OnBase.pro - A new Ethereum L2 OnChain Summer

一个伟大的魔术:a16z 合伙人谈理解零知识证明的新视角

zkSync
ForesightNews
09/11 16:26
魔术实际上是零知识证明,零知识证明与魔术没有区别。 


撰文:Michael Blau,a16z 合伙人

编译:Luffy,Foresight News


科幻小说家 C. Clarke 有句名言,任何先进的技术都与魔法无异。类似科幻小说的领域之一就是零知识证明(ZKP),这是一种密码学工具,可以解决 Web3 中的两个关键挑战:可扩展性和隐私性。特别是,ZKP 可能是降低交易费用、设计新的隐私保护应用程序的关键,有望打开迎接十亿加密用户的大门。在加密货币之外,ZKP 有一天也可能在帮助安全传输敏感数据、打击非法金融或打击虚假信息等领域发挥作用。 


但什么是 ZKP?对于工程师、研究人员和加密社区来说,有很多巧妙的解释,但它们并不总是适合在加密货币或计算机科学方面经验较少的受众。即使有大量的类比——从沃尔多到阿里巴巴的洞穴——要找到一个准确、易于理解的 ZKP 解释来充分体现其强大能力并不容易。 


在这篇文章中,我结合了我在加密货币和魔术方面的背景来探索一个新的类比:将 ZKP 视为一个伟大的魔术。查看演示视频,并继续阅读关于 ZKP 定义属性的概述,你会了解所有这一切如何使用魔法发挥作用。



背景知识:什么是零知识证明?


我将首先分享 ZKP(特别是 zk-SNARK)的定义及其各种属性,然后将这些属性映射到魔法类比之中。 


a16z 加密研究合伙人 Justin Thaler 这样定义 SNARK: 「zk-SNARK 让某人(称为证明者)向不信任方(称为验证者)证明他们知道一些数据,而无需透露有关数据本身的任何信息。 」 或者,正如 MIT AIP ZK 课程所说,「零知识协议允许我向你证明我知道一个事实,而无需告诉你事实本身。」 


这在公共区块链的背景下是令人兴奋的,因为 ZKP 可以同时保护隐私信息,同时允许任何人验证信息的真实性。zk-SNARK 简洁且省力:「简洁」意味着证明的数据大小小于所需证明的数据。「省力」意味着验证者验证证明比分析原始数据更快(在以太坊上,这意味着智能合约处理的数据更少,因此用户的 Gas 成本更低)。Layer2 区块链可以利用 zk-SNARK 的简洁性和节省工作量的特性,让去中心化应用程序以更低的成本处理更多数据。 


综上所述,zk-SNARKs 有两个主要属性:


  • 隐私:您所证明的数据的任何内容都不会透露给验证者。
  • 简洁省力:验证证明比直接检查原始数据本身效率更高。


即使是这个高级描述听起来也有点像一个谜语:一个人如何能在不分享自己知识的情况下证明自己知道某件事? 


让我们再次回顾一下这个定义……但这一次,使用一些魔法。


零知识证明魔术


简单来说,魔术就是零知识证明。在魔术表演中,魔术师声称知道一个秘密,可以让他们表演戏法。但他们不想向观众透露这个秘密——那会毁掉这个戏法。 


将其扩展到 ZKP:将魔术师视为「证明者」,将他们的观众视为「验证者」。魔术表演的成功(希望接下来会引起难以置信的喘息和热烈的掌声)类似于「有效」的证明:魔术奏效了,所以魔术师必须知道表演的秘密。当然,如果幻觉不起作用,那么证明就「无效」:观众会感到失望,魔术师可能实际上并不知道所谓的秘密。


因此,魔术展示了 ZKP 的一个属性:隐私。但是简洁和省力的特性又如何体现呢?让我们回到这个类比……


观众可以完全跳过表演,只要求魔术师分享魔术背后的秘密。但魔法的秘密可能是非常复杂的。即使只是解释一个技巧的方法,及其所有的微妙之处,也可能需要很长时间,更不用说理解了。有时,当被要求透露他们的秘密时,魔术师可能会故意向观众透露一个「错误」的解决方案,以引导他们走上错误的道路。如果不自己掌握这个技巧,观众就无法明确地确定这个秘密方法是否真的有效——掌握它可能需要几天、几个月甚至几年的时间。 


因此,就像直接检查秘密方法的正确性实际上是时间和工作密集型的一样,ZKP 的情况也是如此。对于观众来说,通过简单地欣赏表演来验证秘密方法是否有效要快得多。 


洗牌


举个简单的例子,在上面的视频中,我声称知道一种秘密方法,可以让我立即洗一副牌。我想向你证明我有这个能力,但不透露它是如何运作的。在戏法结束时展示一副有组织的牌,这就有力地证明了我必须知道一种「洗牌」的秘密方法。而且,当我展示整理好的牌组时,你可以立即验证我的说法,这比你自己学习技巧要快得多。 


我希望这个类比有助于揭开零知识证明的神秘面纱。即使对于那些不是密码学研究人员或工程师的人来说,隐藏秘密的魔术和魔术师也可以作为理解 ZKP 关键属性的有用心理模型。 


再次强调:魔术实际上是零知识证明,零知识证明与魔术没有什么区别。 

【免责声明】市场有风险,投资需谨慎。本文不构成投资建议,用户应考虑本文中的任何意见、观点或结论是否符合其特定状况。据此投资,责任自负。