Що таке zero-knowledge proof?
Пояснення для тих, хто хоче бути в курсі найновіших та найсучасніших технологій
Zero-knowledge proof (часто його називають «ZKP») — це криптографічний протокол, який відіграє вирішальну роль у підвищенні конфіденційності даних. Він дає змогу одній стороні, відомій як доказувач, переконати іншу сторону, верифікатор, що твердження правдиве, не розголошуючи жодної додаткової інформації.
Наприклад, перевіряльник може продемонструвати знання конкретної частини інформації, фактично не розкриваючи цю інформацію. Цього можна досягти за допомогою серії взаємодій або однієї частини даних, залежно від конкретного використаного ZKP.
Головною особливістю доказів із ZKP є їхній непохитний акцент на конфіденційності. Вони гарантують, що жодна додаткова інформація не буде розкрита, що робить їх цінним інструментом у криптографічних протоколах. Ця можливість забезпечує безпечні транзакції та перевірку даних без шкоди для конфіденційності конфіденційної інформації.
ZKP є наріжним каменем орієнтованих на конфіденційність технологій, таких як блокчейн рівня 1 Aleo. Щоб заглибитися в роботу ZKP, їх різноманітні застосування та те, як технологія з Zero-knowldege Aleo може полегшити розробку високозахищених програм, ця стаття пропонує цінну інформацію.
Історичний контекст:
ZKP мають історію, яка сягає 1980-х років, ілюструючи їх незмінну актуальність у сфері криптографії. Започаткована Шафі Голдвассером, Сільвіо Мікалі та Чарльзом Рекоффом, ця криптографічна концепція перетворилася з теоретичної ідеї на практичне рішення для безпечної перевірки даних.
Ці провидці зіткнулися з проблемою встановлення безпечного зв’язку у все більш цифровому світі. Їхня новаторська стаття представила поняття перевірки достовірності інформації без розкриття самої інформації. Ця концепція, яку спочатку зустріли скептицизм у криптографічному співтоваристві, поступово отримала визнання та отримала численні нагороди, включно з премією Геделя, що підтвердило її значення.
Їхнє дослідження не лише представило нову криптографічну техніку, але й докорінно змінило сприйняття довіри та перевірки в цифрових комунікаціях. Він заклав основу для широкого спектру додатків, від безпечних онлайн-транзакцій до конфіденційного обміну академічними записами.
Ранні програми:
Спочатку обмежуючись академічними дискусіями, ZKP швидко знайшли застосування в реальному світі. Вони використовувалися в безпечних системах голосування для збереження конфіденційності виборців і чесності виборів. Цифрові підписи в онлайн-транзакціях виграють від цієї технології, додаючи додатковий рівень безпеки. Фінансові установи почали досліджувати ZKP знанням, щоб зменшити ризики шахрайства, тоді як криптографічні протоколи використовували їх для покращення безпечного обміну даними між сторонами. Ці ранні приклади використання продемонстрували практичну корисність ZKP, створивши основу для їх більш широкого застосування в різних галузях.
Як працюють Zero-knowledge proofs?:
У будь-якому ZKP беруть участь дві сторони:
Доказник: суб’єкт, який має на меті довести обґрунтованість твердження без розкриття додаткової інформації.
Верифікатор: організація, яка шукає впевненість щодо обґрунтованості претензії, але не потребує детальної інформації.
Взаємодія між цими двома ролями формує суть ZKP. Мета перевіряючого полягає в тому, щоб переконати верифікатора в правдивості твердження без розголошення додаткових деталей.
Роль випадковості:
Одним із цікавих аспектів ZKP є використання випадковості для підвищення безпеки. Випадкові числа або змінні вводяться під час процесу генерації доказів. Ця випадковість додає додатковий рівень складності, роблячи обчислювально неможливим для зловмисників провести реверсивну інженерію доказу або для верифікатора отримати додаткову інформацію. Випадковість гарантує, що кожне доказ є унікальним, навіть якщо воно генерується для тієї самої претензії, служачи стримуючим фактором проти атак повторів.
Типи ZKP
ZKP не є універсальними; вони бувають кількох різновидів, кожен з яких має унікальні характеристики та застосування. До основних типів відносяться:
1. Інтерактивні Zero-knowledge proof:
Переваги: Високий рівень безпеки, підходить для програм реального часу.
Мінуси: вимагає кількох раундів взаємодії, що не ідеально підходить для асинхронних систем.
