zk-SNARK đang tái cấu trúc bối cảnh riêng tư và an ninh của Blockchain

Trong thế giới mã hóa, quyền riêng tư và an ninh thường là một cặp mâu thuẫn. Tính minh bạch của Blockchain khiến tất cả các giao dịch đều công khai, nhưng nhiều người dùng lại khao khát bảo vệ thông tin cá nhân khi giao dịch. Công nghệ zk-SNARK đang phá vỡ tình huống này.

Từ ứng dụng thực tế suy ra giá trị kỹ thuật

Để hiểu tại sao zk-SNARK lại quan trọng như vậy, có lẽ nên xem nó giải quyết vấn đề gì.

Hãy tưởng tượng bạn muốn giao dịch token trên DEX, nhưng không muốn mọi người nhìn thấy số dư ví, số tiền giao dịch hoặc danh tính đối tác. Blockchain truyền thống không thể làm được điều này - mỗi giao dịch đều được ghi lại vĩnh viễn. zk-SNARK cho phép bạn chứng minh “giao dịch này thực sự hợp lệ”, mà không cần tiết lộ chi tiết cụ thể. Đó là lý do tại sao các dự án như MantaPay, Zcash có thể cung cấp chức năng giao dịch ẩn cho người dùng.

Lógica tương tự cũng áp dụng cho cho vay DeFi. Người vay cần chứng minh rằng họ có đủ tài sản thế chấp, nhưng không cần công khai danh mục tài sản. Người cho vay có thể xác minh tín dụng của người vay mà không thấy thông tin riêng tư khác của họ. Đặc tính “xác minh tính xác thực mà không tiết lộ chi tiết” này chính là giá trị cốt lõi của zk-SNARK.

zk-SNARK hoạt động như thế nào

Về mặt kỹ thuật, zk-SNARK là một phương pháp mã hóa cho phép người chứng minh (như người khởi tạo giao dịch) chứng minh tính xác thực của một tuyên bố cho người xác minh (như nút blockchain) mà không cần tiết lộ bất kỳ thông tin phụ nào.

Sử dụng một phép ẩn dụ cổ điển để giải thích: Hãy tưởng tượng bạn biết cách đi qua một cánh cửa mật khẩu và muốn bán bí mật này cho ai đó. Người kia muốn xác nhận rằng bạn thực sự biết mật khẩu, nhưng bạn lại lo lắng rằng sau khi cô ấy biết mật khẩu, cô ấy sẽ chạy đi mà không thanh toán. Giải pháp là: bạn bước vào một đầu của đường hầm trước mặt cô ấy, rồi bước ra từ đầu kia. Bằng cách này, cô ấy sẽ chắc chắn rằng bạn biết mật khẩu, nhưng cô ấy vẫn không biết mật khẩu là gì.

Nguyên lý của zk-SNARK trên Blockchain là tương tự. Người chứng minh tạo ra một chứng minh toán học, người xác minh có thể sử dụng nó để xác nhận tính hợp lệ của giao dịch, nhưng không thể suy ra thông tin gốc từ chứng minh này. Cơ chế “chỉ xác minh kết quả, ẩn giấu quá trình” này đã gây ra nhiều cuộc thảo luận rộng rãi tại hội nghị DevCon 2022 - hơn 20% các bài phát biểu liên quan đến công nghệ này, cho thấy mức độ quan tâm của nó.

Hai hướng công nghệ chính chi phối hiện trạng

Hiện tại lĩnh vực zk-SNARK chủ yếu được dẫn dắt bởi hai loại giải pháp:

zk-SNARKs (bằng chứng không giao tiếp đơn giản) đã được ứng dụng rộng rãi trong thực tế. Zcash sử dụng nó để thực hiện che giấu giao dịch, còn JPMorgan thì dùng cho hệ thống xác thực thanh toán. Ưu điểm của zk-SNARKs là kích thước bằng chứng nhỏ, tốc độ xác thực nhanh, rất phù hợp để sử dụng trên Blockchain - bạn có thể sử dụng vài trăm byte bằng chứng để xác minh các tính toán phức tạp. Tuy nhiên, nó cần một giai đoạn “thiết lập tin cậy” ban đầu.

zkRoll-ups là giải pháp mở rộng đang được ưa chuộng. Nó đóng gói hàng trăm giao dịch ngoài chuỗi thành một giao dịch, tạo ra bằng chứng mật mã chứng minh tất cả giao dịch là hợp lệ, sau đó gửi lên chuỗi một lần. Mạng thử nghiệm zkBNB được ra mắt trên chuỗi BNB đã áp dụng cấu trúc này, có thể giảm đáng kể phí giao dịch và tăng thông lượng trong khi vẫn giữ an toàn.

