從頭開始揭秘 zk-SNARK （一）_ARK:SEC

近日以太坊基金會公開了正在支持的研發團隊的項目和領域，其中涉及「應用零知識證明」的團隊和技術最多，近 14 個項目。零知識證明，"零知識"的概念可能有些令人費解，zk-SNARK 很快就會變得復雜，因此讓我們從頭開始。

本篇文章，星際視界將為讀者掀開zk-SNARK的神秘面紗，從密碼學展開，對zk-SNARK進行由淺入深的講解。

密碼學是研究編制密碼和破譯密碼的技術科學。研究密碼變化的客觀規律，應用于編制密碼以保守通信秘密的，稱為編碼學；應用于破譯密碼以獲取通信情報的，稱為破譯學，總稱密碼學。簡單地說，密碼學是對保密通信技術的深入研究。當人們只希望發送方和接收方查看消息內容時，他們經常使用密碼學。

密碼學已經存在了幾個世紀，最早密碼學出現在古埃及，克努霍特普二世(Khumhotep Il)的追隨者在他的墳墓上刻了加密符號。密碼學早在公元前400多年就已經產生，人類使用密碼的歷史幾乎與使用文字的時間一樣長，密碼學的發展大致可以分為 3 個階段: 1949 年之前的古典密碼學階段; 1949 年至 1975 年密碼學成為科學的分支; 1976 年以后對稱密鑰密碼算法得到進一步發展，產生了密碼學的新方向—公鑰密碼學。

Gensler：遵守規定，否則你也可能會被提起訴訟:金色財經報道，SEC主席Gary Gensler為SEC最近針對 Binance 和 Coinbase 采取的執法行動進行了辯護，并向該領域的任何其他企業發出了嚴厲警告；并表示，遵守規定，否則你也可能會被提起訴訟。[2023/6/9 21:25:18]

1976 年，W.Diffie 和 M.Hellman 在發表的文章“密碼學的新方向”中首次公開提出了公鑰密碼( Public-key Cryptography) 的概念。公鑰密碼的提出實現了加密密鑰和解密密鑰之間的獨立，解決了對稱密碼體制中通信雙方必須共享密鑰的問題，在密碼學界具有劃時代的意義。

加密貨幣世界中最常見的密碼學元素之一是哈希函數，它是任何區塊鏈的支柱。哈希函數——特別是SHA-256，大多數區塊鏈中的哈希函數——基本上將單詞短語或數字等輸入轉換為一個固定長度的加密信息，看起來像這樣：

NFTSTAR及內馬爾NFT已同The Sandbox及Animoca子公司Forj達成戰略合作:11月15日消息，據The Sandbox官方透露，已同NFTSTAR、Beastmode Metaverse Neymar Jr. NFT項目達成戰略合作，將在世界杯期間開放其元宇宙全球體育村。這是與Animoca子公司Forj合作開發的web3體育社交類項目，且已獲得Bored Ape Yacht Club角色的許可。[2022/11/16 13:09:41]

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哈希函數允許像比特幣這樣的區塊鏈處理交易，將區塊鏈接到一個或另一個，并確保區塊鏈數據的完整性得到維護。就像哈希函數一樣，zk-SNARK是一種密碼學形式。它們被用來保證比用戶在區塊鏈上獲得的更強的隱私。

Ribbon Finance考慮推出新的DeFi借貸池:金色財經報道，DeFi協議Ribbon Finance正在考慮為其DeFi借貸產品Ribbon Lend提供第二輪借貸池。根據論壇上的一項新治理提案，Ribbo 社區正在考慮加入一組新的機構借款人。目前正在考慮四家公司分別是：Parallel Capital、Amber Group、Auros 和 Nibbio。在這四個中，社區將投票選出其中兩個。然后，Ribbon Finance將為選定的機構借款人創建兩個新的貸款池。

治理提案指出，正在考慮的四家公司已經過審查。所有提供的選擇都經過了KYC/AML，并已完成與 Credora的信用承保，信用評分很高。[2022/10/25 16:38:37]

zk-SNARK是“zero knowledge Succinct Non-interactive ARgument of Knowledge”的縮寫，這一長串名字的主體是“argument of knowledge”，即“知情證明”，也就是掌握某事內幕的證據。修飾主體名詞的定語由三部分組成，分別代表了此技術要解決的三個問題，分別是：

Ripple律師指控美SEC濫用司法程序:8月9日消息，Ripple和這起與美國SEC的關鍵訴訟中的被告聲稱，SEC正尋求重啟證據開示程序。然而，SEC已經對這一說法做出了回應。律師Jame Filan表示，SEC向法庭提交了一份只有一行字的答復。SEC表示，對于Ripple為了送達非當事人傳票而要求重新調查事實的請求，它沒有立場。被告努力執行Netburn法官關于認證包含SEC官員言論視頻的裁決。Filan提到，Ripple要求這些傳票尋求提供證據的許可，這不是請求開示證據。

