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零知識證明三大領域全面剖析：歷史、應用與技術原理
零知識證明的歷史、應用與原理
一、零知識證明的發展歷程
零知識證明體系源於1985年Goldwasser、Micali和Rackoff的論文，該論文探討了在交互系統中證明一個陳述正確性所需交換的知識量。如果可以做到零知識交換,就稱爲零知識證明。早期的零知識證明系統效率和可用性欠佳,主要停留在理論層面。近十年來,隨着密碼學在加密貨幣領域興起,零知識證明迎來快速發展。
零知識證明的關鍵突破是Groth在2010年提出的zk-SNARK理論。2015年,Zcash將零知識證明應用於交易隱私保護,開啓了更廣泛的應用場景。其他重要進展包括:
此外,PLONK、Halo2等也對zk-SNARK做出了重要改進。
二、零知識證明的主要應用
零知識證明目前主要應用於隱私保護和擴容兩個方面。
隱私保護
早期隱私交易項目如Zcash和Monero備受關注,但隨着需求減弱,逐漸退居二線。主要的隱私交易項目包括:
擴容
零知識證明在擴容方面的應用主要是zk-rollup。zk-rollup包括Sequencer和Aggregator兩類角色:
zk-rollup的優點是費用低、快速終局性,缺點是計算量大、需要可信設置等。
主流的zk-rollup項目有:StarkNet、zkSync、Aztec Connect、Polygon Hermez、Loopring、Scroll等。它們在SNARK/STARK選擇和EVM兼容性上有所不同。
三、ZK-SNARK的基本原理
zk-SNARK代表零知識簡潔非交互式知識論證,具有以下特點:
Groth16的zk-SNARK證明流程如下:
零知識證明仍在快速發展中,未來有望在更多領域發揮重要作用。