2. Неінтерактивні Zero-knowledge proof:
Плюси: ефективний і масштабований, добре підходить для блокчейну та децентралізованих систем.
Мінуси: Трохи менш безпечний порівняно з Interactive Zero-Knowledge Proofs.
3. zk-SNARKs (короткий неінтерактивний аргумент ZKP):
Переваги: високобезпечний, ефективний і не потребує взаємодії.
Мінуси: складне налаштування та вищі вимоги до обчислень.
4. zk-STARKs:
Плюси: надійне налаштування не потрібне, квантова стійкість, висока масштабованість.
Мінуси: більші розміри перевірки, більше обчислювальних витрат.
Застосування Zero-knowledge proof:
ZKP пропонують широкий спектр випадків використання:
Безпека
Керування ідентифікацією: вони можуть революціонізувати керування ідентифікацією в Інтернеті, дозволяючи користувачам входити на веб-сайти та робити покупки, не розкриваючи своїх фактичних облікових даних.
Фінансова конфіденційність у банківській справі. Zero-knowledge proof можуть дозволити банкам підтвердити фінансові критерії заявників, не вимагаючи розкриття доходу чи кредитної оцінки.
Безпека даних охорони здоров’я: пристрої, що носяться, можуть передавати життєво важливі дані про стан здоров’я постачальникам медичних послуг, не розголошуючи особи користувачів або конфіденційну інформацію.
Конфіденційність штучного інтелекту та машинного навчання: компанії можуть використовувати ZKP, щоб навчати моделі штучного інтелекту на зашифрованих даних із багатьох джерел, сприяючи безпечному об’єднанню даних для досліджень і розробок.
Стек Алео:
Aleo — це піонерська екосистема, яка об’єднує ZKP на кожному рівні для побудови справді безпечного Інтернету. Заснована в 2019 році з місією створити справді приватний веб-досвід за допомогою криптографії, Aleo пропонує платформу, яка надає розробникам і користувачам необмежений обчислювальний потенціал. Цей повноцінний блокчейн рівня 1 поєднує швидкість і конфіденційність, дозволяючи розробляти комплексні приватні програми з використанням технології Zero-knowledge.
Таким чином, Zero-knowledge proof є фундаментальною концепцією в криптографії, яка забезпечує конфіденційність під час перевірки автентичності інформації. Вони мають різноманітне застосування в різних галузях і є ключовим елементом у розвитку технологій, орієнтованих на конфіденційність, таких як блокчейн Aleo.
Наприклад, перевіряльник може продемонструвати знання конкретної частини інформації, фактично не розкриваючи цю інформацію. Цього можна досягти за допомогою серії взаємодій або однієї частини даних, залежно від конкретного використаного ZKP.
Головною особливістю доказів із ZKP є їхній непохитний акцент на конфіденційності. Вони гарантують, що жодна додаткова інформація не буде розкрита, що робить їх цінним інструментом у криптографічних протоколах. Ця можливість забезпечує безпечні транзакції та перевірку даних без шкоди для конфіденційності конфіденційної інформації.
ZKP є наріжним каменем орієнтованих на конфіденційність технологій, таких як блокчейн рівня 1 Aleo. Щоб заглибитися в роботу ZKP, їх різноманітні застосування та те, як технологія з Zero-knowldege Aleo може полегшити розробку високозахищених програм, ця стаття пропонує цінну інформацію.
Історичний контекст:
ZKP мають історію, яка сягає 1980-х років, ілюструючи їх незмінну актуальність у сфері криптографії. Започаткована Шафі Голдвассером, Сільвіо Мікалі та Чарльзом Рекоффом, ця криптографічна концепція перетворилася з теоретичної ідеї на практичне рішення для безпечної перевірки даних.
Ці провидці зіткнулися з проблемою встановлення безпечного зв’язку у все більш цифровому світі. Їхня новаторська стаття представила поняття перевірки достовірності інформації без розкриття самої інформації. Ця концепція, яку спочатку зустріли скептицизм у криптографічному співтоваристві, поступово отримала визнання та отримала численні нагороди, включно з премією Геделя, що підтвердило її значення.
Їхнє дослідження не лише представило нову криптографічну техніку, але й докорінно змінило сприйняття довіри та перевірки в цифрових комунікаціях. Він заклав основу для широкого спектру додатків, від безпечних онлайн-транзакцій до конфіденційного обміну академічними записами.
