Chraňte svá data na blockchainu
Máte někdy pocit, že žijete v písni od Stinga? Té, která říká: „Každý dech, který uděláš, každý pohyb, který uděláš, budu tě sledovat“? V dnešní době se zdá, že vždy existuje někdo, kdo sleduje každý váš krok — doslova. Jděte do obchodu a vaše banka ví, co jste koupili, kolik jste utratili a dokonce i kde jste to udělali. GPS ve vašem chytrém telefonu sleduje vaši polohu každou sekundu, CCTV kamery vás neustále sledují na veřejnosti a váš ISP, poskytovatel internetových služeb, monitoruje vaše online návyky jako jestřáb. Takže pokud to všechno vypadá jako trochu reality show, může to tak být, ale bez toho lesku!
Otázka je, co kdybyste mohli otočit scénář a udržet alespoň část svého života soukromou? Vlastně velmi významnou část — váš finanční život. Přicházejí důkazy s nulovým poznáním (ZKP). Tyto šikovné kryptografické nástroje vám umožňují prokázat, že transakce je legitimní, aniž byste odhalili jakékoli podrobnosti — kdo zaplatil co a kde, kdo poslal kolik a kdy, nebo jakékoli šťavnaté detaily. V podstatě je to jako říct: „Všechno je v pořádku,“ aniž byste komukoli ukázali skutečné účtenky. Zní to zajímavě? Zůstaňte s námi, abyste viděli, jak vám tento protokol může pomoci dosáhnout úrovně soukromí, která vypadá jako sci-fi, ale je zcela skutečná.
Důkazy s nulovým znalostem (ZKP) jsou kryptografické metody, které umožňují někomu prokázat, že ví nebo má něco jako heslo, aniž by odhalil skutečné informace samotné
ZKP existují v různých formách, včetně ZK-SNARKs (Důkazy s nulovým znalostem, stručné, neinteraktivní argumenty znalosti) a ZK-STARKs (Důkazy s nulovým znalostem, škálovatelné, transparentní argumenty znalosti)
ZKP jsou stále více integrovány do různých blockchainových aplikací, od kryptoměn zaměřených na soukromí, jako je ZCash, po řešení vrstvy 2, jako je zkSync, což zvyšuje propustnost transakcí
Pojďme se hned vrhnout na definici ZKP. Nebojte se, pokud to na první pohled vypadá trochu složitě, vše si vysvětlíme v následující větě.
Důkaz s nulovou znalostí (ZKP) je kryptografická metoda, pomocí které jedna strana (důkazce) může dokázat druhé straně (ověřovateli), že tvrzení je pravdivé, aniž by odhalila jakékoli další informace nad rámec platnosti samotného tvrzení. To znamená, že ověřovatel může být přesvědčen o pravdivosti tvrzení, aniž by získal jakékoli znalosti o základních datech nebo o tom, jak byl důkaz sestaven. Jinými slovy, důkaz s nulovou znalostí je kryptografická metoda, kde jedna strana — řekněme, že to jste vy, kdo nakupuje věci v Walmartu — může dokázat druhé straně, jako je Walmart, že tvrzení je pravdivé, například že máte dostatek prostředků na svém účtu, aniž byste odhalili jakékoli další podrobnosti, jako je přesná částka peněz, kterou máte. Důkaz s nulovou znalostí pouze potvrzuje, že tvrzení je pravdivé — že máte dostatek peněz. Konec příběhu.
Dynamika Prover-Verifier
Řada blockchainů podporuje použití důkazů s nulovým znalostním obsahem pro aplikace chránící soukromí: Zcash používá ZKP k ochraně dat transakcí před veřejným pohledem, zkSync je řešení pro škálování vrstvy 2 pro Ethereum, které využívá ZKP k zajištění soukromí a škálovatelnosti. Existuje také Aztec Protocol, který je v podstatě platformou chránící soukromí, jež používá ZKP k umožnění soukromých transakcí a chytrých smluv. A samozřejmě existuje více.
