Bảo vệ dữ liệu của bạn trên Blockchain
Bạn có bao giờ cảm thấy như mình đang sống trong một bài hát của Sting không? Bài hát mà có câu, “Mỗi hơi thở bạn lấy, mỗi bước đi bạn thực hiện, tôi sẽ theo dõi bạn”? Những ngày này, dường như luôn có ai đó theo dõi từng bước đi của bạn — theo nghĩa đen. Đi đến cửa hàng, và ngân hàng của bạn biết bạn đã mua gì, bạn đã chi bao nhiêu, và thậm chí là bạn đã làm điều đó ở đâu. GPS trên điện thoại thông minh của bạn theo dõi vị trí của bạn từng giây, camera CCTV liên tục theo dõi bạn ở nơi công cộng, và nhà cung cấp dịch vụ Internet của bạn, ISP, giám sát thói quen trực tuyến của bạn như một con diều hâu. Vì vậy, nếu tất cả điều này cảm thấy như một chút thực tế TV, thì có thể nó thực sự như vậy, nhưng không có sự hào nhoáng!
Câu hỏi là, điều gì sẽ xảy ra nếu bạn có thể lật ngược kịch bản và giữ ít nhất một phần cuộc sống của bạn ở chế độ riêng tư? Thực ra, một phần rất quan trọng — cuộc sống tài chính của bạn. Giới thiệu về Chứng minh Không Kiến thức (ZKPs). Những công cụ mật mã hữu ích này cho phép bạn chứng minh rằng một giao dịch là hợp pháp mà không tiết lộ bất kỳ chi tiết nào — ai đã trả bao nhiêu và ở đâu, ai đã gửi bao nhiêu và khi nào, hoặc bất kỳ chi tiết hấp dẫn nào. Về cơ bản, nó giống như nói, “Mọi thứ đều ổn,” mà không cho ai xem hóa đơn thực tế. Nghe có vẻ thú vị? Hãy ở lại để xem cách giao thức này có thể giúp bạn đạt được một mức độ riêng tư mà cảm thấy như khoa học viễn tưởng nhưng hoàn toàn có thật.
Chứng minh không biết (ZKPs) là các phương pháp mật mã cho phép ai đó chứng minh rằng họ biết hoặc có một cái gì đó như mật khẩu mà không tiết lộ thông tin thực tế.
ZKPs có nhiều hình thức khác nhau, bao gồm ZK-SNARKs (Chứng minh không biết ngắn gọn không tương tác) và ZK-STARKs (Chứng minh không biết có thể mở rộng và minh bạch).
ZKPs đang ngày càng được tích hợp vào nhiều ứng dụng blockchain khác nhau, từ các loại tiền điện tử tập trung vào quyền riêng tư như ZCash đến các giải pháp Layer 2 như zkSync, mở rộng khả năng xử lý giao dịch.
Hãy cùng tìm hiểu định nghĩa của ZKP ngay lập tức. Đừng lo lắng nếu nó có vẻ hơi phức tạp lúc đầu, chúng tôi sẽ phân tích và giải thích mọi thứ ngay trong câu tiếp theo.
.Bằng chứng không kiến thức (ZKP) là một phương pháp mật mã mà qua đó một bên (người chứng minh) có thể chứng minh cho bên khác (người xác minh) rằng một tuyên bố là đúng mà không tiết lộ bất kỳ thông tin bổ sung nào ngoài tính hợp lệ của chính tuyên bố đó. Điều này có nghĩa là người xác minh có thể được thuyết phục về tính đúng đắn của tuyên bố mà không có bất kỳ kiến thức nào về dữ liệu cơ sở hoặc cách thức mà bằng chứng được xây dựng. Nói cách khác, một Bằng chứng không kiến thức là một phương pháp mật mã mà một bên — hãy nói rằng, đây là bạn đang mua sắm tại Walmart — có thể chứng minh cho một bên khác, như Walmart, rằng một tuyên bố là đúng, chẳng hạn như có đủ tiền trong tài khoản của bạn mà không tiết lộ bất kỳ chi tiết nào khác, như số tiền chính xác bạn có. Bằng chứng không kiến thức chỉ xác nhận rằng tuyên bố là đúng — rằng bạn có đủ tiền. Kết thúc câu chuyện.
