제로 지식 증거는 어떻게 블록 체인에서 개인 정보를 향상시킬 수 있습니까?

블록 체인 컨텍스트에서 제로 지식 증거를 이해합니다

제로 지식 증명 (ZKP)은 한 당사자 (잠언)가 다른 당사자 (검증 자)에게 진술 자체의 진실을 넘어서는 정보를 공개하지 않고 진술이 사실임을 증명할 수있는 암호화 프로토콜입니다. 블록 체인의 맥락에서 이는 사용자가 기본 세부 사항을 노출시키지 않고 거래 또는 데이터를 검증 할 수 있음을 의미합니다. 블록 체인이 본질적으로 투명하기 때문에이 기능은 프라이버시를 위해 변형 적입니다. 거래는 공개 원장에 기록됩니다. 제로 지식 증명을 통해 참가자는 시스템의 무결성과 정확성을 보장하면서 기밀 유지를 유지할 수 있습니다.

예를 들어, 사용자는 실제 잔액을 밝히지 않고 거래를하기에 충분한 자금이 있음을 증명할 수 있습니다. 검증 프로세스는 입력을 노출시키지 않고 클레임의 유효성을 확인하는 수학적 구성에 의존합니다. 이 메커니즘은 민감한 데이터가 공개 원장에 노출되는 것을 방지하여 전통적인 블록 체인 시스템의 주요 단점 중 하나를 해결합니다.

ZK-SNARK가 개인 거래를 가능하게하는 방법

블록 체인에서 제로 지식 증명의 가장 널리 사용되는 구현 중 하나는 ZK-SNARKS 입니다 (제로 지식 간결한 간결한 지식 논증). 이들은 신속하게 검증 될 수있는 매우 작은 증거를 생성하여 효율성이 중요한 블록 체인 환경에 적합하기 때문에 특히 효과적입니다.

블록 체인 트랜잭션에서 ZK-SNARKS를 구현하려면 :

• 회로는 거래의 논리를 나타내도록 설계되었습니다 (예 :“발신자는 자금을 소유하고 잔액이 충분합니다”).
• 잠언은 개인 입력 (예 : 비밀 키 또는 양)과 회로의 공개 매개 변수를 사용하여 증거를 생성합니다.
• 증거는 트랜잭션에 첨부되어 네트워크에 방송됩니다.
• 유효성 검사기는 개인 데이터에 액세스하지 않고 공개 매개 변수에 대한 증거를 확인합니다.

전체 프로세스는 제 3자가 거래에 관련된 발신자, 수신자 또는 금액을 결정할 수 없도록합니다. Zcash 와 같은 프로젝트는 ZK-SNARKS를 활용하여 차폐 트랜잭션을 활성화합니다. 여기서 트랜잭션 세부 사항은 여전히 암호화 적으로 확인되면서 암호화되어 있습니다.

ZK-Starks : 투명한 대안

ZK-SNARKS는 강력하지만 신뢰할 수있는 설정 단계에 의존하여 초기 매개 변수가 손상되면 잠재적 인 취약점을 소개합니다. ZK-Starks (제로 지식 확장 가능한 투명한 지식 인수)는 신뢰할 수있는 설정 대신 공개적으로 검증 가능한 무작위성을 사용 하여이 위험을 제거합니다.

ZK-Starks는 몇 가지 장점을 제공합니다.

• 신뢰할 수있는 설정, 보안 및 분산 증가가 필요하지 않습니다.
• 타원 곡선 암호화보다는 해시 기능에 의존하여 양자 컴퓨팅 공격에 대한 저항.
• 증명 생성 및 검증의 투명성이 높아집니다.

ZK-SNARKS에 비해 더 큰 증거 크기에도 불구하고 ZK-Starks는 Starknet 과 같은 개인 정보 보호 중심 계층 -2 솔루션에 채택됩니다. 이 시스템을 통해 사용자는 체인 외부 거래를 제출하고 메인 블록 체인에 제로 지식 증거 만 게시 할 수 있으며 사슬 데이터 노출을 줄이면 개인 정보를 보존합니다.

개인 정보 보호 스마트 계약

이더 리움과 같은 플랫폼의 스마트 계약은 완전히 투명합니다. 입력, 출력 및 상태 변경이 보입니다. 제로 지식 증명을 통해 관련 데이터를 공개하지 않고 논리가 실행되는 개인 스마트 계약 의 생성을 가능하게합니다.

개인 정보 보호 스마트 계약을 배치하려면 :

• 계약 회로로 표현할 수있는 방식으로 계약 논리를 정의하십시오.
• 제로 지식 프레임 워크 (예 : Circom 또는 Noir)를 사용하여 논리를 입증 시스템으로 컴파일하십시오.
• 사용자가 암호화 된 입력을 제출하고 올바른 실행 증명을 생성 할 수 있습니다.
• 블록 체인은 증명을 확인하고 원시 데이터에 액세스하지 않고 계약 상태를 업데이트합니다.