Zde je příklad, jak funguje protokol založený na ZK-důkazech v reálném životě. Představte si, že chcete poslat soukromou zprávu příteli na blockchainové komunikační platformě. V systému blockchainu starého paradigmatu by byla vaše zpráva viditelná pro všechny na síti. To by mohlo ohrozit vaše soukromí. Ale řekněme, že používáte Aztec. S tímto protokolem by byla vaše zpráva zašifrována a spojena s dalšími transakcemi do dávky. Poté je vygenerován ZKP, aby prokázal, že dávka transakcí je platná, aniž by odhalila obsah jednotlivých transakcí. Tento ZKP je předložen základnímu blockchainu (jako je Ethereum) k ověření.
Tato technologie byla vyvinuta v 80. letech některými chytrými lidmi — Shafi Goldwasser, Silvio Micali a Charles Rackoff — a byla navržena k vyřešení velkého problému: jak prokázat, že něco víte (například že máte hotovost na zaplacení), aniž byste prozradili, co přesně víte. ZKP byly navrženy speciálně pro tento typ úkolu, což je důvod, proč jsou tak populární v blockchainu, oblasti, která se zaměřuje na soukromí. Abychom pokračovali v analogii s Walmartem, můžete říci, že když používáte technologii s nulovým znalostním obsahem pro váš nákup potravin, v podstatě zašifrujete kus citlivých informací do tajného kódu, který prokazuje, že můžete pokrýt náklady.
Systém Walmartu to poté dešifruje a ověří, aniž by potřeboval vidět váš skutečný zůstatek nebo historii transakcí. Je to jako kdyby někdo řekl: „Důvěřuj mi, mám to pokryté,“ aniž by skutečně ukázal účtenky nebo odhalil jakékoli citlivé detaily. Takže nakoupíte a jdete, a nikdo na světě, kromě možná Walmartu, neví, co jste koupili a kolik jste zaplatili.
Shafi Goldwasser a Silvio Micali
Pokud je důkaz nulového znalostního důkazu, vždy plně splní tyto tři základní vlastnosti:
Dobře, doufejme, že vás nyní neodradí termíny jako „tvrzení“, „ověřovatel“ a „dokazatel“, takže je čas se seznámit s technologií nulové znalosti. Tyto špatné chlapce máme v několika různých variantách, z nichž každá má svůj vlastní způsob, jak prokázat pravdu, zatímco detaily zůstávají skryté. Zde je rychlý přehled hlavních typů, interaktivních a neinteraktivních zk-důkazů, ale než začneme, zjednodušme to kulinářskou analogií. Představte si, že pečete koláč.
Interaktivní důkaz: Abychom prokázali, že koláč je autentický pomocí interaktivního důkazu, pozvali byste přítele, aby vás sledoval při pečení. Ochutnal by těsto, náplň a konečný produkt, aby se ujistil, že je to pravé. To je jako ověřovatel, který pozoruje celý proces vytváření důkazu.
Neinteraktivní důkaz: Abychom prokázali autenticitu koláče neinteraktivně, upekli byste koláč a pak nabídli svému příteli malý kousek na ochutnání. Mohou ověřit chuť a ingredience, aniž by vás sledovali při pečení. To je jako ověřovatel, který kontroluje předem vygenerovaný důkaz, aniž by potřeboval pozorovat celý proces.
V blockchainových termínech:
Problém s interaktivními důkazy však spočívá v tom, že obě strany musí být online ve stejnou dobu, a každý důkaz je jako začít celou novou konverzaci — super neefektivní. A právě zde přicházejí na scénu neinteraktivní důkazy.
V roce 1988 Manuel Blum, Paul Feldman a Silvio Micali navrhli první neinteraktivní důkazy nulové znalosti, kde má dokazatel a ověřovatel sdílený klíč (CRS). Takto to funguje. Vy (dokazatel) a váš přítel (ověřovatel) se dohodnete na sdíleném receptu (CRS). Upečete koláč (vytvoříte důkaz) podle receptu. Váš přítel ochutná koláč (ověří důkaz). Pokud chutná jako citron a mléko, ví, že jste recept dodrželi. V blockchainových termínech obě strany generují veřejnou hodnotu známou oběma, dokazateli i ověřovateli, CRS. Dokazatel generuje kryptografický objekt (důkaz). Ověřovatel kontroluje, zda důkaz odpovídá CRS.