Động lực Prover-Verifier
Có nhiều blockchain hỗ trợ việc sử dụng chứng minh không kiến thức cho các ứng dụng bảo vệ quyền riêng tư: Zcash sử dụng ZKP để che giấu dữ liệu giao dịch khỏi tầm nhìn công cộng, zkSync là một giải pháp mở rộng lớp-2 cho Ethereum tận dụng ZKP để cung cấp quyền riêng tư và khả năng mở rộng. Cũng có Aztec Protocol, về cơ bản, là một nền tảng bảo vệ quyền riêng tư sử dụng ZKP để cho phép các giao dịch và hợp đồng thông minh riêng tư. Và tất nhiên, còn nhiều hơn nữa.
Dưới đây là một ví dụ về cách một giao thức dựa trên ZK-proof hoạt động trong thực tế. Hãy tưởng tượng bạn muốn gửi một tin nhắn riêng tư cho một người bạn trên một nền tảng nhắn tin blockchain. Trong một hệ thống blockchain theo kiểu cũ, tin nhắn của bạn sẽ hiển thị cho mọi người trên mạng. Điều này có thể làm lộ quyền riêng tư của bạn. Nhưng, giả sử bạn sử dụng Aztec. Với giao thức này, tin nhắn của bạn sẽ được mã hóa và gộp với các giao dịch khác thành một lô. Một ZKP sau đó được tạo ra để chứng minh rằng lô giao dịch là hợp lệ mà không tiết lộ nội dung của từng giao dịch riêng lẻ. ZKP này được gửi đến blockchain lớp cơ sở (như Ethereum) để xác minh.
Được phát triển vào những năm 1980 bởi một số người thông minh — Shafi Goldwasser, Silvio Micali và Charles Rackoff — công nghệ này được thiết kế để giải quyết một vấn đề lớn: làm thế nào để chứng minh bạn biết điều gì đó (như có tiền mặt để trả) mà không tiết lộ chính xác bạn biết điều gì. ZKP được thiết kế đặc biệt cho loại nhiệm vụ này, đó là lý do tại sao chúng rất phổ biến trong blockchain, một lĩnh vực hoàn toàn liên quan đến quyền riêng tư. Để tiếp tục phép ẩn dụ Walmart, bạn có thể nói rằng khi bạn sử dụng công nghệ không kiến thức cho chuyến đi mua sắm của mình, bạn về cơ bản mã hóa một mảnh thông tin nhạy cảm thành một mã bí mật chứng minh bạn có thể chi trả chi phí.
Hệ thống của Walmart sau đó giải mã và xác minh mà không cần phải xem số dư thực tế hoặc lịch sử giao dịch của bạn. Điều này giống như nếu ai đó nói, “Hãy tin tôi, tôi đã lo liệu rồi,” mà không thực sự cho thấy biên lai hoặc tiết lộ bất kỳ chi tiết nhạy cảm nào. Vì vậy, bạn mua sắm và đi, và không một ai trên thế giới, ngoại trừ có thể Walmart, biết bạn đã mua gì và bạn đã trả bao nhiêu.
Shafi Goldwasser và Silvio Micali
Nếu một chứng minh là chứng minh không kiến thức, nó sẽ luôn hoàn toàn thỏa mãn ba thuộc tính thiết yếu này:
Được rồi, hy vọng bây giờ bạn không cảm thấy bị áp lực bởi các thuật ngữ như “tuyên bố,” “người xác minh,” và “người chứng minh,” vì vậy đã đến lúc tìm hiểu về Công Nghệ Không Kiến Thức. Những thứ này có nhiều loại khác nhau, mỗi loại có cách riêng để chứng minh sự thật trong khi giữ kín các chi tiết. Đây là một cái nhìn nhanh về các loại chính, chứng minh tương tác và không tương tác, nhưng trước khi bắt đầu, hãy đơn giản hóa mọi thứ bằng một phép ẩn dụ ẩm thực. Hãy tưởng tượng bạn đang làm bánh.
Chứng Minh Tương Tác: Để chứng minh bánh là chính hãng bằng cách sử dụng chứng minh tương tác, bạn sẽ mời một người bạn đến xem bạn làm bánh. Họ sẽ nếm bột, nhân và sản phẩm cuối cùng để đảm bảo rằng nó là thật. Điều này giống như một người xác minh quan sát toàn bộ quá trình tạo ra một chứng minh.