信中提到，這一呼吁與Ripple在事實發現結束前服務的RFAs有關。需要提前執行法官的命令。Filan抨擊了SEC對這一請求的回應。他寫道，這封信是對司法程序的濫用，這是在浪費法庭的時間。他提到，SEC等了大約五天才提交了一句話的答復。在這封信中，SEC甚至誤解了Ripple最初的請求。（Coin Gape）[2022/8/9 12:13:00]

1、zero knowledge：零知識，即在證明的過程中不透露任何內情，如上文的例子所示；

烏克蘭的親俄軍事團體獲得了220萬美元的加密貨幣捐款:金色財經消息，加密分析公司 Chainalysis 的新數據顯示，烏克蘭的親俄軍事團體在戰爭期間收到了 220 萬美元的加密捐款。各種親俄民兵和志愿者團體在社交媒體上為軍購眾籌，散布與戰爭有關的虛假信息。Chainalysis 已經確定了 54 個組織共同收到了捐款，主要是比特幣和以太幣的捐款。[2022/7/30 2:47:01]

2、succinct：簡潔的，主要是指驗證過程不涉及大量數據傳輸以及驗證算法簡單；

3、non-interactive：無交互。上文中舉的兩個例子雖然實現了零知識證明，但Prover和Verifier之間需要經過多次交互才能取得滿意的可靠性，而此技術試圖徹底避免這些交互。

合起來，zk-SNARK是一種“證明我知道內情的技術，簡單、易操作，最關鍵的是你除了“我是對的”啥也不會知道”。通常我們都稱zk-SNARK為零知識證明。

zk-SNARK是"零知識"密碼學的一種形式，zk-SNARK 允許加密用戶以完全加密的方式在區塊鏈上發送交易，這意味著沒有人可以讀取它們，同時表示交易以合法方式進行。零知識證明允許A向B證明陳述X是正確的，而不透露任何超出陳述X本身有效性的信息。想象一下，向某人證實你已過21歲，但不透露你的生日或你已經25歲。這是想象zk-SNARKs如何工作的一種有用的方式。

Zcash 是首個使用零知識證明機制的區塊鏈系統，它可提供完全的支付保密性，同時仍能夠使用公有區塊鏈來維護一個去中心化網絡。與比特幣相同的是，Zcash代幣（ZEC）的總量也是2100萬，不同之處在于，Zcash交易自動隱藏區塊鏈上所有交易的發送者、接受者及數額。只有那些擁有查看密鑰的人才能看到交易的內容。用戶擁有完全的控制權，他們可自行選擇向其他人提供查看密鑰。

每一種新的隱藏支付都會在區塊鏈上產生三種類型的記錄——通過哈希保護的記錄。所涉及的哈希情況表示:交易接收者的地址、發送的金額和交易本身獨有的數字。結果是，隱藏的交易依賴于像比特幣一樣的哈希值，但正是 zk-SNARK 增加了一層新的隱私。像Zcash和Monero這樣的加密貨幣在一些用戶中很受歡迎，因為加密行業是由許多自由主義者組成的。這兩種貨幣都試圖將自己與比特幣等更流行的加密貨幣區分開來，聲稱如果你使用他們的貨幣，就沒有人能窺探你的私人財務生活。

zk-SNARK是匿名加密交易的有用工具。但除了隱私幣之外，它們也在幫助推動越來越多的其他應用程序。

例如，Celo是一個專注于移動支付的加密貨幣協議，它希望創建一個更具包容性的協議。

Celo從事產品和工程工作的Pranay Mohan認為，zk-SNARK這項技術的潛力遠遠超出了那些主張保護隱私的人。Mohan特別指出了zk-SNARK如何幫助發展中國家的人們。“如果我們想想這些人現在如何能夠使用加密貨幣，這幾乎是不可能的，他們沒有使用Metamask，并在一個隨機DeFI項目中投入1萬美元，”他說。Mohan補充說，使用zk-SNARK，移動電話用戶可以立即與區塊鏈同步——保留加密貨幣同樣的不可信屬性，但在不具備高度技術能力的設備上。

盡管zk-SNARK很有前途，但它仍然非常小眾。即使在加密這樣的高科技行業，很多人也不知道它們是什么。但隨著越來越多的公司開始接受這項技術，這種情況可能正在改變。這些包括Aleo，最近從藍籌風險投資公司籌集了2800萬美元的初創公司，用于構建工具，讓Web開發能夠整合各種互聯網應用程序中的零知識證明——該項目承諾讓消費者在不透露大量個人數據的情況下瀏覽網絡。

但這并沒有阻止全球最大的會計師事務所之一安永（EY）嘗試這種先進的密碼學。

安永通過運用了非交互式零知識證明算法zk-SNARK，研發了自己的通證化開源協議，成功實現了以太坊公網上第一條私密交易，并將逐步應用于各類區塊鏈企業級應用中，讓客戶在不犧牲用戶隱私的情況下擁抱區塊鏈的潛力。

據Brody說，該會計事務所自己的Nightfall解決方案提供了一種在以太坊網絡上進行絕對隱私交易的方法，同時為企業提供服務。雖然對高度私人的金融交易存在監管方面的擔憂，但Brody相信zk-SNARK將在未來成為主流。

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