So với, zk-STARKs (bằng chứng kiến thức không dấu hiệu có thể mở rộng và minh bạch) được cho là hiệu quả hơn, an toàn hơn và không cần thiết lập niềm tin. Mặc dù mức độ áp dụng hiện tại không bằng zk-SNARKs, nhưng nhiều nhà phát triển coi đây là hướng đi trong tương lai.

Từ quyền riêng tư đến tuân thủ đa chiều

Các trường hợp sử dụng của zk-SNARK vượt xa việc bảo vệ quyền riêng tư.

Xác thực danh tính số: Trong hệ thống bỏ phiếu trực tuyến, cần xác minh danh tính của cử tri nhưng bảo vệ quyền riêng tư của họ - zk-SNARK có thể thực hiện “xác nhận bạn có quyền bỏ phiếu, nhưng ẩn danh tính thật của bạn”.

Quyền sở hữu tài sản token hóa: Sau khi tài sản như bất động sản, nghệ thuật được token hóa, người nắm giữ có thể xác minh quyền sở hữu của mình bằng zk-SNARK mà không cần công khai thông tin đầy đủ về tài sản. Điều này đặc biệt thu hút các nhà đầu tư tổ chức, vì họ thường không muốn để đối thủ nhìn thấy tình hình nắm giữ của mình.

Tuân thủ qua các khu vực pháp lý: Một số quốc gia có các quy định về quyền riêng tư đối với dữ liệu tài chính rất nghiêm ngặt. Các nền tảng phi tập trung có thể sử dụng zk-SNARK để chứng minh với cơ quan quản lý rằng “tôi đã xác minh danh tính người dùng”, mà không cần tiết lộ dữ liệu cá nhân cụ thể. Điều này vừa tuân thủ quy định, vừa bảo vệ quyền riêng tư của người dùng - trở thành cầu nối cho việc DeFi chuyển sang mô hình tổ chức.

Cơ hội và thách thức trong tương lai

Công nghệ zk-SNARK vẫn đang trong quá trình phát triển. Lớp riêng tư liên chuỗi sẽ cho phép người dùng duy trì quyền riêng tư khi chuyển tài sản giữa các khối khác nhau. Thuật toán zk-STARKs hiệu quả hơn sẽ giảm chi phí tính toán. Bộ công cụ thân thiện với nhà phát triển sẽ cho phép nhiều đội ngũ tích hợp công nghệ này mà không cần phải nắm vững mã hóa.

Nhưng thực tế cũng có giới hạn. Thuật toán zk-SNARK tính toán rất nặng, một số loại cần có sự tương tác lớn giữa người chứng minh và người xác minh, điều này có thể dẫn đến sự trễ hoặc tăng chi phí. Hơn nữa, mặc dù xác suất nói dối là cực kỳ thấp, nhưng zk-SNARK không thể cung cấp bảo đảm tuyệt đối 100% - người dùng cần hiểu điều này.

Kết luận

zk-SNARK đang từ phòng thí nghiệm bước ra ứng dụng chính thống. Nó không chỉ giải quyết được vấn đề riêng tư của Blockchain mà còn mở ra những khả năng mới cho các lĩnh vực như DeFi, tài sản token hóa và tài chính xuyên biên giới. Với sự nâng cấp liên tục của các giải pháp như zk-SNARKs, zkRoll-ups và zk-STARKs, zk-SNARK sẽ đóng vai trò ngày càng cốt lõi trong việc xây dựng một hệ sinh thái Web3 riêng tư hơn, hiệu quả hơn và tuân thủ hơn.