zk-SNARKs как меняют ландшафт конфиденциальности и безопасности Блокчейн

В мире шифрования конфиденциальность и безопасность часто являются противоречием. Прозрачная природа Блокчейн позволяет видеть все транзакции, но многие пользователи стремятся защитить личную информацию при проведении транзакций. Технология zk-SNARKs помогает преодолеть эту проблему.

Обратное исследование технической ценности на основе практического применения

Чтобы понять, почему zk-SNARKs так важны, давайте сначала рассмотрим, какие проблемы они решают.

Представьте, что вы хотите совершить сделку с токенами на DEX, но не хотите, чтобы все видели ваш баланс кошелька, сумму сделки или личность контрагента. Традиционный блокчейн не может этого сделать — каждая транзакция навсегда записывается. zk-SNARKs позволяют вам доказать, что «эта транзакция действительно действительна», не раскрывая конкретные детали. Вот почему такие проекты, как MantaPay и Zcash, могут предложить пользователям функции сокрытия транзакций.

Аналогичная логика применима и к DeFi-кредитованию. Заемщик должен доказать, что у него достаточно залога, но не обязан раскрывать свой портфель активов. Кредитор может проверить кредитоспособность заемщика, не видя других конфиденциальных данных. Эта характеристика «проверки подлинности без раскрытия деталей» является основной ценностью zk-SNARKs.

Как работает zk-SNARKs

На техническом уровне, zk-SNARKs — это криптографический метод, позволяющий доказателю (например, инициатору транзакции) подтвердить истинность утверждения перед проверяющим (например, узлом блокчейна), не раскрывая никаких вспомогательных данных.

Чтобы объяснить это классическим примером: представьте, что вы знаете, как пройти через дверь с паролем, и хотите продать этот секрет кому-то. Эта сторона сначала хочет убедиться, что вы действительно знаете пароль, но вы боитесь, что, узнав пароль, она просто уйдет, не заплатив. Решение заключается в том, что вы в присутствии этой стороны входите в один конец туннеля, а затем выходите с другого конца. Таким образом, она уверена, что вы знаете пароль, но все еще не знает, что это за пароль.

Принципы zk-SNARKs в Блокчейне схожи. Доказатель генерирует математическое доказательство, которое проверяющий может использовать для подтверждения действительности транзакции, но не может восстановить исходную информацию из этого доказательства. Механизм «только проверка результата, скрытие процесса» вызвал широкое обсуждение на конференции DevCon 2022 — более 20% выступлений касались этой технологии, что свидетельствует о её значимости.

Два основных технологических направления, определяющих текущее состояние

В настоящее время в области zk-SNARKs основными лидерами являются две категории решений:

zk-SNARKs (краткие интерактивные нулевые знания) уже широко применяются на практике. Zcash использует их для реализации сокрытия транзакций, а JPMorgan — для систем верификации платежей. Преимущества zk-SNARKs заключаются в небольшом объеме доказательства и высокой скорости верификации, что делает их очень подходящими для использования в Блокчейн — вы можете использовать несколько сотен байтов доказательства для верификации сложных вычислений. Однако для этого необходим первоначальный этап «доверительной настройки».

zkRoll-ups являются популярным решением для масштабируемости. Они упаковывают сотни оффчейн-транзакций в одну, создавая криптографическое доказательство, подтверждающее, что все транзакции действительны, и затем отправляют их на блокчейн одним пакетом. Тестовая сеть zkBNB, запущенная на цепочке BNB, использует эту архитектуру, что позволяет значительно снизить комиссии и увеличить пропускную способность при сохранении безопасности.

В сравнении с этим, новые zk-STARKs (недоступные для знания, масштабируемые и прозрачные доказательства) заявляют о более высокой эффективности, большей безопасности и отсутствии необходимости в доверительных установках. Хотя в настоящее время их использование не так широко, как у zk-SNARKs, многие разработчики рассматривают их как направление будущего.

Многофункциональные приложения от конфиденциальности до соблюдения норм

Примеры использования zk-SNARKs значительно превышают защиту конфиденциальности.

Цифровая идентификация: В системе онлайн-голосования необходимо подтвердить личность избирателя, но при этом защитить его конфиденциальность — zk-SNARKs могут обеспечить “подтверждение того, что у вас есть право голоса, но скрыть вашу настоящую личность.”

Токенизация прав собственности на активы: после токенизации активов, таких как недвижимость и произведения искусства, владельцы могут использовать zk-SNARKs для подтверждения своих прав собственности, не раскрывая полную информацию об активе. Это особенно привлекательно для институциональных инвесторов, так как они обычно не хотят, чтобы конкуренты видели их позиции.

Соблюдение норм в разных юрисдикциях: В некоторых странах существуют строгие законы о конфиденциальности финансовых данных. Децентрализованные платформы могут использовать zk-SNARKs, чтобы продемонстрировать регуляторам, что «я проверил личность пользователя», не раскрывая конкретные личные данные. Это соответствует законодательству и защищает конфиденциальность пользователей — становясь мостом к институционализации DeFi.

Будущие возможности и вызовы

Технология zk-SNARKs всё ещё развивается. Кросс-чейн уровень конфиденциальности позволит пользователям сохранять приватность при перемещении активов между различными Блокчейн. Более эффективный алгоритм zk-STARKs снизит вычислительные затраты. Удобные для разработчиков инструменты позволят большему количеству команд интегрировать эту технологию, не углубляясь в изучение шифрования.

Но реальность также имеет свои ограничения. Алгоритмы zk-SNARKs требуют значительных вычислительных ресурсов, и некоторые типы требуют большого взаимодействия между доказателями и проверяющими, что может привести к задержкам или увеличению затрат. Кроме того, хотя вероятность обмана крайне мала, zk-SNARKs не могут обеспечить 100% абсолютную гарантию — пользователи должны это понимать.

Заключение

zk-SNARKs постепенно выходит из лабораторий в мейнстрим. Он не только решает проблему конфиденциальности Блокчейн, но и открывает новые возможности в таких областях, как DeFi, токенизация активов и трансграничные финансы. С постоянным обновлением решений, таких как zk-SNARKs, zkRoll-ups и zk-STARKs, zk-SNARKs будет играть все более центральную роль в создании более конфиденциальной, более эффективной и более соответствующей экосистемы Web3.