不同證明方案的比較：理解 ZK 證明系統的優缺點_DEFI:Brainaut Defi

作者：Hill.bit

編譯：深潮TechFlow

零知識證明的概念大家耳熟能詳，但具體到技術細節可能很多人都一頭霧水。

零知識和證明實際上是2個名詞，證明方案是零知識協議安全假設的基本組成部分。在本文中Hill.bit將通過解釋多種不同的證明方案以及它們的優缺點，來幫助更多人理解ZK證明系統。

在零知識證明系統中，有三個實體參與：設置者、證明者和驗證者。不同的證明方案會以各種方式影響它們的行為，從而影響效率、安全性和整個系統的性能。

設置者階段生成ZK系統所需的必要參數和公鑰。證明方案會影響設置者階段的復雜度、計算、通信以及它是受信任的還是無需信任的。證明者生成一個證明，證明其掌握了一個秘密輸入的信息，而無需透露該信息。證明方案影響證明者的計算時間、內存需求和證明大小，從而影響通信和存儲需求。驗證者檢查證明的有效性。證明方案會影響驗證時間、內存需求以及向證明請求的數量和復雜度。這里有三種不同類型的證明方案。

Cyptoquant CEO：2021年ETH歷史最高價與2018年不同，拋壓明顯更弱:CryptoQuant首席執行官Ki Young Ju 昨日在推特上表示，2021年的ETH歷史最高價與2018年不同。所有交易所的存款更少，而提款更多。拋售壓力明顯弱于2018年。[2021/2/19 17:29:55]

線性PCPs+僅線性編碼：

利用線性概率可檢驗證明和線性運算；

提供強零知識屬性；

生成最短的證明；

需要受信任的設置；

以前的改進主要集中在減少證明者時間上。

火幣集團COO朱嘉偉：DeFi和中心化金融本身并不矛盾，兩種形態有不同的存在價值:8月12日下午，火幣以新基建浪潮下區塊鏈的新機遇為主題，在上海舉辦了2020年季度策略會。會議現場，火幣集團COO朱嘉偉表示：DeFi的爆發引發了中心化金融和去中心化金融的討論，從短期來看，這兩種形態的存在都是有理由和價值的。去中心化的DeFi更適用于簡單的場景，包括質押借貸、算法衍生品等；而中心化金融對需要人服務的場景更友好。

DeFi和中心化本身并不矛盾，未來DeFi會作為自動化執行的基礎，DeFi本身是自動化的，更適合和程序打交道，這些程序很可能是是中心化金融中的人來寫出來的。而中心化金融能提供更多人的服務，處理復雜的邏輯和風險，對普通人交互會友好一些。

朱嘉偉表示：“今年我們組建了DeFi實驗室，準備投入近千萬美金參與全球DeFi發展，希望可以為全球DeFi生態的建設做出貢獻。”[2020/8/12]

線性PCPs是一種證明系統，其中驗證者通過查詢少量證明來檢查語句的有效性。術語“線性”指驗證者的查詢是證明的線性函數。

分析 | 隱含波動率與減半事件不同步 比特幣Q2恐不會大幅上漲:根據前兩次減半（2012年和2016年）的預測，今年5月減半后比特幣的現貨價格將會上漲，然而，情況可能并非如此。根據Arcane Research的一份報告，隱含波動率（IV）將在減半之前上升，然后隨著區塊獎勵降至6.25 BTC而趨平。注：隱含波動率是使用某種資產的期權合約價格來衡量標的資產價格的指標。根據Skew Markets獲得的數據，目前為60%的IV將在6月升至70%，然后趨于平穩。從那時起，預計第四階段將保持不變，一直到2020年9月。該報告補充稱，根據這些數據，市場“預計比特幣價格在5月份減半后將出現變化”，半年和季度合約將于6月份到期。上周，Arcane Research的研究報告指出，2020年的減半將“毫無意義”。比特幣上周突破了53%，之后又突破了8000美元、9000美元，IV在一周的時間里突破了60%。根據之前的報告，從IV數據來看，今年第二季度BTC的價格不會大幅上漲。（AMBCrypto）[2020/1/20]

僅線性編碼是一種加密技術，用于隱藏信息，僅允許對隱藏數據進行線性操作。這可以確保數據隱私同時使某些計算得以執行。

聲音 | 中國人民大學楊東：區塊鏈正在與不同技術之間融合:中國人民大學大數據區塊鏈與監管科技實驗室主任楊東介紹，科技創新會帶來量變風險與質變風險。他舉例：金融科技會大幅降低資金提供者與需求者之間的連接費用，但金融風險的隱蔽性、突發性、傳染性和負外部性等特征并不會消失。

“不僅如此，金融、技術和網絡風險更易產生疊加與聚合效應，使風險傳遞得更快、波及面更廣，且在技術性風險、操作性風險與系統性風險等層面表現得更為突出。” 楊東說。

楊東還說，區塊鏈正在與不同技術之間融合，現實世界與虛擬世界之間的界限正在被模糊，其在金融科技領域引發的風險已經慢慢體現出來。（人民日報）[2019/12/8]

多項式IOPs+多項式承諾方案：

利用代數結構；

通常比基于線性PCP的系統更高效；

支持通用/不受信任的設置；

允許定制電路；

以前的改進主要集中在提高驗證者效率上。

多項式交互式預言機證明是一種證明系統，其中證明者和驗證者在多個回合中交換消息。證明者生成預言并將其提供給驗證者。

驗證者在特定點查詢預言機，而證明者以相應的多項式評估響應。多項式方案承諾多項式而不透露有關多項式本身的信息。

與線性PCPs+僅線性編碼相比的效率提高來自于：

更好地利用代數結構；

更高效的證明生成/驗證；

壓縮多項式表示；

批處理驗證技術

然而，多項式IOPs+多項式承諾方案存在以下缺點：

更復雜的設計和實現；

特定目的的加密假設；

不同的性能權衡，例如可并行性。

折迭方案：

允許遞歸證明組合；

實現嵌套證明以提高效率和可擴展性；

快速且易于并行化的證明者；

之前的改進主要集中在構建遞歸SNARKs上。

遞歸證明組合可以降低驗證者的計算和內存需求，這在像區塊鏈這樣的應用中特別有用。證明聚合可以減小最終證明的大小和驗證時間，但生成這樣的證明可能對證明者的計算要求更高。與多項式IOPs+多項式承諾方案相比，折迭方案的效率提高來自于：

遞歸證明組合；

證明聚合；

改進的可擴展性；

更快的驗證時間。

折迭方案的潛在缺點包括：

更復雜的設計和實現；

定制化的加密假設；

增加證明者的計算時間和內存開銷；

適用性可能因用例而異。

總之，線性PCPs+僅線性編碼提供強大的零知識屬性和最短的證明長度，但它們需要受信任的設置，并且與其他類別相比在效率上具有局限性。多項式IOPs+多項式承諾方案通過更高效的證明生成和驗證過程，在效率上比線性PCPs+僅線性編碼有顯著改進，但設計和實現可能更為復雜。

折迭方案在效率和可伸縮性方面表現出色，得益于遞歸證明組合，這在區塊鏈應用中尤其有用。但是，證明者的計算時間和內存開銷可能會增加，并且其適用性可能因使用情況而異。

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