如何使用零知识证明？在一篇文章中分析零知识证明

零知识证明增强了诸如Zcash之类的加密货币中的隐私，从而可以在不揭示敏感信息的情况下验证交易。

2025/05/23 12:28

零知识证明（ZKP）是一种加密方法，它允许一个方向另一方证明给定语句是真实的，而无需揭示陈述本身有效性以外的任何信息。这个有力的概念在加密货币生态系统中发现了许多应用程序，尤其是在增强隐私和安全性方面。在本文中，我们将探讨零知识证明的基本原理，它们在加密货币中的应用，并提供有关如何使用它们的详细指南。

了解零知识证明

零知识证明是一种方法（供奉献者）可以向另一方（验证者）证明他们知道一个值x的方法，而没有传达任何信息，除了他们知道值x的事实外。零知识证明的关键特征是：

• 完整性：如果陈述是真的，那么诚实的宣传者将使诚实的验证者相信这一事实。
• 健全性：如果该陈述是错误的，则没有作弊的供者可以说服一个诚实的验证者，除非有一些很小的概率，否则是真的。
• 零知识：如果该语句是正确的，则验证者除了该语句是正确的事实外，没有其他知识。

该概念首先是由Shafi Goldwasser，Silvio Micali和Charles Rackoff在1980年代提出的，此后已发展成为现代密码学的基石。

零知识证明在加密货币中的应用

在加密货币的世界中，零知识证明在解决隐私和可扩展性问题方面起了重要作用。一些值得注意的应用程序包括：

• Zcash ：Zcash是一种使用零知识证明的加密货币来提供增强的隐私。可以完全屏蔽ZCash网络上的交易，这意味着发送者，接收器和转移金额仍保密。

• ZK-SNARKS ：零知识简洁的知识非交互论点（ZK-SNARKS）是ZCash中使用的一种零知识证明。它允许在不揭示任何基本数据的情况下验证交易。

• ZK-Rollups ：这些是第2层缩放解决方案，使用零知识证明将多个交易批量交易批量进行单个证明，从而减少了区块链上的负载并提高可扩展性。

• 以隐私为中心的DAPP ：许多分散应用程序（DAPP）使用零知识证明来确保用户隐私而不会损害网络的完整性。

如何在加密货币交易中使用零知识证明

使用加密货币交易中的零知识证明，特别是在Zcash等以隐私为中心的网络中，涉及多个步骤。以下是有关如何在ZCash交易中使用零知识证明的详细指南。

设置Zcash钱包

• 下载并安装ZCASH钱包：首先，您需要下载并安装与Zcash兼容的钱包。流行的选项包括Zecwallet和Zingo。
• 生成一个新地址：安装后，生成一个新地址。 Zcash钱包通常提供透明和屏蔽地址。有关隐私，请使用屏蔽地址。
• 为您的钱包提供资金：将一些ZEC（ZCash加密货币）转移到您的新地址。

创建私人交易

• 选择收件人：选择收件人的屏蔽地址，以确保交易保持私密。
• 输入金额：输入您希望发送的ZEC金额。
• 启动交易：单击发送按钮以启动交易。钱包将自动生成必要的零知识证明，以验证交易而不揭示任何敏感信息。

验证交易

• 检查事务状态：发送后，您可以在Zcash Block Explorer上检查交易状态。探险家将表明发生了交易，但细节将被隐藏。
• 确认收据：收件人将在其屏蔽地址中收到ZEC，他们可以在不知道交易详细信息的情况下验证收到的金额。

零知识证明的技术方面

了解零知识证明的技术基础可以帮助欣赏其权力和局限性。该过程涉及多个复杂的步骤：

• 设置阶段：这涉及生成证明系统中使用的公共参数。在Zcash中，这是通过值得信赖的设置仪式完成的。
• 证明阶段：供奉献者生成了一个证据，表明某个语句是正确的。在Zcash的背景下，这意味着证明发件人具有必要的资金，并且交易是有效的。
• 验证阶段：验证者检查证明以确保其有效性而无需学习任何其他信息。

挑战和考虑因素

尽管零知识证明在隐私和可伸缩性方面具有很大的优势，但也需要考虑以下挑战：

• 复杂性：实施零知识证明在技术上是复杂的，需要对密码学有深刻的了解。
• 性能：生成和验证证明可以是计算密集的，这可能会影响交易速度。
• 值得信赖的设置：某些零知识证明系统（例如ZK-SNARKS）需要一个值得信赖的设置阶段，如果不牢固地进行，这可能是一个潜在的故障点。

零知识证明的实际用例

零知识的证据发现了不仅仅是加密货币的实用应用。在加密货币生态系统中，一些值得注意的用例包括：

• 机密交易：这些是通过零知识证明隐藏传输金额的交易，以确保只有发件人和接收者才能知道金额。
• 身份验证：零知识证明可用于验证身份而不揭示个人信息，这在分散的金融（DEFI）应用程序中特别有用。
• 投票系统：在基于区块链的投票系统中，零知识证明可以确保投票的完整性，而不会揭示选民的选择。

常见问题

问：在任何区块链网络中都可以使用零知识证明吗？

答：虽然理论上可以在任何区块链上实现零知识证明，但其实际应用在以隐私为中心的网络（如Zcash和Ethereum的第2层解决方案）中最常见。复杂性和计算要求可能会限制它们在某些网络中的使用。

问：零知识证明有多安全？

答：正确实施后，零知识证明被认为是高度安全的。但是，安全性取决于基本的加密假设和设置阶段的正确执行。设置或实现中的任何漏洞都可以损害系统。

问：是否有零知识证明的替代方法可以增强加密货币的隐私？

答：是的，还有其他方法可以增强加密货币中的隐私，例如Monero中使用的环签名和Bitcoin中使用的CoinJoin技术。每种方法在隐私，可扩展性和复杂性方面都有自己的权衡。

问：零知识证明如何影响区块链的可扩展性？

答：零知识证明可以通过允许将多个交易划分为单个证明来提高可扩展性，如ZK滚动中所示。但是，根据特定的实现，生成和验证证明的计算开销也会影响性能。