이 접근법은 AZTEC 네트워크 와 같은 프로젝트에서 사용되며, 사용자는 잔액 및 거래 금액을 숨기고 대출 및 교환과 같은 DEFI 응용 프로그램과 상호 작용할 수 있습니다. 계약은 데이터 노출이 아닌 암호화 검증을 통해 규칙을 시행합니다.

확장 성 및 개인 정보는 ZK-Rollups를 통해 결합되었습니다

ZK-Rollups는 수천 개의 트랜잭션을 체인 오프 체인으로 묶고 메인 체인에 단일 제로 지식 증거를 제출하는 Layer-2 스케일링 솔루션입니다. 이는 개인 정보를 향상시키면서 혼잡과 가스 비용을 줄입니다.

프로세스는 다음과 같이 작동합니다.

• 거래는 메인 블록 체인에서 롤업 연산자에게 제출됩니다.
• 운영자는 트랜잭션을 집계하고 새로운 상태 루트를 계산합니다.
• 새로운 상태가 이전의 상태에서 올바르게 따른다는 것을 증명하기 위해 Zk-Proof가 생성됩니다.
• 증명 및 상태 루트는 검증을 위해 메인 체인에 게시됩니다.

증거와 최종 상태 만 게시되므로 개별 거래 세부 사항은 숨겨져 있습니다. 시스템이 엔드 투 엔드 암호화로 설계된 경우 롤업 연산자조차도 사용자 데이터에 액세스 할 수 없습니다. 이 모델은 Polygon Zkevm 및 Zksync 와 같은 플랫폼에서 사용되며 확장 성을 강력한 개인 정보 보증과 결합합니다.

도전 및 구현 고려 사항

블록 체인 시스템에 제로 지식 증거를 배포하는 것은 기술적 및 운영 문제가 필요합니다.

• 특수 하드웨어가 필요한 증거를 생성하기위한 높은 계산 간접비.
• 회로 개발 및 감사의 복잡성으로 버그의 위험이 증가합니다.
• 기존의 스마트 계약 프레임 워크와 비교하여 제한된 개발자 툴링 및 문서.
• 잠재적 중앙 집중화 몇 개만 제공하는 인프라를 실행할 수있는 경우.

이러한 문제를 완화하려면 :

• 재귀적인 증거를 지원하고 하드웨어 요구를 줄이는 Halo2와 같은 최적화 된 증명 시스템을 사용하십시오.
• 더 안전한 개발을 위해 Snarkyjs 또는 Noir와 같은 오픈 소스 라이브러리 및 프레임 워크를 활용하십시오.
• 여러 노드가 증거 생성에 기여할 수있는 분산 된 증명 네트워크를 구현합니다.

이러한 장애물에도 불구하고, 제로 지식 증거의 통합은 개인 정보 및 확장성에 대한 수요 증가로 인해 계속 확대되고 있습니다.

자주 묻는 질문

모든 블록 체인에서 제로 지식 증명을 사용할 수 있습니까? 예, 구현은 스마트 계약 및 암호화 작업에 대한 블록 체인의 지원에 달려 있습니다. 이더 리움, 다각형 및 기타 EVM 호환 체인은 특수 툴링을 통해 ZK 기반 애플리케이션을 지원합니다. 비 EVM 체인에는 맞춤형 통합이 필요할 수 있습니다.

제로 지식 증거가 모든 개인 정보 보호 위험을 제거합니까? 아니요. 트랜잭션 컨텐츠를 숨기는 동안 트랜잭션 타이밍, IP 주소 및 상호 작용 패턴과 같은 메타 데이터는 여전히 정보를 누출 할 수 있습니다. 믹서 또는 암호화 메시징 레이어와 같은 추가 조치가 종종 필요합니다.

사용자는 실제로 제로 지식 증거를 어떻게 생성합니까? 사용자는 입증 라이브러리를 통합하는 지갑 인터페이스와 상호 작용합니다. 개인 트랜잭션을 시작할 때 지갑은 사전 정의 된 회로를 사용하여 입력을 증명으로 자동 컴파일합니다. 사용자는 암호화 작업을 수동으로 처리 할 필요가 없습니다.

제로 지식 증거는 양자 공격에 취약합니까? 타원 곡선 암호화를 기반으로 한 ZK-SNARKS는 잠재적으로 취약하지만 ZK-Starks는 해시 기반 암호화를 사용하여 양자 저항성으로 간주됩니다. 스타크 기반 시스템으로 전환하면 장기 보안이 향상됩니다.