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零知识手艺是密码学的一个分支,可以为许多Layer 1区块链项目解决扩容和隐私问题。区块链可以行使零知识证实手艺提升生意吞吐量,在验证用户身份的同时珍爱用户数据隐私,实现庞大的盘算,并让企业既可以行使区块链手艺又能珍爱自身知识产权。在上述所有应用场景中,零知识证实都是不能或缺的要害手艺。 

什么是零知识证实(ZKP)?零知识证实可以让用户在不透露信息的条件下证实自己知道或拥有信息。“证实者”(prover)会行使某一系统输入的信息来确立证实,而“验证者”(verifier)则会验证这个证实的盘算效果,但却无法得知信息的详细内容。最要害的是,零知识证实可以验证某一数据集的有用性,并同时珍爱数据隐私。 

本文将探讨零知识证实解决方案的怪异优势;区块链项目若何行使zkSNARK和zkSTARK等零知识证实手艺辅助开发者打造高级的dApp,在为Web3实现扩容的同时也珍爱用户隐私;以及Chainlink的信托最小化服务若何辅助这些协议提升去中央化水平、可靠性以及平安性。 

为什么要接纳零知识证实手艺构建网络? 

零知识手艺可以闪开发者既能行使以太坊等底层区块链的平安性,又能为dApp提高生意吞吐量和速率,并同时将用户小我私人信息放在链下,以珍爱用户隐私。生意将打包上传至链上,以降低终端用户的使用成本。最终,项目可以行使这些功效打造出高级的dApp,不仅在性能上可以与Web2系统媲美,而且还能保持Web3去中央化的优势。 

零知识证实方案VS Optimistic Rollup

optimistic rollup是一种Layer 2手艺,是现在主流的扩容方案。据剖析网站L2Beat的统计,停止至2022年6月29日,optimistic rollup占以太坊Layer 2网络总锁仓量的74.3%,而零知识证实方案则占25.9%。 

零知识扩容方案和optimistic rollup最大的区别就是生意验证的方式差异。optimistic rollup接纳敲诈证实(fraud proof),只有在Layer 1区块链上裁决状态调换纠纷时才需要天生敲诈证实;而零知识手艺方案则是在每一批生意打包上传至链上时都市公布有用性证实(validity proof)。也就是说,接纳零知识证实的协议永远都是有用的状态,而价值则是要花更多的gas费在底层区块链上验证有用性证实。 

然而,将zk-rollup与链下数据连系可以有用优化gas费。这种效率更高的零知识手艺方案包罗“validium”和“volition”。这类方案也可以在不透露数据隐私的条件下证实状态的有用性。这将有助于提升公链在企业的应用,企业可以更好地珍爱用户数据和商业隐秘。 

零知识手艺方案和optimistic rollup尚有一个差异,那就是资金效率。在optimistic rollup中,生意终局和取款的尺度时间窗口是一周;而在零知识手艺方案中,用户可以在约10分钟内取款。 

要领会更多关于optimistic rollup和零知识协议的差异,请旁观以下视频。视频中,来自Offchain Labs、Polygon Hermez、Matter Labs、Metis DAO以及Optimism的卖力人配合讨论了以太坊Layer 2的未来生长远景:https://youtu.be/t-SQQmLhepY

差异类型的零知识手艺方案

Layer 2方案可以接纳有用性证实或敲诈证实,并可以将数据储存在链上或链下。

基础架构

zk-Rollup

zk-rollup会将多笔生意打包在一起,并公布到Layer1区块链上,同时还会公布一个验证盘算有用性的证实。公布到链上的证实也被称作“有用性证实”。有用性证实分为SNARKs和STARKs两类。一旦这些证着实底层区块链上获得了验证,zk-rollup的状态就会更新。 

Validium

Validium连系了有用性证实和链下数据存储,以提升可扩展性。有用性证实公布在底层区块链上,而数据则储存在链下。这将大幅提升吞吐量并降低gas费。 

虽然Validium在效率和可扩展性方面远超zk-rollup,然则却可能由于受到攻击导致数据不能用,或用户无法取出资金。不外这个数据可用性问题可以通过PoS系统来解决,接纳经济激励机制确保数据储存在各个节点中,而且随时可用。值得一提的是,攻击者虽然有可能暂停生意,但却无法直接盗走用户资金。 

Volition

Volition连系了zk-rollup和validium,用户可以自由选择使用zk-rollup或validium方案,这两种方案共享统一个状态根(state root)。纵然validium被攻破,zk-rollup上的资金也仍然是平安的。 

因此,机构愿意支付更高的用度来换取zk-rollup的平安保障,而小我私人用户则更倾向于生意成本较低的validium,两者在volition上可以无缝交互。好比DEX中做市商提供了几亿美元的流动性,因此会选择zk-rollup;而散户持仓相对较小,因此会选择validium。 

有用性证实

SNARK

SNARK的全称是“zero-knowledge succinct non-interactive argument on knowledge”(中文为“精练的非交互式零知识证实”)。这是一种加密证实,文件很小而且很容易验证。它行使椭圆曲线天生一个加密证实,该椭圆曲线假设无法从一个果然的基点找到随机椭圆曲线元素的离散对数。椭圆曲线的盘算成本低于STARK的哈希函数,因此SNARK协议的gas成本更低。

STARK

STARK全称是“zero-knowledge scalable transparent argument of knowledge”(中文是“零知识的可扩展、透明知识证实”)。这种加密证实险些不需要证实者和验证者之间发生任何交互。STARKs相比SNARKs的最大优势在于证实时间更短,而且更容易扩展。另外,由于STARKs接纳哈希函数,因此也可以抗量子攻击。 