Příklady protokolů založených na neinteraktivních důkazech zahrnují protokoly založené na zk-SNARK a zk-STARK, na které se podíváme v následující části.
Zatímco interaktivní důkazy se zaměřují na interakce v reálném čase, neinteraktivní důkazy vám umožňují splnit úkol pouze s jedním, dobře vytvořeným jednorázovým důkazem. To je činí super efektivními pro situace, kdy nechcete nebo nepotřebujete zapojovat se do probíhajících konverzací. zk-SNARKs a zk-STARKs zvyšují koncept neinteraktivního důkazu a ještě více zvyšují soukromí v blockchainu. Jak to?
ZK-SNARKs mohou znít jako něco z sci-fi filmu, ale ve skutečnosti je to jen fancy zkratka pro Nulově znalostní stručný neinteraktivní argument znalosti. Když to rozložíte, je to vlastně jen pokročilejší verze těch neinteraktivních důkazů, o kterých jsme právě mluvili, takže se nebojte, pochopíte to. Pokud se zabýváte protokolem ZK-SNARK, plně splní těchto pět základních vlastností:
Představte si, že jste upekli koláč podle tajného receptu. Chcete, aby byl jedinečný a zabránili ostatním v jeho kopírování. Pokud by někdo mohl koláč replikovat, už by nebyl výjimečný. Podobně v blockchainu by měly být zlé transakce obtížně replikovatelné. To zajišťuje integritu a bezpečnost sítě.
Několik "kuchařů" spolupracuje na vytvoření tajné ingredience receptu
Aby bylo zajištěno, že „recept“ je jak jedinečný, tak bezpečný, několik „kuchařů“ spolupracuje na vytvoření tajné ingredience receptu — známé v blockchainových termínech jako CRS. Jakmile dokončí vytváření CRS, „zničí“ recept, aby zabránili jeho zneužití. Háček je v tom, že tento proces spoléhá na důvěru, že všichni kuchaři skutečně zničí svou část tajemství. Ale co když jeden z nich to neudělá? To je místo, kde přicházejí ZK-STARKs (Zero-Knowledge Scalable Transparent Arguments of Knowledge)
Zatímco ZK-SNARKs přinesly důkazy s nulovým znalostem masám díky své kompaktnosti a efektivitě, představily nové výzvy, jako je potřeba důvěryhodného nastavení „kuchařů“ a omezená škálovatelnost s většími datovými sadami. ZK-STARKs tyto problémy řeší. Myslete na ně jako na evoluci z flip telefonu na špičkový smartphone — žádné riskantní nastavení a mnohem lepší při zpracování velkých dat, což je činí mocnějšími, bezpečnějšími a uživatelsky přívětivějšími. Ale ZK-STARKs nevyžadují fázi důvěryhodného nastavení, kde generujete a uchováváte tajné náhodné čísla nebo parametry. Místo toho eliminuje potřebu důvěrných nastavení a snižuje riziko manipulace nebo kompromitace. Pojďme si rozebrat, o čem ZK-STARKs jsou:
Takže se stále snažíme upéct koláč a dokázat, že ho můžeme upéct dokonale, aniž bychom odhalili tajnou ingredienci. V ZK-STARKs je „recept“ veřejně známý, což znamená, že každý zná kroky, které je třeba dodržet. Nicméně pouze „kuchař“ zná tajnou ingredienci, označovanou jako svědek. Když kuchař správně dodrží recept a upeče koláč, dokazuje, že zná tajnou ingredienci — aniž by kdy odhalil, co to je.
Pouze "kuchař" zná tajnou přísadu
ZK-STARKs jsou transparentní. Nevyžadují důvěryhodné nastavení, což je v některých případech činí bezpečnějšími. Důraz je kladen na samotný důkaz, který může být veřejně ověřen bez spoléhání se na tajnou ingredienci. Jak ZK-SNARKs, tak ZK-STARKs jsou mocné nástroje pro soukromí a škálovatelnost v blockchainu. Volba mezi nimi závisí na konkrétních požadavcích aplikace.