Ранні програми:
Спочатку обмежуючись академічними дискусіями, ZKP швидко знайшли застосування в реальному світі. Вони використовувалися в безпечних системах голосування для збереження конфіденційності виборців і чесності виборів. Цифрові підписи в онлайн-транзакціях виграють від цієї технології, додаючи додатковий рівень безпеки. Фінансові установи почали досліджувати ZKP знанням, щоб зменшити ризики шахрайства, тоді як криптографічні протоколи використовували їх для покращення безпечного обміну даними між сторонами. Ці ранні приклади використання продемонстрували практичну корисність ZKP, створивши основу для їх більш широкого застосування в різних галузях.
Як працюють Zero-knowledge proofs?:
У будь-якому ZKP беруть участь дві сторони:
Доказник: суб’єкт, який має на меті довести обґрунтованість твердження без розкриття додаткової інформації.
Верифікатор: організація, яка шукає впевненість щодо обґрунтованості претензії, але не потребує детальної інформації.
Взаємодія між цими двома ролями формує суть ZKP. Мета перевіряючого полягає в тому, щоб переконати верифікатора в правдивості твердження без розголошення додаткових деталей.
Роль випадковості:
Одним із цікавих аспектів ZKP є використання випадковості для підвищення безпеки. Випадкові числа або змінні вводяться під час процесу генерації доказів. Ця випадковість додає додатковий рівень складності, роблячи обчислювально неможливим для зловмисників провести реверсивну інженерію доказу або для верифікатора отримати додаткову інформацію. Випадковість гарантує, що кожне доказ є унікальним, навіть якщо воно генерується для тієї самої претензії, служачи стримуючим фактором проти атак повторів.
Типи ZKP
ZKP не є універсальними; вони бувають кількох різновидів, кожен з яких має унікальні характеристики та застосування. До основних типів відносяться:
1. Інтерактивні Zero-knowledge proof:
Переваги: Високий рівень безпеки, підходить для програм реального часу.
Мінуси: вимагає кількох раундів взаємодії, що не ідеально підходить для асинхронних систем.
2. Неінтерактивні Zero-knowledge proof:
Плюси: ефективний і масштабований, добре підходить для блокчейну та децентралізованих систем.
Мінуси: Трохи менш безпечний порівняно з Interactive Zero-Knowledge Proofs.
3. zk-SNARKs (короткий неінтерактивний аргумент ZKP):
Переваги: високобезпечний, ефективний і не потребує взаємодії.
Мінуси: складне налаштування та вищі вимоги до обчислень.
4. zk-STARKs:
Плюси: надійне налаштування не потрібне, квантова стійкість, висока масштабованість.
Мінуси: більші розміри перевірки, більше обчислювальних витрат.
Застосування Zero-knowledge proof:
ZKP пропонують широкий спектр випадків використання:
Безпека
Керування ідентифікацією: вони можуть революціонізувати керування ідентифікацією в Інтернеті, дозволяючи користувачам входити на веб-сайти та робити покупки, не розкриваючи своїх фактичних облікових даних.
Фінансова конфіденційність у банківській справі. Zero-knowledge proof можуть дозволити банкам підтвердити фінансові критерії заявників, не вимагаючи розкриття доходу чи кредитної оцінки.
Безпека даних охорони здоров’я: пристрої, що носяться, можуть передавати життєво важливі дані про стан здоров’я постачальникам медичних послуг, не розголошуючи особи користувачів або конфіденційну інформацію.
Конфіденційність штучного інтелекту та машинного навчання: компанії можуть використовувати ZKP, щоб навчати моделі штучного інтелекту на зашифрованих даних із багатьох джерел, сприяючи безпечному об’єднанню даних для досліджень і розробок.
Стек Алео:
Aleo — це піонерська екосистема, яка об’єднує ZKP на кожному рівні для побудови справді безпечного Інтернету. Заснована в 2019 році з місією створити справді приватний веб-досвід за допомогою криптографії, Aleo пропонує платформу, яка надає розробникам і користувачам необмежений обчислювальний потенціал. Цей повноцінний блокчейн рівня 1 поєднує швидкість і конфіденційність, дозволяючи розробляти комплексні приватні програми з використанням технології Zero-knowledge.
Таким чином, Zero-knowledge proof є фундаментальною концепцією в криптографії, яка забезпечує конфіденційність під час перевірки автентичності інформації. Вони мають різноманітне застосування в різних галузях і є ключовим елементом у розвитку технологій, орієнтованих на конфіденційність, таких як блокчейн Aleo.