值得一提的是,STARKs的发现者是Eli Ben-Sasson,此人是StarkWare的团结首创人,这个团队也开发了StarkEx和StarkNet。 

接纳零知识手艺的区块链项目

接纳了零知识手艺方案的区块链项目。

接纳zk-STARK的项目

StarkEx

StarkEx 是以太坊上的Layer 2扩容方案,接纳STARK证实来验证自托管的生意,并在上面开发生意和支付应用。基于StarkEx的项目包罗DeversiFi、Sorare和dYdX,现在已完成了几亿笔生意并实现了几千亿美元的生意额。 然而,StarkEx无法支持智能合约功效,因此无法实现功效完整的dApp。 

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以太坊统计网

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StarkNet

StarkNet 是一个通用平台,开发者可以使用StarkNet在以太坊的zk-rollup上部署智能合约。以太坊主流的dApp Aave和Maker都设计在StarkNet上公布。值得注重的是,StarkEx的zk-rollup也可以在StarkNet上公布,以提高应用的可扩展性。

为了充实行使STARK在盘算和可扩展性方面的优势,StarkWare开发了Cairo语言,这是一种高效且图灵完整的编程语言,专门用于确立STARK证实。这意味着StarkWare需要开发文档、框架和其他工具来激活其开发者生态。 

Immutable X

Immutable X是一个NFT平台,用于铸造和生意NFT和通证。该平台使用StarkEx打造专属的zk-rollup。Immutable X平台上NFT铸造和生意量到达数百万,而且纵然在以太坊网络拥堵时代也可以保持较低的成本。 

Immutable X也将在StarkNet上公布。有用性证实不会直接公布到以太坊上,而是先公布到StarkNet上,然后再通过StarkNet的rollup公布到以太坊上。Immutable X可以行使StarkEx在StarkNet上公布应用链,为项目提供layer 3扩容方案。 

接纳zk-SNARK的项目

Zcash

Zcash前身是ZeroCash。名字中的“zero”指使用零知识证实手艺来实现隐私情易。Zerocash是早期泛起的加密项目之一,推动了零知识证实手艺在行业中的应用。 

Loopring

Loopring 是以太坊上的DEX,支持订单簿生意,而且不托管用户资产。Loopring接入了Chainlink Price Feeds,服务几十万用户,生意量高达数十亿。 

zkSync 1.0 

zkSync 1.0是以太坊上的rollup。它与StarkEx一样,都支持通证转账和兑换,但不支持智能合约。该协议由Matter Labs开发。

zkSync 2.0

zkSync 2.0与StarkNet一样,也是以太坊的Layer 2扩容方案。接纳了volition基础架构,可以支持智能合约。zkSync接纳zk-SNARK来验证生意,并接纳PoS系统zkPorter来保障数据可用性。zkSync 2.0和StarkNet的主要区别除了有用性证实之外,尚有前者可以兼容EVM。1inch、Alchemix和Curve都设计在zkSync 2.0上公布。 

ZigZag

ZigZag 是一个去中央化生意平台,接纳订单簿模式生意ERC-20通证。相比之下,大多数DEX接纳的都是自动做市商(AMM)模式。ZigZag的订单簿模式得益于zk-rollup壮大的可扩展性。zkSync注册表中的任何通证都可以在ZigZag中生意。该协议现在在zkSync 1.0上运行,但设计在zkSync 2.0和StarkNet上公布。 

Mina 

Mina 是轻量级区块链,接纳SNARKs确立容量最大为22kb的区块。项目可以在Mina上开发部署应用,并可以实现所有智能合约功效。 

零知识证实协议若何提升去中央化水平、可靠性和平安性

零知识证实协议可以使用Chainlink去中央化的预言机服务提升平安保障并实现自动化。Web3生态中的各个协议可以使用Chainlink信托最小化的服务来接见任何外部API,并行使平安的链下盘算来打造更高级的应用。 

零知识证实协议可以使用以下服务来提升dApp性能。 

DECO为任何区块链项目提供助力

项目要接纳零知识证实手艺,除了zk-rollup、validium或volition以外,还可以选择Chainlink DECO。现在,DECO正在开发中,该方案行使零知识证实手艺,在HTTPS/TLS系统之间传输数据时可以保障数据隐私和防改动性。

使用了DECO的Chainlink预言机节点可以在不披露数据内容的条件下证实数据真实存在。

预言机节点可以证实数据来自可信服务器,并在链上隐藏数据内容。另外,由于维护了TLS托管链,因此还可以证实数据源。这项手艺可以实现一系列高级用例,好比CanDID等去中央化身份(DID)协议可以让用户自己治理身份信息,而不用通过第三方举行治理。另外,DECO还可以接入权威机构,确认用户的信用分数是否达标,并同时不透露用户的任何小我私人信息,以此为DeFi平台实现低抵押贷款。  

最终,DECO可以为用户提供平安保障,用户可以平安地在链上使用小我私人信息,而且不将数据上链。

总结

零知识证实与底层区块链和去中央化的预言机网络相连系,势必将推动区块链行业转型,项目团队将开发出可扩展性和成本效益极高的应用,并同时保障用户隐私。 

虽然其他的Layer 2解决方案可能会为某些应用提供更好的基础架构,但随着区块链行业的不停生长,zk-rollup、validium和volition势必将获得更多小我私人用户和企业的青睐。 

若是你是一名开发者,并希望集成Chainlink的信托最小化服务,请查看我们的手艺文档,在Discord中提问,或与Chainlink专家举行电话相同。

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