Vitalik 力推的 zk-SNARK 到底是什么？解決什么問題？_ARK:以太坊

原文來源：?Haotian，區塊鏈安全從業者??

在黑山EDCON大會中@VitalikButerinV神系統闡述了以太坊網絡在擴容、隱私、安全等方面存在的技術挑戰，最終得出結論未來10年zk-SNARK將與區塊鏈一樣重要。V神不遺余力推的zk-SNARK到底是什么？zk-SNARK技術到底能解決哪些當下區塊鏈疑難雜癥？接下來的Thread，我來拋磚引玉大家一起探討下。1/n

SNARK全稱為(succinctnon-interactiveargumentofknowledge)即簡潔非交互式知識論證，其核心是通過數學算法來構建一個證明系統，使得驗證者在不了解原始數據的情況下驗證數據本身的正確性。其實現過程涉及可驗證電路、橢圓曲線密碼學原理、哈希函數、加密算法等復雜技術，在此不贅論過多細節。2/n??

Vitalik最推崇作家大為·格雷伯去世:Vitalik Buterin最推崇作家、《債：第一個5000年》作者大為·格雷伯于9月2日去世，大衛?格雷伯認為唯有全面歷史地理解了債及其與暴力之間的關系，我們方能開始正確估量我們剛剛到來的新紀元。大為·格雷伯曾深入研究了虛擬貨幣的歷史，認為虛擬信用貨幣早在農耕帝國時代就是主導貨幣形式，利息貨幣的習慣同時也起源于蘇美爾，利息率固定為20%，2000年來一直保持穩定。在中世紀（公園600-1500年）虛擬信用貨幣回歸，而當今時代（1971以后）則是債的帝國。值得一提的是，占領華爾街運動也是大為·格雷伯組織的。[2020/9/4]

由于SNARK可以把原始數據壓縮為一個極小的證明來驗證其輸入數據的正確性，加之zk零知識的技術基礎，使得zk-SNARK可以在區塊鏈擴展性、隱私性、安全性等方面大展拳腳。特別是2018年以太坊啟用了馬卡洛夫隨機演算法(MAST)后，zk-SNARK可以直接融入到以太坊系統中來解決以太坊網絡當下的瓶頸問題。3/n??

加密銀行Avanti計劃于10月營業并推出數字資產Avit:金色財經報道，加密銀行Avanti周四宣布其申請已于7月15日被懷俄明州銀行部接受，計劃于10月開始營業。此外還將推出由銀行發行的數字資產Avit。Avit是一種可編程的數字資產，只能由銀行發行，將被視為現金等價物。[2020/7/24]

這正是為何，原生于@Starknet的zk-STARK技術雖然可處理更復雜的計算問題，但zk-SNARK卻被寄予了更大厚望。尤其是大家困惑的一些區塊鏈悖論在換上zk-SNARK的底層后都可以有效解決，比如：保護隱私潛在的黑客洗錢問題，socialrecovery逃不開的中心化機構干涉問題等等。4/n??

先說擴展性。zk-rollup技術高度領先于op-rollup，是一套以太坊二層的終局解決方案。op先默認一切交易樂觀化，提交上鏈后再進行7天的fraud欺詐證明挑戰期，而zk則可以直接基于數學算法快速、安全地確保每一筆上鏈的交易都具備合法性。5/n??

VitalHu部署基于區塊鏈的冠狀病篩查工具:金色財經報道，加拿大技術公司VitalHub Corp于4月8日宣布首次部署一種基于區塊鏈的冠狀病篩查工具DOCit。該工具將由滑鐵盧地區名為Sunny Side Home的長期護理機構使用。該工具旨在部署和配置任何篩查或重復任務，從而為護理提供者、運營人員以及國家、省或地區衛生當局制定報告標準。[2020/4/9]

這里zk-SNARK解決了以太坊擴展性的一個悖論問題，擴展性和中心化的矛盾。雖然op-rollup解決方案實際落地場景更成熟一些，但其在排序器sequencer，optimistic樂觀挑戰驗證的過程中卻還是有中心化的潛在風險的。我們當然可以「樂觀」，但最終要實現絕對意義去中心化的rollup，還必須得SNARK不可。6/n??

金色財經現場報道 以太坊創始人Vitalik Buterin：驗證節點的“4個不要”:金色財經6月3日現場報道，在今天的以太坊技術及應用大會上，以太坊創始人Vitalik Buterin做了題為“Casper與分片技術最新進展”的主題演講。V神介紹說，驗證節點不要加入跟別人一樣的權益池，不要用跟別人一樣的VPS，不要使用跟比人一樣的操作系統；不要用跟別人一樣的客戶端。[2018/6/3]

再來看隱私性。基于現有區塊鏈技術語境，我們發展隱私技術會陷入一個邏輯悖論，隱私最終為黑客做嫁衣不成？但若基于zk-SNARK，就可以做一套Proofofinnocence方案，在保障用戶通過隱私出入金的同時，又規避不法分子用來作惡。具體而言，可以將POI技術應用到Tornado類似的協議當中；7/n

POI技術給每個用戶提供了基于區塊鏈狀態歷史記錄和私鑰生成的數字指紋，當黑客試圖通過Tornado的混幣交易池洗錢時，若他提供的出金請求地址和入金地址相矛盾，就會被攔截并退回到原始的混幣地址中。等于黑客的不明資產無法通過混幣系統逃避追蹤了；8/n??

當然，還可以像V神演講中所指的那樣，直接構建exclusionlist默克爾樹，相當于給Tornado協議加入了一個黑名單機制。正常用戶的入金不在list之內就可以生成無辜證明進而正常使用Tornado，反之則恰恰相反。加黑名單雖然有效，但有中心化風險，個人認為阻撓出入金私鑰不一致的交易更有意義一些；9/n??

最后再說說第三方party抗審查悖論問題。SocialRecovery功能毫無疑問是區塊鏈大規模應用(MassAdoption必定要走的路，但從前兩天@Ledger開放此功能遭受的社區抗議就不難看出，Recovery不可能建立在Thirdparty是中心化的前提下。而zk-SNARK技術恰好可以解決這個問題。10/n??

簡單來說，當用戶生成多個私鑰分片時，可以將碎片加密并使用zk-SNARK證明系統來生成證明，然后將證明分配給可信的機構或朋友。若用戶私鑰遺失，可請求第三方提供碎片數據證明，然后使用zk-SNARK來驗證這些證明的準確性，進而實現了不透露私鑰分片就可socialrecovery的功能。11/n??

以上內容被充分理解后，就不難看出zk-SNARK技術對于區塊鏈系統的重要性了，它可以解決擴展性和中心化、隱私性和作惡，安全性和抗審查等種種以太坊網絡當下發展悖論問題。所以V神說zk-SNARK10年后會和區塊鏈一樣重要，沒準以太坊未來也會zk-SNARK化，嗯，zk-SNARKSRuleEverthingArroundMe。12/12??

感謝@TommyDeng_DAO第一時間對黑山V神大會演講內容的概括，以及大量精彩的配圖。以上技術思考僅拋轉引玉開放性思考，歡迎大家拍磚討論。??

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