什么是零知识证明（ZKP）？

了解密码学中的零知识证明

1。零知识证明（ZKP）是加密协议，允许一个被称为供奉献者的一方向另一方（验证者）证明陈述是正确的，而没有透露任何其他信息，而超出了陈述本身的真实性。在隐私和数据最小化至关重要的环境中，这个概念特别有力。

2。ZKPS背后的核心思想依赖于三个基本属性：完整性，健全性和零知识。完整性可确保如果陈述是真的，那么诚实的卖者就可以说服诚实的验证者。健全性可以保证，没有不诚实的鄙视可以错误地说服验证者虚假陈述。零知识属性可确保验证者除了陈述是真实的事实外，没有其他知识。

3。在区块链和加密货币系统中，ZKPS可以验证交易，而无需公开交易详细信息，例如发送者，接收器或金额。这允许在保持网络完整性的同时提供强大的隐私保证。例如，Zcash使用ZK-SNARKS（一种零知识证明）来屏蔽其公共分类帐中的交易数据。

4。ZKP的数学基础通常涉及复杂的代数结构和椭圆曲线配对。这些工具允许在经过充分研究的假设下有效地验证和确保紧凑的证据。随着计算技术的推进，ZK-Starks之类的新变体通过消除对可信赖的设置仪式的需求来提供透明度。

ZKP在区块链生态系统中的应用

1。保存隐私的加密货币代表了零知识证明的最早，最直接的应用之一。通过将ZK-SNARKS嵌入交易验证中，诸如ZCASH之类的区块链使用户可以进行完全加密的交易，而这些交易仍可以通过网络进行验证。

2。诸如ZK-Rollups之类的可伸缩性解决方案利用零知识证明将数千笔交易捆绑到提交给主链的单个证明中。这大大减少了以太坊等网络上的拥堵和汽油费，同时通过加密验证来保存安全性。

3.身份管理系统通过使用户能够证明属性（例如年龄或公民身份）从ZKP中受益，而无需披露基本的个人数据。这种方法与分散的身份框架保持一致，在该框架中，个人维持对数字证书的控制。

4。分散的财务（DEFI）平台开始集成ZKP，以允许私人贷款，借贷和交易。用户可以在不揭示帐户余额的情况下证明偿付能力或抵押化，从而增强财务互动中的机密性。

当前ZKP实施的挑战和局限性

1。计算开销仍然是一个重要的障碍。生成零知识证明需要实质性的处理能力，尤其是对于复杂的语句。这限制了低资源设备的可访问性，并增加了时间敏感应用程序的延迟。

2。某些类型的证明（例如ZK-SNARKS）需要受信任的设置过程。如果在设置过程中妥协了初始参数，则可能会破坏整个系统的安全性。尽管ZK-Starks消除了这一要求，但它们具有更大的证明尺寸和更高的验证成本。

3。发展复杂性阻碍了广泛采用。生成有效ZKP的编写程序通常需要密码学和电路设计方面的专业知识。 Circom和Halo2等工具正在改善可访问性，但是学习曲线仍然很陡。

4。不同ZKP系统之间的互操作性有限。每个协议可能使用不同的数学假设和格式，使得很难在平台上传输证明或将它们组合到多层应用程序中。

常见问题

是什么使零知识证明与传统加密不同？传统的加密通过使数据无法阅读而无需键来隐藏数据，而零知识证明可以验证有关数据的索赔，而无需透露数据。加密保护运输或存储中的内容； ZKP在验证过程中保护信息。

可以在区块链之外使用零知识证明吗？是的，ZKP在安全的投票系统，身份验证协议和机密计算环境中具有应用程序。它们在必须在不暴露敏感输入的情况下进行验证的任何地方都有用，包括在企业网络安全和法规合规场景中。

零知识证明是否完全消除了对信任的需求？不是完全。尽管ZKPS减少了信任第三方进行数据验证的依赖，但信任仍然可能以软件实现，硬件安全性或设置过程的形式存在，尤其是在需要信任初始化阶段的系统中。