Cointime

扫码下载App
iOS & Android

扩展性之外,零知识证明的Web3用例还有很多

原文作者:TinTinLand

2022 年,由于 ZK-Rollups 在以太坊领域取得进展,零知识证明(Zero—Knowledge Proof)成为 Web3 年度关热词。甚至有人预测下一轮牛市的发动机就将会是零知识证明,并宣称零知识证明之于 Web3 的重要性,能和 Bitcoin 引入了区块链概念、以太坊引入了智能合约相媲美。

零知识证明何以拥有如此强大发展潜力?这或许要从 Web3 的发展谈起。Web3 旨在通过去中心化网络将网络所有权移交给其用户,然而当下 Web3 似乎只是带来了以用户为中心的价值观,距离其愿景落地还有很多问题需要解决,隐私安全即是其面临的关键问题。

Web3 网络在设计中宣称用户与去中心化的网络进行交互,以避免如 Web2 中心化网络数据泄露、私有数据化、集权等弊端。即如果您正在运行一个完整的节点,您将获得完整的、数学上保证的加密安全性。然而,运行一个完整的节点需要昂贵的硬件以及保持连接到 100GB 的大型区块链。

显然目前的加密客户端无法处理这类需求。因此,当下 Web3 仍在很大程度上依赖于受信任的中心化中介,由这些中介连接起 Web3 去中心化网络,这似乎与 Web3 愿景背道而驰。如何在去中心化网络环境中,以去中心化的方式保障隐私安全呢?零知识证明技术巧妙地解决了这个问题。而网络安全之外,零知识证明的用例还有很多,下文将为大家介绍该技术在加密领域中的用例。

什么是零知识证明

在介绍零知识证明在 Web3 的用例之前,让我们快速了解零知识证明的原理。零知识证明是一种密码学,允许一个人(证明者)向另一方(验证者)证明某些细节是真实的,而无需提供任何额外信息。

零知识证明需要以下三个关键要求:

完整性:如果陈述真的是真的,并且两个用户都正确地遵守规则,那么验证者将不需要任何其他条件,就可以完成验证。

可靠性:如果陈述为假,验证者在任何情况下都不会被说服。该方法利用概率检查理论,以确保不会发生错误。

零知识:意味着验证信息的人无法知道除断言是否正确之外的任何信息。

零知识证明有两种主要类型:

交互式零知识证明要求证明者执行一组任务或操作,以向验证者证明他们拥有特定信息。为了通过交互式零知识证明而必须完成的大部分任务通常涉及数学概率之类内容。证明者和验证者无需相互通信即可使非交互式零知识证明有效,而验证将在之后进行。这类特殊、的零知识证明需要使用额外的计算或程序。

零知识证明的 Web3 用例

尽管零知识证明技术早在 1980 年已经产生,但受困于技术难度,其并未得以广泛应用。零知识证明到底能够为 Web3 的发展带来哪些帮助?让我们从技术用例中窥探一二。

链下计算

随着越来越多应用在以太坊上部署,在以太坊上的交易处理速度较慢,网络扩展性不足成为阻碍其发展的重要难题。而构建一个 Layer2 网络,将计算处理转移至链下成为解决当下问题的重要方案。ZK-Rollups 即是颇受以太坊社区认可的解决方案之一。ZK-Rollups 系 Starkware,Zk-sync 是扩容类项目。

扩展性是零知识证明在 Web3 中最普遍的用例。目前也有将扩展和隐私两种性能结合的方案,如 Aztec、StarkNet 之类的隐私 Layer2 公链的发展,感兴趣的开发者可在《浅谈隐私在 Layer2 现状和未来》一文中了解更多。

跨链桥联

随着公链生态的扩张,以太坊一统天下的局面很难达成,跨链互操的需求越来越大,而利用桥来跨链的安全性难以得到保障,因此很多项目将开始使用零知识证明以实现互操作,其中包括 Wormhole,Polymer 和 ZKBridge 正在布局基于零知识证明技术构建无信任假设的跨链协议,将一改因 IBC 轻客户端不能在 ETH 运行所导致的无法互通的现象。零知识证明也将大大提高加密桥的安全性,以提高跨链互操的安全性。 