Chứng Minh Không Tương Tác: Để chứng minh tính xác thực của bánh một cách không tương tác, bạn sẽ làm bánh và sau đó mời người bạn một miếng nhỏ để nếm. Họ có thể xác minh hương vị và nguyên liệu mà không cần xem bạn làm bánh. Điều này giống như một người xác minh kiểm tra một chứng minh đã được tạo trước mà không cần quan sát toàn bộ quá trình.
Trong các thuật ngữ blockchain:
Vấn đề với Chứng Minh Tương Tác, tuy nhiên, là cả hai bên phải trực tuyến cùng một lúc, và mỗi chứng minh giống như bắt đầu một cuộc trò chuyện hoàn toàn mới — cực kỳ không hiệu quả. Đó là lúc Chứng Minh Không Tương Tác xuất hiện.
Vào năm 1988, Manuel Blum, Paul Feldman và Silvio Micali đã đề xuất các Chứng Minh Không Tương Tác Không Kiến Thức đầu tiên, nơi người chứng minh và người xác minh có một khóa chung (CRS). Đây là cách nó hoạt động. Cả bạn (người chứng minh) và bạn của bạn (người xác minh) đồng ý về một công thức chung (CRS). Bạn làm bánh (tạo chứng minh) theo công thức. Bạn của bạn nếm bánh (xác minh chứng minh). Nếu nó có vị chanh và sữa, họ biết bạn đã làm theo công thức. Trong các thuật ngữ blockchain, cả hai bên tạo ra một giá trị công khai được biết đến bởi cả người chứng minh và người xác minh, CRS. Người chứng minh tạo ra một đối tượng mật mã (chứng minh). Người xác minh kiểm tra xem chứng minh có phù hợp với CRS hay không.
Các ví dụ về các giao thức dựa trên Chứng Minh Không Tương Tác bao gồm zk-SNARK và các giao thức dựa trên zk-STARK mà chúng ta sẽ xem xét trong phần tiếp theo.
Khi Chứng Minh Tương Tác hoàn toàn là về các tương tác thời gian thực, Chứng Minh Không Tương Tác cho phép bạn hoàn thành công việc chỉ với một chứng minh một lần, được chế tác tốt. Điều này làm cho chúng cực kỳ hiệu quả cho các tình huống mà bạn không muốn hoặc không cần tham gia vào các cuộc trò chuyện liên tục. zk-SNARKs và zk-STARKs nâng cao khái niệm của một chứng minh không tương tác và tăng cường quyền riêng tư trong blockchain hơn nữa. Làm thế nào vậy?
ZK-SNARKs có thể nghe giống như một cái gì đó trong một bộ phim khoa học viễn tưởng, nhưng thực ra chỉ là một từ viết tắt fancy cho Chứng Minh Không Kiến Thức Ngắn Gọn Không Tương Tác. Khi bạn phân tích nó, thực sự chỉ là một phiên bản nâng cao hơn của những chứng minh không tương tác mà chúng ta vừa nói đến, vì vậy, không lo lắng, bạn sẽ hiểu. Nếu bạn đang xử lý một giao thức ZK-SNARK, nó sẽ hoàn toàn thỏa mãn năm thuộc tính thiết yếu này:
Hãy tưởng tượng bạn đã làm một chiếc bánh theo công thức bí mật. Bạn muốn giữ nó độc đáo và ngăn người khác sao chép nó. Nếu ai đó có thể tái tạo chiếc bánh, nó sẽ không còn đặc biệt nữa. Tương tự, trong blockchain, các giao dịch độc hại nên khó tái tạo. Điều này đảm bảo tính toàn vẹn và an ninh của mạng lưới.
Một vài "đầu bếp" làm việc cùng nhau để tạo ra thành phần bí mật của công thức
Để đảm bảo rằng “công thức” vừa độc đáo vừa an toàn, một vài “đầu bếp” làm việc cùng nhau để tạo ra thành phần bí mật của công thức — được biết đến trong thuật ngữ blockchain là CRS. Khi họ hoàn thành việc tạo ra CRS, họ “hủy diệt” công thức để ngăn chặn bất kỳ ai lạm dụng nó. Vấn đề là quá trình này phụ thuộc vào việc tin tưởng rằng tất cả các đầu bếp sẽ thực sự hủy diệt phần bí mật của họ. Nhưng nếu một trong số họ không làm vậy thì sao? Đó là lúc ZK-STARKs (Các lập luận về kiến thức có thể mở rộng và minh bạch mà không cần biết) xuất hiện.
