密碼證明以證明所有交易的有效性。 zkRoll-up在可擴展性和安全性之間達成了某種平衡，適用於大規模、低延遲的設定。

零知識證明的用例

零知識證明的用例很多，其中一些已經實現，而其他的則有望在未來成為現實。 ZKP的一些主要用例包括：

數位身分認證

零知識證明可用於驗證使用者身份，而不會洩露任何敏感的個人資訊。這在數位投票系統等應用中可能十分有用，因為該場景要求在不損害選民匿名性的情況下核實選民身分。

保護隱私的交易

實現保護隱私的交易是零知識證明在加密貨幣領域中的熱門用例之一。例如，Manta Network的MantaPay去中心化應用程式(DApp)便採用了ZKP，使用戶得以在去中心化交易平台(DEX)上進行交易，而無需透露其身分或交易細節。這樣一來，用戶在維護自身隱私的同時，仍可以使用該平台進行交易。

屏蔽交易

代幣化與所有權驗證

零知識證明也可用於將資產代幣化並驗證其所有權證明。例如，一項財產可進行代幣化，且任何一方均可在不公開透露任何其他資訊的情況下驗證其所有權。

遵守全球法規

一些國家在收集和分享金融資訊方面設有嚴格的法規，而去中心化平台可能很難遵守這些法規。零知識證明可用於與監管機構共享所需信息，同時對其他各方保密。

這將有助於彌合去中心化平台與傳統金融機構之間的差距，降低DeFi遵守各司法管轄區內法規的難度。

零知識證明在區塊鏈領域的未來

未來零知識證明可能會帶來新的技術創新。一些與ZKP相關的值得關注的未來發展包括：

跨鏈隱私層

隨著區塊鏈和DeFi生態系統的不斷發展與演變，對不同區塊鏈網路之間互通性的需求日益增加。跨鏈隱私層將允許人們在不同的區塊鏈網路上進行交易，同時保護相關各方的隱私。

zk-STARK

使用者友善的工具包

零知識證明技術可能較為複雜，並非所有開發團隊都具備密碼學這一特定領域的專業知識。使用者友善的ZKP工具包有助於彌補這一差距，可降低不同背景的開發人員使用該技術的難度。

零知識證明的限制

零知識證明提供了一種在保護隱私的同時驗證資訊真實性的獨特方法，但這種驗證並非100%準確。雖然當證明者說謊時驗證的機率可以忽略不計，但使用者應該意識到ZKP並非100%可靠。

此外，零知識證明使用的演算法需要消耗大量的計算資源。在某些類型的ZKP中，密集計算必不可少，因為它們需要驗證者和證明者之間進行許多互動。而在另一些類型的ZKP中，這些演算法的計算量非常大，可能會限制ZKP的應用。

結語

零知識證明因其獨特的隱私保護特性和擴展潛力而迅速受到關注。隨著該技術在區塊鏈、加密貨幣和DeFi領域的應用日益增多，可能帶來更多創新服務，從而極大地造福用戶。零知識證明可望在創建更安全、更私密、更有效率的DApp生態系統方面發揮關鍵作用。

延伸閱讀

• zk-SNARK和zk-STARK詳解

• 區塊鏈Layer 1與Layer 2擴展解決方案