Budoucnost zero-knowledge proofs bude divoká — představte si to: zk-SNARKs a zk-STARKs už dělají vlny, ale výzkumníci jsou jako nadměrně povzbuzení inovátori, kteří je posouvají ještě rychleji a hladčeji. Jejich cílem? Snížit výpočetní zátěž, což znamená, že všechno bude rychlejší a snadnější na vašem počítači. Představte si blockchainové sítě běžící jako horký nůž máslem — zní to dobře, že?
ZKPs se spojují s těmi nejcool technologiemi, jako je AI a IoT. Mluvíme o AI, která se může učit a růst, aniž by špehovala vaše soukromá data, a IoT zařízeních, které si bezpečně vyměňují informace, zatímco chrání vaše tajemství. Je to jako vysoce technologická, soukromí-posedlá párty, kde nikdo nevyzradí žádné tajemství!
A hádejte co? ZKPs se neomezují jen na blockchainovou párty — rozšiřují se i do dalších oblastí. Brzy bychom je mohli vidět v bezpečných volebních systémech, supertajných lékařských záznamech a důvěrných obchodních dohodách. Jde o prokázání něčeho, aniž by se odhalily detaily. Opravdu revoluční!
Jak se ZKPs stávají pokročilejšími, směřujeme k světu, kde je všechno standardizováno a funguje to hladce s ostatními. Myslete na to jako na zajištění, že všechny technologické hračky na pískovišti si rozumí, takže ZKPs mohou být použity všude bez problémů.
S veškerou touto magií soukromí je stále třeba balancovat mezi bezpečností a splněním regulací, jako je boj proti praní špinavých peněz a financování terorismu. Nalezení toho správného místa bude hádankou, ale to je součástí zábavy!
Stručně řečeno, zero-knowledge proofs budou superhrdiny digitálního světa, které činí všechno soukromým, bezpečným a efektivním. Jak se technologie vyvíjí, ZKPs učiní naše online životy nejen rychlejšími, ale také bezpečnějšími a mnohem soukromějšími.
Pokud se podíváme do budoucnosti, je jasné, že zero-knowledge proofs (ZKPs) nejsou jen konceptem, ale technologií s velkými důsledky. Tyto kryptografické zázraky mění způsob, jakým zacházíme se soukromím, bezpečností a škálovatelností v digitálním prostoru. Od soukromých blockchainových transakcí po bezpečné volební systémy a důvěrné obchodní dohody, ZKPs budou hrdiny v pozadí. Cesta ZKPs od interaktivních důkazů k zk-SNARKs a zk-STARKs byla úžasná. Každý krok nás přibližuje k světu, kde mohou být naše data soukromá a přesto validována a ověřena.
Jak se technologie vyvíjí, očekáváme, že se objeví ještě více aplikací, které se integrují s AI a IoT, aby nabídly řešení chránící soukromí, která byla kdysi sci-fi. Ale jako u všech technologií, musí inovace splňovat regulace. Orientace v této oblasti bude vyžadovat pečlivé zvážení, aby se zajistilo, že ZKPs budou používány odpovědně a eticky.
Stručně řečeno, zero-knowledge proofs redefinují digitální soukromí a bezpečnost, čímž vytvářejí soukromější, bezpečnější a efektivnější online svět. Ať už jste technologický nadšenec, vývojář nebo jen zvědavý, jak se vyvíjí digitální soukromí, sledujte ZKPs. Budoucnost je jasná a formují ji tyto kryptografické zázraky.
ZKP jsou kryptografické metody, které umožňují jedné straně prokázat pravdivost tvrzení, aniž by odhalily jakékoli podrobnosti o samotném tvrzení. Zajišťují, že ověřovatel ví pouze to, zda je tvrzení pravdivé nebo nepravdivé, aniž by získal jakékoli další informace.
ZKP existují v interaktivních a neinteraktivních typech. Interaktivní důkazy zahrnují výměny tam a zpět k prokázání znalosti, zatímco neinteraktivní důkazy používají sdílený klíč pro jeden, statický důkaz. Oba typy mají za cíl ověřit tvrzení, přičemž zachovávají základní data v tajnosti.
ZKP zvyšují soukromí v blockchainu tím, že umožňují důvěrné transakce, bezpečné hlasování a efektivní škálovací řešení jako zk-rollupy. Používají se v projektech jako ZCash a zkSync, aby udržely podrobnosti transakcí v soukromí a zlepšily efektivitu systému.