Khi ZK-SNARKs mang các chứng minh không biết đến đại chúng với sự nhỏ gọn và hiệu quả của chúng, chúng đã giới thiệu những thách thức mới như cần có một thiết lập đáng tin cậy cho các “đầu bếp” và khả năng mở rộng hạn chế với các tập dữ liệu lớn hơn. ZK-STARKs giải quyết những vấn đề đó. Hãy nghĩ về chúng như là sự tiến hóa từ điện thoại gập sang smartphone hàng đầu — không còn thiết lập rủi ro và tốt hơn nhiều trong việc xử lý dữ liệu lớn, làm cho chúng mạnh mẽ hơn, an toàn hơn và thân thiện với người dùng hơn. Nhưng ZK-STARKs không yêu cầu một giai đoạn thiết lập đáng tin cậy nơi bạn tạo ra và giữ bí mật các số ngẫu nhiên hoặc tham số. Thay vào đó, nó loại bỏ nhu cầu về các quy trình thiết lập bí mật và giảm thiểu rủi ro bị can thiệp hoặc xâm phạm. Hãy cùng phân tích ZK-STARKs là gì:
Vì vậy, chúng ta vẫn đang cố gắng làm một chiếc bánh và chứng minh rằng chúng ta có thể làm nó hoàn hảo mà không tiết lộ thành phần bí mật. Trong ZK-STARKs, “công thức” là kiến thức công khai, có nghĩa là mọi người đều biết các bước cần thực hiện. Tuy nhiên, chỉ có “đầu bếp” biết thành phần bí mật, được gọi là nhân chứng. Khi đầu bếp làm theo công thức đúng cách và nướng chiếc bánh, điều đó chứng minh rằng họ biết thành phần bí mật — mà không bao giờ tiết lộ nó là gì.
Chỉ có "đầu bếp" mới biết thành phần bí mật
ZK-STARKs là minh bạch. Chúng không cần một thiết lập đáng tin cậy, làm cho chúng an toàn hơn trong một số trường hợp. Sự chú ý tập trung vào chính bằng chứng, có thể được xác minh công khai mà không cần dựa vào một thành phần bí mật. Cả ZK-SNARKs và ZK-STARKs đều là những công cụ mạnh mẽ cho quyền riêng tư và khả năng mở rộng trong blockchain. Sự lựa chọn giữa chúng phụ thuộc vào các yêu cầu cụ thể của ứng dụng.
Tương lai của các bằng chứng không biết sẽ rất thú vị — hãy tưởng tượng điều này: zk-SNARKs và zk-STARKs đã đang tạo ra sóng, nhưng các nhà nghiên cứu như những nhà đổi mới quá caffein, làm cho chúng hoạt động nhanh hơn và mượt mà hơn. Mục tiêu của họ? Giảm tải tính toán, có nghĩa là làm cho mọi thứ nhanh hơn và dễ dàng hơn trên máy tính của bạn. Hãy tưởng tượng các mạng blockchain chạy như một con dao nóng qua bơ — nghe có vẻ tốt, phải không?
Các ZKP đang hợp tác với những công nghệ tuyệt vời nhất, như AI và IoT. Chúng ta đang nói về AI có thể học hỏi và phát triển mà không xâm phạm dữ liệu riêng tư của bạn, và các thiết bị IoT giao tiếp với nhau một cách an toàn trong khi giữ bí mật của bạn an toàn. Nó giống như một bữa tiệc công nghệ cao, tập trung vào quyền riêng tư mà không ai tiết lộ bí mật!
Và đoán xem? ZKPs không chỉ tham gia vào bữa tiệc blockchain — chúng còn mở rộng sang các lĩnh vực khác nữa. Chúng ta có thể sớm thấy chúng trong các hệ thống bỏ phiếu an toàn, hồ sơ y tế siêu bí mật và các thỏa thuận kinh doanh kín đáo. Tất cả đều xoay quanh việc chứng minh điều gì đó mà không tiết lộ chi tiết. Nói về một sự thay đổi lớn!
