什麼是 zk-SNARK 以及它們如何實現私密交易？

了解區塊鏈技術中的 zk-SNARK

1. zk-SNARK 代表零知識簡潔非交互式知識論證，這是一種密碼學證明系統，允許一方在不透露任何附加信息的情況下證明陳述的真實性。這種機制在隱私和驗證都至關重要的區塊鍊網絡中特別強大。

2. zk-SNARKs 背後的核心思想是零知識證明：證明者可以讓驗證者相信他們知道秘密（例如私鑰或交易細節），而無需披露秘密本身。這確保了數據機密性，同時保持對系統完整性的信任。

3. 這些證明很簡潔，這意味著即使底層計算很複雜，它們也需要最少的計算資源來驗證。這種效率使它們適合區塊空間有限和吞吐量需求高的去中心化網絡。

4. zk-SNARK 是非交互式的，這意味著可以生成和驗證證明，而無需證明者和驗證者之間來回通信。此屬性增強了以太坊或 Zcash 等公共賬本的可擴展性和可用性。

5. 為了發揮作用，zk-SNARK 依賴於可信設置階段，在該階段創建初始參數。如果此設置受到損害，則可以接受偽造的證明。然而，現代的實現使用多方儀式來最大限度地減少集權或腐敗的風險。

zk-SNARK 如何實現私密交易

1. 傳統區塊鏈交易中，發送方、接收方、金額對所有參與者可見。這種透明度與用戶對財務隱私的期望相衝突。 zk-SNARK 允許交易細節保持隱藏，同時仍由網絡驗證。

2. 用戶可以生成 zk-SNARK 證明，證明他們有足夠的資金、交易遵守共識規則並且簽名有效——所有這些都不會暴露所涉及的賬戶餘額或地址。

3.這意味著即使交易的正確性是完全可審計的，但用戶的經濟行為仍然是保密的。像 Zcash 這樣的網絡是最早為屏蔽交易實施 zk-SNARK 的網絡之一，提供可選的隱私層。

4. 通過將這些證明嵌入到交易數據中，節點可以在不訪問明文輸入的情況下驗證傳輸。區塊鏈保留了其不變性和安全性，同時增加了強大的隱私保證。

5. 由於證明的大小很小，因此它們不會顯著增加塊權重，儘管增加了密碼複雜性，但仍保持了網絡性能。

超越交易隱私的應用程序

1. zk-SNARK 現在用於第 2 層擴展解決方案，例如 zk-Rollups，其中數千筆交易在鏈外捆綁，並通過提交到主鏈的單個 SNARK 證明來證明其正確性。

2. 智能合約平台利用 zk-SNARK 來實現私密計算——用戶可以在不洩露輸入數據的情況下與合約進行交互，為機密 DeFi 應用打開大門。

3. 身份系統利用 zk-SNARK 來驗證屬性（例如年齡或公民身份），而無需暴露個人文檔，這符合 Web3 生態系統中的自我主權身份原則。

4.去中心化交易所正在探索 zk-SNARK 來隱藏交易訂單和投資組合頭寸，防止搶先交易並提高交易者公平性。

5. 隨著工具的改進，開發人員正在創建特定於領域的語言，例如 Circom 和 ZoKrates 來設計自定義電路，以生成針對獨特應用程序邏輯定制的 zk-SNARK 證明。

實施中的挑戰和考慮因素

1. 可信設置仍然是一個關注點；儘管可以通過多方計算緩解，但儀式中的任何缺陷都可能破壞整個系統的安全模型。

2. 生成 zk-SNARK 證明需要大量的計算能力和專業知識，這對普通用戶和較小的開發團隊構成了進入障礙。

3. 由於底層數學和電路設計的不透明性，基於 zk-SNARK 的系統的調試和審計很困難，增加了未檢測到漏洞的風險。

4.圍繞隱私保護技術的監管審查不斷加強，一些司法管轄區對可能被濫用於非法活動表示擔憂，從而導致合規挑戰。

5. 不同的 zk 鏈之間的互操作性仍然有限，因為每個網絡可能使用不同的證明方案或參數集，阻礙無縫資產和數據傳輸。

常見問題解答

zk-SNARK 與 zk-STARK 有何區別？ zk-STARK 通過依賴透明的隨機性消除了對可信設置的需求，並提供更好的抵抗量子攻擊的能力。然而，與 zk-SNARK 的簡潔性相比，zk-STARK 證明更大且驗證成本更高。

zk-SNARK 可以用在 Bitcoin 上嗎？由於腳本限制，直接集成到 Bitcoin 的基礎層是不切實際的。然而，在 Bitcoin 之上構建的側鍊或第 2 層協議可能會採用 zk-SNARK 來增強隱私性和可擴展性。

使用 zk-SNARK 的交易是完全匿名的嗎？它們提供強假名而不是完全匿名。雖然交易內容被隱藏，但仍可以分析時間和交易頻率等元數據以推斷用戶行為。

所有節點都會驗證區塊鏈中的 zk-SNARK 證明嗎？是的，每個完整節點都會驗證附加到私人交易的加密證明。驗證過程快速且確定性，無需訪問底層私有數據即可確保共識。