一文说透zk-SNARKs 为何未来十年与区块链一样重要

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5 月 21 日，在黑山举办的非营利性的年度全球以太坊会议 EDCON 2023 大会上，V 神表示，未来 10 年，以ZK为底层技术的zk-SNARK 将与区块链一样重要。

那么最近V 神力推的 zk-SNARKs 到底是什么？能解决哪些区块链疑难杂症？一起来看看今天的这篇介绍。以下为正文：

01 什么是 zk-SNARKs？

1.谁创造了 zk-SNARKs？

“zk-SNARKs”一词是由一群密码学家创建的，其中包括 Nir Bitansky、Alessandro Chiesa 和 Eran Tromer，最初这些人在一篇论文中发表了关于 zk-SNARKs 的基本原理。由此，zk-SNARKs 逐步被许多不同的项目和团队开发和改进。

2.zk-SNARK 代表什么？

- ZK：zero knowledge零知识

零知识意味着正在验证声明的人无法从验证过程中获得任何新信息。换句话说，在零知识证明过程中，验证者只知道陈述是对还是错，除此之外一无所知。

- S：simplicity 简洁

- N：non-interactive 非交互式

非交互式 zk-SNARKs 证明不需要证明者和验证者之间的任何交互。这意味着只有一条结果消息从证明者发送到验证者。这与交互式证明形成对比，在交互式证明中，证明者和验证者必须相互来回交互才能完成证明。

- AR：argument 争论

- K：knowledge 知识

- 用户应该能够证明他的账户中有足够的余额来购买产品或服务，而不必分享他所拥有的确切金额；- 用户应该能够在访问应用程序之前验证他的身份，而不必共享他的个人数据。

“想象一下，你正在和三个朋友一起玩“语文老师在哪里？”，奖项是 1000 美元的赌注由获胜者平分。你和你的朋友围坐在一张桌子旁，每个人都拿到了一张有语文老师的图片。

02 zk-SNARKs 运作原理

zk-SNARKs 在加密领域尤为重要，因为许多区块链本质上是公开的，隐私就变得尤为重要。最著名的例子是 Zcash，它是一种隐私加密资产。当在比特币和以太坊等公链交易Zcash时，会使用发送方和接收方地址等详细信息以及输入和输出值（即花费了多少，未花费多少）进行验证。但通过 zk-SNARKs，Zcash 可以在不公开地址和价值等信息的情况下证明交易有效。

Zcash 如何使用 zkSNARKS 为加密用户提供隐私层来源：Blockchainhub.net

zk-SNARKs 如何运作？数字签名构成了 zk-SNARKs 的工作原理。数字签名使用加密算法对敏感信息进行保护，使其对另一方隐藏，同时向该方提供所要求的必要证据。那么具体它是如何完成的呢？步骤如下：1.证明者首先生成一对密钥，一个公钥，一个私钥。他使用私钥签署交易。2.然后证明者将此交易编码为 zk-SNARKs，这是交易有效的数学证明。3.证明与公钥一起发送给验证者。然后，验证者使用公钥检查公式是否正确，而无需了解有关交易的任何其他信息。由于只验证少量信息，因此可以非常快速地完成此检查，以确认交易有效。

03 zk-SNARKs 的具体用例

1.哪些 Token 使用 zk-SNARKs？

SNARK 加密 Token 是一种使用 zk-SNARKs 来改善隐私的加密资产，也称为隐私 Token。这类隐私Token的例子有：- Zcash (ZEC)- Verge (XVG)- Monero (XMR)- Dash (DASH)- Beam (BEAM)- Horizen (ZEN)- Bytecoin (BCN)zk-SNARKs 的主要挑战是如果私钥被泄露，就可以创建伪造的证明。这可能允许伪造证明的创建者进行欺诈，例如，创建和使用伪造的隐私币。

2. zk-SNARKS 的其他应用

Filecoin 是一个去中心化存储提供商，运作过程涉及多个方面。

首先，Filecoin 网络上的存储提供者（提供存储空间以换取区块奖励），而“证明者”，必须证明他们正在正确地将数据存储在链上。另一方面，我们有“验证者”，即节点，他们必须验证存储提供商是否正确存储和保护数据。这些验证者必须对存储提供者给出的证明感到满意。这要求存储提供商和节点在数据易手时进行通信。可以想象，这一过程将是资源密集型的。Filecoin 官方博客文章解释道：“为了验证他们的存储，如今单个存储提供商提供的必须证明的数据量是巨大的，而且只会随着时间的推移而增长。Filecoin 网络的出块时间为 30 秒。为了保持时间不变并启用可扩展的方法，Filecoin需要一种允许快速、高效和稳健验证的解决方案，”

3. zk-SNARKs 还可以用于其他事情例如：

- 身份验证：无需密码即可验证用户凭据，不再需要护照、出生证明等文件证明，以保护出生地点和出生日期等敏感信息。

- 投票系统：无需身份识别即可验证选民身份，即使选票泄露也无法识别选民身份，从而保护选民隐私。

- 数据压缩：这是 zk-SNARKS 的一个有趣用途，值得单独展开一节。

04 小结