链上游戏

以「黑暗森林」(Dark Forest)为例,这是一款灵感来自于刘慈欣的《三体》的基于零知识证明的游戏。作为策略游戏,游戏中的许多阴谋都来自于隐藏信息或信息不对称的概念,整个黑暗森林宇宙是无限的,它充满了成千上万的对抗玩家、机器人、脚本、智能合约玩家等等。然而,单个玩家在加入宇宙后只能访问整个宇宙地图的一小部分,这正是赋予《黑暗森林》灵魂的地方。如何在信息都是公开透明的区块链上实现「隐藏」部分信息,这正是基于零知识证明所实现的「隐藏」部分不想透露或需要触发条件的信息。

资产安全

区块链技术不仅保证了我们的资产只由我们自己处理(非托管),而且分布存储在多个节点中,降低了资产风险。而零知识还有助于进一步提高 Web3 安全级别。在安全设计中使用数学验证而不是概率论,零知识通过采用有效性证明来降低潜在风险,有效性证明保证信息的准确性,具体而言:

唯一能够破译加密信息的人是用户;如果证明者是伪造的,得到的最终根将不同,验证者将拒绝接受;

即使所有验证者与证明者串通,由于区块链数据的可用性,账户状态也可以回滚和更正;

使用零知识证明时,通常会采用额外的检查和强化机制。

用户验证

可以通过零知识证明来确认个人的加密身份。零知识证明允许用户向系统验证他们的身份,而无需透露他们完整的个人信息。例如,当您登录一个帐户时,需要输入用户名和密码,但如果使用零知识证明技术,你只需要出一个 ZK Proof,平台就永远无法算出你的真实密码,在无需泄露个人敏感数据的前提下完成个人身份验证。

文档共享

我们在网络上常会面临某些数据共享需求,而共享过程中会面临信息丢失、拦截等问题。当零知识证明与区块链技术相结合,可以分片加密数据,不仅保障传输安全性,还能使用户拥有管理某些块以及其中包含的信息的权利,从而授予某些用户访问权限,而未经授权的用户则无法访问您的共享文档。

存储保护

去中心化存储作为 Web3 三大支柱之一,对于行业发展十分重要。而零知识证明能够为存储安全提供更好的保护,其能够利用算法设置相应的协议,使存储单元和其中的协议被加密,甚至在访问通道也会设置加密保护,让 Web3 云存储的安全性更上一层楼。

* 免责声明:本文不应被视为,也不旨在提供任何投资建议。

零知识证明技术还有很长路要走

在可扩展性和隐私用例之外,零知识证明的用例十分广泛,其在 Web3 中发挥的作用也更加清晰。目前已有不少项开始将该技术用于项目实践,据 Messari 统计显示,零知识证明最广泛应用的扩展领域的一众项目将在 2023 年迎来发展的关键期,如 Scroll、Polygon zkEVM 等项目主网将陆续上线。在《扩容赛道开年即冲刺,盘点近期上线测试网的 L2 项目》一文中,也介绍了近期上线测试网的零知识证明项目。

但是我们还需要认识到,尽管零知识证明在 Web3 中的应用前景广阔、领域众多,但其证明的性能问题还未得到妥善解决。目前有不少团队都在搞硬件加速,但这种硬件加速仅部分负责有效证明。而在算法级别、软件级别和其他方面仍需要进行优化。

鉴于此,今年零知识证明的有效的利用将出现在小规模应用之中,很难得到大规模广泛应用。而 DeFi 之后,零知识证明要想成为下一轮牛市的发动机还有很长的路要走,希望能够有更多 Web3 开发者在前瞻零知识证明的前景基础上,敢于挑战、攻克其技术难题,以技术进展推动应用实践。

评论

所有评论

推荐阅读

  • 消息人士:特朗普政府正制定方案以夺取伊朗核材料储备

    3 月 21 日,据美国哥伦比亚广播公司(CBS)报道,多位知情人士透露,特朗普政府一直在谋划获取或转移伊朗核材料的方法和选项。此时,由美国和以色列领导的针对伊朗的军事行动正进入一个更加不确定的阶段。关于特朗普是否会下令实施此类行动,目前时机尚不明确。一位消息人士表示,他尚未做出任何决定。但两位消息人士表示,相关规划的核心是可能部署来自联合特种作战司令部的部队,该部队是精英军事单位,常负责最敏感的防扩散任务。

