Як zk-SNARKs перебудовує конфіденційність і безпеку Блокчейн

У світі шифрування приватність і безпека часто є суперечливими. Прозора природа Блокчейн робить всі транзакції відкритими, але багато користувачів прагнуть захистити свої особисті дані під час транзакцій. Технологія zk-SNARKs розриває це протиріччя.

Зворотний аналіз технічної цінності з практичного застосування

Щоб зрозуміти, чому zk-SNARKs є такими важливими, спочатку варто подивитися, які проблеми вони вирішують.

Уявіть, що ви хочете здійснити торгівлю токенами на DEX, але не хочете, щоб усі бачили залишок вашого гаманця, суму транзакції або особу контрагента. Традиційний Блокчейн не може цього зробити — кожна транзакція назавжди записується. zk-SNARKs дозволяє вам довести, що «ця транзакція дійсно дійсна», не розкриваючи конкретні деталі. Саме тому проекти, такі як MantaPay, Zcash, можуть надати користувачам функцію прихованих транзакцій.

Схожа логіка також застосовується до DeFi кредитування. Позичальник повинен довести, що у нього є достатньо застави, але не зобов'язаний розкривати свій портфель активів. Кредитор може перевірити кредитоспроможність позичальника, проте не бачить інших приватних даних. Ця характеристика “перевірка справжності без розкриття деталей” є основною цінністю zk-SNARKs.

Як працюють zk-SNARKs

На технічному рівні, zk-SNARKs є криптографічним методом, який дозволяє доказувачу (наприклад, ініціатору транзакції) доводити істинність певного твердження перевіряючому (наприклад, вузлу блокчейну) без необхідності розкривати будь-яку допоміжну інформацію.

Використовуючи класичну метафору: уявіть, що ви знаєте, як пройти через двері з паролем, і хочете продати цю таємницю комусь. Інша сторона хоче спочатку підтвердити, що ви дійсно знаєте пароль, але ви переживаєте, що, дізнавшись пароль, вона просто втече без оплати. Рішення полягає в тому, що ви на очах у неї входите в один кінець тунелю, а потім виходите з іншого кінця. Таким чином, вона впевниться, що ви знаєте пароль, але все ще не знає, що це за пароль.

Принципи zk-SNARKs на Блокчейні подібні. Доказувач генерує математичне свідчення, яке верифікатор може використовувати, щоб підтвердити дійсність транзакції, але не може з цього свідчення відновити початкову інформацію. Цей механізм «лише перевірки результату, приховуючи процес» викликав широкі обговорення на конференції DevCon 2022 — понад 20% презентацій стосувалися цієї технології, що свідчить про її популярність.

Два основні технологічні напрямки, що домінують у сучасності

На даний момент у сфері zk-SNARKs основними лідерами є два типи рішень:

zk-SNARKs (стисле неконструктивне нульове свідчення) вже активно застосовуються на практиці. Zcash використовує його для реалізації блокування транзакцій, а Morgan Chase - для системи верифікації платежів. Переваги zk-SNARKs полягають у малому обсязі доказів та швидкій швидкості верифікації, що робить їх ідеальними для використання в блокчейні - ви можете підтвердити складні обчислення за допомогою кількох сотень байтів доказу. Однак це потребує початкової фази “доверчої настройки”.

zkRoll-ups є новаторським рішенням для масштабування. Він упаковує сотні транзакцій поза ланцюгом в одну, генеруючи криптографічне підтвердження, яке доводить, що всі транзакції є дійсними, а потім одноразово подає їх на ланцюг. Тестова мережа zkBNB, запущена на ланцюгу BNB, використовує цю архітектуру, що дозволяє значно знизити комісії та підвищити пропускну здатність, зберігаючи при цьому безпеку.

На відміну від цього, новітні zk-STARKs (нульові знання, масштабовані прозорі аргументи) стверджують, що вони більш ефективні, мають вищий рівень безпеки та не потребують довірчої установки. Хоча наразі їх використання не таке поширене, як у випадку з zk-SNARKs, багато розробників вважають їх напрямком майбутнього.

Від приватності до багатовимірного використання відповідності

Випадки використання zk-SNARKs значно перевищують захист конфіденційності.

Цифрова ідентифікація: У системі онлайн-голосування потрібно перевірити особу виборця, але захистити його конфіденційність — zk-SNARKs можуть реалізувати «підтвердження вашого права голосу, але приховати вашу справжню особу».

Токенізоване право власності на активи: Після токенізації активів, таких як нерухомість, мистецтво тощо, власники можуть використовувати zk-SNARKs для підтвердження свого права власності, не розкриваючи повну інформацію про активи. Це особливо привабливо для інституційних інвесторів, оскільки вони зазвичай не хочуть, щоб конкуренти бачили їхні позиції.

Крось юрисдикційна відповідність: Деякі країни мають суворі закони про конфіденційність фінансових даних. Децентралізовані платформи можуть за допомогою zk-SNARKs довести регуляторам, що «я перевірив особу користувача», без необхідності розкривати конкретні особисті дані. Це відповідає вимогам законодавства та захищає конфіденційність користувачів - стаючи мостом до інституціоналізації DeFi.

Майбутні можливості та виклики

Технологія zk-SNARKs все ще розвивається. Кросчейн-приватний шар дозволить користувачам зберігати конфіденційність під час переміщення активів між різними Блокчейн. Більш ефективні алгоритми zk-STARKs знизять витрати на обчислення. Інструментальний набір, дружній до розробників, дозволить більшій кількості команд інтегрувати цю технологію, не заглиблюючись у криптографію.

Але реальність також має обмеження. Алгоритми нульових знань є обчислювально інтенсивними, і деякі типи вимагають великої кількості взаємодій між доказувачами та верифікаторами, що може призвести до затримок або збільшення витрат. Крім того, хоча ймовірність обману є вкрай низькою, нульові знання не можуть надати 100% абсолютної гарантії — користувачі повинні це розуміти.

Висновок

zk-SNARKs поступово переходять з лабораторій до масового використання. Вони не лише вирішують проблему конфіденційності в Блокчейн, але й відкривають нові можливості для DeFi, токенізації активів, трансакцій через кордони та інших сфер. З постійним вдосконаленням рішень, таких як zk-SNARKs, zkRoll-ups та zk-STARKs, zk-SNARKs відіграватимуть дедалі важливішу роль у створенні більш конфіденційного, ефективного та відповідного екосистеми Web3.