如何使用零知識證明？在一篇文章中分析零知識證明

零知識證明增強了諸如Zcash之類的加密貨幣中的隱私，從而可以在不揭示敏感信息的情況下驗證交易。

2025/05/23 12:28

零知識證明（ZKP）是一種加密方法，它允許一個方向另一方證明給定語句是真實的，而無需揭示陳述本身有效性以外的任何信息。這個有力的概念在加密貨幣生態系統中發現了許多應用程序，尤其是在增強隱私和安全性方面。在本文中，我們將探討零知識證明的基本原理，它們在加密貨幣中的應用，並提供有關如何使用它們的詳細指南。

了解零知識證明

零知識證明是一種方法（供奉獻者）向另一方（驗證者）證明他們知道一個值x的方法，而沒有傳達任何信息，除了他們知道值x的事實外。零知識證明的關鍵特徵是：

• 完整性：如果陳述是真的，那麼誠實的宣傳者將使誠實的驗證者相信這一事實。
• 健全性：如果該陳述是錯誤的，則沒有作弊的供者可以說服一個誠實的驗證者，除非有一些很小的概率，否則是真的。
• 零知識：如果該語句是正確的，則驗證者除了該語句是正確的事實外，沒有其他知識。

該概念首先是由Shafi Goldwasser，Silvio Micali和Charles Rackoff在1980年代提出的，此後已發展成為現代密碼學的基石。

零知識證明在加密貨幣中的應用

在加密貨幣的世界中，零知識證明在解決隱私和可擴展性問題方面起了重要作用。一些值得注意的應用程序包括：

• Zcash ：Zcash是一種使用零知識證明的加密貨幣來提供增強的隱私。可以完全屏蔽ZCash網絡上的交易，這意味著發送者，接收器和轉移金額仍保密。

• ZK-SNARKS ：零知識簡潔的知識非交互論點（ZK-SNARKS）是ZCash中使用的一種零知識證明。它允許在不揭示任何基本數據的情況下驗證交易。

• ZK-Rollups ：這些是第2層縮放解決方案，使用零知識證明將多個交易批量交易批量進行單個證明，從而減少了區塊鏈上的負載並提高可擴展性。

• 以隱私為中心的DAPP ：許多分散應用程序（DAPP）使用零知識證明來確保用戶隱私而不會損害網絡的完整性。

如何在加密貨幣交易中使用零知識證明

使用加密貨幣交易中的零知識證明，特別是在Zcash等以隱私為中心的網絡中，涉及多個步驟。以下是有關如何在ZCash交易中使用零知識證明的詳細指南。

設置Zcash錢包

• 下載並安裝ZCASH錢包：首先，您需要下載並安裝與Zcash兼容的錢包。流行的選項包括Zecwallet和Zingo。
• 生成一個新地址：安裝後，生成一個新地址。 Zcash錢包通常提供透明和屏蔽地址。有關隱私，請使用屏蔽地址。
• 為您的錢包提供資金：將一些ZEC（ZCash加密貨幣）轉移到您的新地址。

創建私人交易

• 選擇收件人：選擇收件人的屏蔽地址，以確保交易保持私密。
• 輸入金額：輸入您希望發送的ZEC金額。
• 啟動交易：單擊發送按鈕以啟動交易。錢包將自動生成必要的零知識證明，以驗證交易而不揭示任何敏感信息。

驗證交易

• 檢查事務狀態：發送後，您可以在Zcash Block Explorer上檢查交易狀態。探險家將表明發生了交易，但細節將被隱藏。
• 確認收據：收件人將在其屏蔽地址中收到ZEC，他們可以在不知道交易詳細信息的情況下驗證收到的金額。

零知識證明的技術方面

了解零知識證明的技術基礎可以幫助欣賞其權力和局限性。該過程涉及多個複雜的步驟：

• 設置階段：這涉及生成證明系統中使用的公共參數。在Zcash中，這是通過值得信賴的設置儀式完成的。
• 證明階段：供奉獻者生成了一個證據，表明某個語句是正確的。在Zcash的背景下，這意味著證明發件人具有必要的資金，並且交易是有效的。
• 驗證階段：驗證者檢查證明以確保其有效性而無需學習任何其他信息。

挑戰和考慮因素

儘管零知識證明在隱私和可伸縮性方面具有很大的優勢，但也需要考慮以下挑戰：

• 複雜性：實施零知識證明在技術上是複雜的，需要對密碼學有深刻的了解。
• 性能：生成和驗證證明可以是計算密集的，這可能會影響交易速度。
• 值得信賴的設置：某些零知識證明系統（例如ZK-SNARKS）需要一個值得信賴的設置階段，如果不牢固地進行，這可能是一個潛在的故障點。

零知識證明的實際用例

零知識的證據發現了不僅僅是加密貨幣的實用應用。在加密貨幣生態系統中，一些值得注意的用例包括：

• 機密交易：這些是通過零知識證明隱藏傳輸金額的交易，以確保只有發件人和接收者才能知道金額。
• 身份驗證：零知識證明可用於驗證身份而不揭示個人信息，這在分散的金融（DEFI）應用程序中特別有用。
• 投票系統：在基於區塊鏈的投票系統中，零知識證明可以確保投票的完整性，而不會揭示選民的選擇。

常見問題

問：在任何區塊鍊網絡中都可以使用零知識證明嗎？

答：雖然理論上可以在任何區塊鏈上實現零知識證明，但其實際應用在以隱私為中心的網絡（如Zcash和Ethereum的第2層解決方案）中最常見。複雜性和計算要求可能會限制它們在某些網絡中的使用。

問：零知識證明有多安全？

答：正確實施後，零知識證明被認為是高度安全的。但是，安全性取決於基本的加密假設和設置階段的正確執行。設置或實現中的任何漏洞都可以損害系統。

問：是否有零知識證明的替代方法可以增強加密貨幣的隱私？

答：是的，還有其他方法可以增強加密貨幣中的隱私，例如Monero中使用的環簽名和Bitcoin中使用的CoinJoin技術。每種方法在隱私，可擴展性和復雜性方面都有自己的權衡。

問：零知識證明如何影響區塊鏈的可擴展性？

答：零知識證明可以通過允許將多個交易劃分為單個證明來提高可擴展性，如ZK滾動中所示。但是，根據特定的實現，生成和驗證證明的計算開銷也會影響性能。