Khi ZKPs trở nên tiên tiến hơn, chúng ta đang tiến tới một thế giới nơi mọi thứ được tiêu chuẩn hóa và hòa hợp với nhau. Hãy nghĩ về việc đảm bảo tất cả các món đồ công nghệ trong hộp cát hòa hợp với nhau, để ZKPs có thể được sử dụng ở mọi nơi mà không gặp trở ngại.
Với tất cả phép thuật quyền riêng tư này, vẫn có một dây thừng cần đi giữa việc bảo mật và đáp ứng các quy định như chống rửa tiền và chống tài trợ khủng bố. Tìm ra điểm ngọt ngào đó sẽ là một câu đố, nhưng này, đó là một phần của niềm vui!
Tóm lại, các bằng chứng không biết sẽ trở thành những siêu anh hùng của thế giới kỹ thuật số, làm cho mọi thứ trở nên riêng tư, an toàn và hiệu quả. Khi công nghệ phát triển, ZKPs sẽ làm cho cuộc sống trực tuyến của chúng ta không chỉ nhanh hơn, mà còn an toàn hơn và riêng tư hơn rất nhiều.
Nhìn về phía trước, rõ ràng rằng các bằng chứng không biết (ZKPs) không chỉ là một khái niệm mà là một công nghệ có ý nghĩa lớn. Những kỳ quan mật mã này đang thay đổi cách chúng ta xử lý quyền riêng tư, bảo mật và khả năng mở rộng trong không gian kỹ thuật số. Từ các giao dịch blockchain riêng tư đến các hệ thống bỏ phiếu an toàn và các thỏa thuận kinh doanh bí mật, ZKPs sẽ là những người hùng đứng sau mọi thứ. Hành trình của ZKPs từ các bằng chứng tương tác đến zk-SNARKs và zk-STARKs thật đáng kinh ngạc. Mỗi bước đưa chúng ta gần hơn đến một thế giới nơi dữ liệu của chúng ta có thể được bảo mật và vẫn được xác thực và kiểm tra.
Khi công nghệ phát triển, chúng tôi mong đợi nhiều ứng dụng hơn sẽ tích hợp với AI và IoT để cung cấp các giải pháp bảo vệ quyền riêng tư từng là khoa học viễn tưởng. Nhưng như với tất cả công nghệ, đổi mới phải đáp ứng quy định. Điều hướng cảnh quan này sẽ yêu cầu xem xét cẩn thận để đảm bảo ZKPs được sử dụng một cách có trách nhiệm và đạo đức.
Tóm lại, các bằng chứng không biết sẽ định nghĩa lại quyền riêng tư và bảo mật kỹ thuật số, tạo ra một thế giới trực tuyến riêng tư, an toàn và hiệu quả hơn. Dù bạn là một người đam mê công nghệ, nhà phát triển hay chỉ đơn giản là tò mò về cách quyền riêng tư kỹ thuật số đang phát triển, hãy theo dõi ZKPs. Tương lai tươi sáng và nó đang được hình thành bởi những kỳ quan mật mã này.
ZKP là các phương pháp mật mã cho phép một bên chứng minh tính đúng đắn của một tuyên bố mà không tiết lộ bất kỳ chi tiết nào về chính tuyên bố đó. Chúng đảm bảo rằng người xác minh chỉ biết liệu tuyên bố đó là đúng hay sai, mà không nhận được bất kỳ thông tin bổ sung nào.
ZKP có hai loại: tương tác và không tương tác. Bằng chứng tương tác liên quan đến việc trao đổi qua lại để chứng minh kiến thức, trong khi bằng chứng không tương tác sử dụng một khóa chia sẻ cho một bằng chứng tĩnh duy nhất. Cả hai loại đều nhằm xác minh các tuyên bố trong khi giữ bí mật dữ liệu cơ bản.
ZKP nâng cao quyền riêng tư trong blockchain bằng cách cho phép các giao dịch bí mật, bỏ phiếu an toàn và các giải pháp mở rộng hiệu quả như zk-rollups. Chúng được sử dụng trong các dự án như ZCash và zkSync để giữ thông tin giao dịch riêng tư và cải thiện hiệu suất hệ thống.