  • 中东冲突与加息预期共振:全球资产大震荡,美股四连跌、债市「血洗」、黄金创43年最大周跌幅

    3 月 21 日,中东局势持续升级叠加 Federal Reserve 加息预期骤然升温,全球市场遭遇系统性冲击。美股连续第四周下跌创一年最长跌势,纳指单日跌超 2%,科技股全线承压;全球债市收益率大幅飙升,美债、英债、德债均创多年新高,资金大规模去杠杆。大宗商品剧烈分化,黄金跌破 4500 美元关口,单周暴跌超 10%,创 1983 年以来最大跌幅,避险属性遭质疑;原油则因中东供应风险暴涨,布油重返 110 美元上方,迪拜原油期货单日飙升超 16%。与此同时,比特币在 7 万美元附近获得支撑,连续三周跑赢黄金。市场分析认为,地缘冲突推升能源价格并加剧通胀预期,迫使货币政策路径重定价,全球金融条件快速收紧,风险资产仍处于下行与再定价过程中。

  • 美团开源560B参数定理证明模型:72次推理通过率97.1%,刷新开源模型SOTA

    据 1M AI News 监测,美团 LongCat 团队开源 LongCat-Flash-Prover,一个 5600 亿参数的 MoE 模型,专攻形式化定理证明语言 Lean4 的数学推理任务。模型权重以 MIT 协议发布,已上线 GitHub、Hugging Face 和 ModelScope。模型将形式化推理拆解为三项独立能力:自动形式化(将自然语言数学问题转化为 Lean4 形式语句)、草图生成(产出引理风格的证明框架)和完整证明生成。三项能力均通过 Agent 工具集成推理(TIR)与 Lean4 编译器实时交互验证。训练方面,团队提出 Hybrid-Experts Iteration Framework 生成冷启动数据,并在强化学习阶段引入 HisPO 算法稳定 MoE 模型的长程任务训练,同时加入定理一致性和合法性检测机制防止 reward hacking。基准测试显示,LongCat-Flash-Prover 在开源权重模型中刷新了自动形式化和定理证明两项 SOTA。MiniF2F-Test 上仅用 72 次推理即达 97.1% 通过率,ProverBench 和 PutnamBench 分别达到 70.8% 和 41.5%,每题推理次数不超过 220 次。

  • Erik Voorhees再次增持1.44万枚ETH,总持仓量突破11.7万枚

    3 月 21 日,据 AI 姨监测,ShapeShift 创始人、比特币早期支持者 Erik Voorhees 关联地址,过去 11 小时买入 14,424.53 ETH,总持仓突破 11.7 万枚,持仓均价 2,160.24 美元,当前浮亏 114.5 万美元。

  • 消息人士:特朗普政府正制定方案以夺取伊朗核材料储备

    Cointime 报道,3月21日消息,据美国哥伦比亚广播公司(CBS)报道,多位知情人士透露,特朗普政府一直在谋划获取或转移伊朗核材料的方法和选项。此时,由美国和以色列领导的针对伊朗的军事行动正进入一个更加不确定的阶段。 关于特朗普是否会下令实施此类行动,目前时机尚不明确。一位消息人士表示,他尚未做出任何决定。但两位消息人士表示,相关规划的核心是可能部署来自联合特种作战司令部的部队,该部队是精英军事单位,常负责最敏感的防扩散任务。(金十)

  • GameFi板块市值暂报45.15亿美元,FLOKI排名第一

    3 月 21 日,据 Coingecko 数据,GameFi 板块市值暂报 45.15 亿美元,FLOKI 以 2.86 亿美元市值排名第一,排在第二第三位的分别为:The Sandbox(2.18 亿美元)、Undeads Games(2.11 亿美元)。此前 Solana 基金会主席 Lily Liu 表示,区块链游戏「不会再回归」。她认为,尽管行业曾寄望通过链上资产与开放世界推动 Web3 与元宇宙发展,但实际表现远未达预期。市场观点称链游长期依赖「Play-to-Earn」等代币激励模式,却缺乏真正吸引核心玩家的游戏性与内容构建能力,导致用户留存与生态可持续性不足。包括 Andreessen Horowitz(a16z)、Framework Ventures、Animoca Brands 在内的机构曾向该领域投入数十亿美元,但回报表现不佳。

