什麼是區塊鏈的零知識證明電路？如何構建它？

ZKP電路通過允許交易驗證而不揭示敏感數據來增強區塊鏈隱私，這對於像Zcash和Ethereum的ZK-Rollups這樣的加密貨幣至關重要。

2025/04/28 14:21

區塊鏈中的零知識證明電路簡介

零知識證明（ZKP）電路是區塊鏈系統中隱私增強技術的關鍵組成部分。他們使一方能夠向另一方證明給定的陳述是真實的，而不會揭示陳述本身有效性以外的任何信息。在區塊鏈的背景下， ZKP用於增強交易隱私和安全性，使用戶可以在不披露敏感數據的情況下驗證交易。

了解零知識證明

從本質上講，零知識證明是一種方法（供奉獻者）可以向另一方（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。這對於確保交易完整性和隱私的區塊鏈特別有用。例如，用戶可以證明他們有資金可以執行交易而不揭示其總餘額。

零知識證明電路的組件

ZKP電路由幾個關鍵組成部分組成：

• 輸入：供者用來生成證明的數據。
• 見證人：僅供奉獻者知道的秘密信息。
• 電路：一組邏輯操作，將輸入並見證為輸出。
• 輸出：電路計算的結果，驗證者對證明進行檢查。

了解這些組件對於構建ZKP電路至關重要，因為每個電路都在確保證明的有效性和安全性中起著至關重要的作用。

構建零知識證明電路

構建ZKP電路涉及幾個詳細的步驟。這是您可以構建一個的方法：

• 定義問題：清楚地闡明您要證明的陳述。例如，證明您知道一個私鑰而沒有透露私鑰。
• 設計電路：使用電路設計工具（例如Circom或Zk-Snarks）對證明該聲明所需的邏輯操作進行建模。這涉及定義輸入，見證和輸出。
• 實現電路：用兼容的編程語言編寫電路。例如，如果使用Circom，則將編寫一個.circom文件來定義電路的邏輯。
• 生成證明：使用ZKP庫生成證明。這通常涉及對電路進行編譯並與輸入和證人一起運行。
• 驗證證明：驗證者使用單獨的程序來檢查公眾輸入和輸出的證明。如果證明是有效的，則驗證者在不學習秘密信息的情況下確信該陳述的真相。

實際示例：構建簡單的ZKP電路

讓我們瀏覽一個實用的例子，構建一個簡單的ZKP電路以證明一個秘密數字的知識：

• 定義問題：您想證明您知道一個數字x ，使得x^2 = y ， y是公共的。
• 設計電路：創建一個將x作為證人和y​​作為輸入的電路，並輸出x^2是否等於y 。
• 實施電路：使用Circom，您可以編寫以下內容：

 template SquareCircuit() { signal input x; signal input y; signal output out; out <== x * x === y;

}

組件主= SquareCircuit（）;

• 生成證明：使用圓形編譯器編譯電路，然後使用SNARKJS之類的ZKP庫生成證明：

 circom square.circom -o square.json
 snarkjs setup square.json
 snarkjs calculatewitness square.json square.wtns
 snarkjs proof square.zkey square.wtns square.proof square.public

• 驗證證明：使用snarkjs驗證證明：

 snarkjs verify square.vkey square.public square.proof

此示例說明了構建和驗證ZKP電路所需的基本步驟。

ZKP電路設計中的挑戰和考慮因素

建造ZKP電路並非沒有挑戰。主要考慮因素包括電路的複雜性，這會影響證明生成和驗證時間以及基礎加密算法的安全性。此外，確保電路的正確性至關重要，因為任何錯誤都可能導致證明或安全漏洞無效。

零知識證明電路在區塊鏈中的應用

ZKP電路在區塊鏈技術中有許多應用。它們用於以隱私為重點的加密貨幣（例如Zcash）來啟用屏蔽交易，其中交易細節隱藏在公共分類帳中。以太坊的ZK-Rollups使用ZKP電路將多個交易匯入單個證明，從而提高了可擴展性並降低了交易成本。區塊鏈平台上的身份驗證還可以利用ZKP來證明身份，而無需透露個人信息。

常見問題

問：可以將ZKP電路用於任何類型的區塊鏈事務嗎？

答：ZKP電路具有通用性，可用於各種類型的交易，但它們的實現取決於區塊鏈的特定要求。例如，它們對於保存隱私交易特別有用，但對於公眾，透明的交易可能不是必需的。

問：ZKP電路的複雜性如何影響其性能？

答：ZKP電路的複雜性直接影響其性能。更複雜的電路需要更多的計算資源來進行證明和驗證，這可能會導致更長的處理時間和更高的能耗。

問：ZKP電路中有任何已知漏洞嗎？

答：雖然ZKP電路被設計為安全，但漏洞可能是由於基礎加密算法中的實現錯誤或弱點而引起的。為了維持ZKP電路的安全性，需要定期審核和更新。

問：可以將ZKP電路與現有區塊鏈平台集成嗎？

答：是的，可以將ZKP電路與現有的區塊鏈平台集成在一起，但這通常需要對平台的協議和共識機制進行修改。像以太坊這樣的項目已經開始通過ZK-Rollups等解決方案集成ZKP技術。