零知识证明

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零知识证明

什么是零知识证明?

零知识证明(ZK Proof)或零知识协议是一种在不泄露基础数据的情况下验证事物的数学方法。换句话说,证明者能够向验证者证明它们具有一条信息的知识,而无需透露信息本身。使用零知识证明是为了提高系统的隐私性和安全性。

验证者随机询问证明者,给出正确答案的频率越高,证明者拥有“知识“的可能性就越高。一个众所周知的示例,通常用于证明零知识证明的概念:佩奇(证明者)知道用于打开洞门的密码代码。洞穴的形状像一个环形,有两个分别通往两个单独路径(A和B)的入口。门连接到两条路径,但是只能用密码才能打开。维克多(验证者)想知道佩奇是否获得了密码,佩奇想证明自己知道密码但又不想透露密码本身。为此,佩奇进入山洞,维克多在外面等。他大声喊出他希望佩奇返回路径的名称,即A或B。如果佩奇知道密码,她可以随时开门,然后沿着所需的路径返回。而如果她其实不知道密码,她只能按照进入时的路径返回,她将有50%的几率是正确的,但如果他们重复多次(例如10次),那么在不真正知道密码的情况下成功走对路的机会就很小了(0.510)。

零知识证明必须满足三个属性:完整性,可靠性和零知识。完整性是指证明者可以高度准确的方式证明知道该信息;可靠性意味着验证者必须有能力确认证明者是否真正知道;零知识意味着如果证明者确实知道,验证者只能得知这一事实,但无法知道其内容。

零知识证明的概念最初由Shafi Goldwasser和Silvio Micali于1985年在MIT发表的论文“交互式证明系统的知识复杂性“中提出。他们验证了有可能证明数字的某些性质而无需透露数字或有关数字的任何其他信息。

区块链中的用例

尽管公共区块链提供了交易的透明性,但某些应用可能需要更高级别的隐私。零知识证明可用于验证交易,而无需透露任何相关数据。例如,传输了多少价值或将其发送到哪个地址。一个例子是Zcash,这是一种注重隐私的加密货币,它采用zk-SNARKs(简洁非交互式零知识证明)来证明有效交易的条件已得到满足,而不会透露有关地址或价值的任何信息。摩根大根在其Quorum网络中整合了zk-SNARKs技术。

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