  • Karpathy:大多数App不该存在,3个提示词让AI接管整个智能家居

    据 1M AI News 监测,Andrej Karpathy 在 No Priors 播客中称,应用商店里的大多数智能家居 App「根本不该存在,一切都该是 API 端点,Agent 才是智能粘合层」。他分享了今年 1 月构建的家庭 Agent「Dobby the elf claw」:只用三个提示词,Agent 自行扫描局域网发现了 Sonos 音响,逆向工程其协议后接管播放控制。如今 Dobby 通过 WhatsApp 对话统一控制灯光、空调、窗帘、泳池、安防系统,取代了此前六个独立 App。他还接入了视觉模型监控安防摄像头,有人到访时自动推送图片消息到 WhatsApp。「这在一两年内应该是免费的,不涉及任何 vibe coding,这是基本功,」Karpathy 说,「客户不再是人类了,而是代替人类行事的 Agent。这场重构的规模将相当可观。」

  • OpenAI创始成员:12月以来没写过一行代码,Agent用不好?「那是你菜」

    据 1M AI News 监测,「vibe coding」概念提出者、OpenAI 创始成员 Andrej Karpathy 在 No Priors 播客中透露,去年 12 月是他工作方式的分水岭。此前他自己写代码与委托 Agent 的比例约为 80:20,12 月之后反转为 20:80,「到现在可能已经不止了」,「我大概从 12 月起就没打过一行代码」。他将这种状态称为「AI 精神病」(AI psychosis):Agent 的能力边界尚未被充分探索,「一切皆有可能,而一切失败归根结底都是技能问题(skill issue)」。他开始像 PhD 时期看 GPU 利用率一样关注 Token 吞吐量,「订阅额度没用完就意味着你没有最大化产出」。他还描述了 Agent 的「锯齿感」:「我同时感觉在和一个极其聪明的、做了一辈子系统编程的博士生对话,又在和一个十岁小孩对话。」

  • 日媒:伊朗准备允许日本船只通过霍尔木兹海峡

    3 月 21 日,据日本共同社报道,伊朗外长阿巴斯·阿拉格奇表示,经两国官员协商,伊朗已准备好允许与日本相关的船舶通过霍尔木兹海峡。日本石油进口严重依赖中东地区。伊朗战争促使日本本月动用石油储备。日本一直面临特朗普要求其协助保卫该海峡的压力。本周早些时候,日本首相高市早苗在华盛顿与特朗普当面会晤时,向其说明了日本参与此类行动在法律上的限制。同时,她也强调了双方共识领域,包括承诺增加从美国进口石油以及就导弹研发开展合作。(金十)

  • Solana基金会主席:链游已「死亡」,行业数十亿美元投入或成最差赌注之一

    3 月 21 日,Solana 基金会主席 Lily Liu 表示,区块链游戏「不会再回归」。她认为,尽管行业曾寄望通过链上资产与开放世界推动 Web3 与元宇宙发展,但实际表现远未达预期。Solana 曾被视为最有潜力支撑大规模链游的公链之一,凭借高性能和低成本支持实时交互。然而,包括 Star Atlas、Stepn 等项目虽一度获得关注,但整体 GameFi 赛道自 2021 年高峰后持续下滑。市场观点指出,链游长期依赖「Play-to-Earn」等代币激励模式,却缺乏真正吸引核心玩家的游戏性与内容构建能力,导致用户留存与生态可持续性不足。包括 Andreessen Horowitz(a16z)、Framework Ventures、Animoca Brands 在内的机构曾向该领域投入数十亿美元,但回报表现不佳。不过,部分公司仍在探索转型路径,例如 Mythical Games 与 Gunzilla Games,逐步弱化区块链要素,将其作为可选功能而非核心机制,以提升用户体验与市场接受度。