Développement et perspectives d'application des zk-SNARKs
zk-SNARKs de l'histoire
Le système moderne de zk-SNARKs remonte à la recherche collaborative de Goldwasser, Micali et Rackoff en 1985. Ils ont proposé comment démontrer la véracité d'une affirmation dans un système interactif avec un minimum d'échange d'informations. Ce concept est connu sous le nom de zk-SNARKs, c'est-à-dire prouver qu'une proposition est vraie sans révéler d'informations supplémentaires.
Les systèmes de zk-SNARKs des débuts présentaient des lacunes en termes d'efficacité et de praticité, restant principalement au niveau théorique. Ce n'est que depuis une dizaine d'années, avec l'application répandue de la cryptographie dans le domaine des cryptomonnaies, que les zk-SNARKs ont commencé à prospérer, devenant une direction de recherche clé. Parmi celles-ci, le développement de protocoles zk-SNARKs universels, non interactifs et à petite taille de preuve est l'une des directions d'exploration les plus importantes.
Une avancée importante dans la preuve à connaissance nulle est le système de preuve non interactive à courtes paires proposé par Groth en 2010, qui a jeté les bases théoriques des zk-SNARKs. En 2015, l'application de la preuve à connaissance nulle dans le projet Zcash a permis la protection de la vie privée des transactions, ouvrant ainsi des scénarios d'application plus larges.
Depuis lors, une série de résultats académiques importants ont émergé :
Le protocole Pinocchio de 2013 a considérablement amélioré l'efficacité des preuves et des vérifications.
Le Groth16 de 2016 a encore réduit la taille des preuves et amélioré la vitesse de validation.
Les Bulletproofs de 2017 ont proposé des zk-SNARKs succincts et non interactifs sans configuration de confiance.
Les zk-STARKs de 2018 ont proposé des preuves d'intégrité computationnelle évolutives, transparentes et résistantes aux attaques quantiques.
D'autres technologies émergentes comme PLONK, Halo2, etc. continuent de faire progresser les zk-SNARKs.
zk-SNARKs : principales applications
Les deux applications les plus répandues des zk-SNARKs sont la protection de la vie privée et l'évolutivité.
En matière de protection de la vie privée, des projets emblématiques tels que Zcash et Monero ont émergé tôt. Cependant, en raison d'une demande de transactions privées inférieure aux attentes, ces projets ont progressivement disparu de la vue principale.
En matière d'extensibilité, avec le passage d'Ethereum 2.0 à une approche centrée sur les rollups, les solutions d'extensibilité basées sur zk-SNARKs redeviennent le point focal.
transactions privées
Les principales réalisations des transactions privées incluent:
Utilisation de zk-SNARKs avec Zcash et Tornado Cash
Monero utilisant les Bulletproofs
Le système de mélange de Dash( ne cache que l'adresse ).
Prenons Zcash comme exemple, son processus de transaction comprend : la configuration du système, la génération de clés, le minage, le déversement, la vérification et la réception, etc. Cependant, Zcash présente également certaines limitations, telles que le modèle UTXO, ce qui rend difficile son intégration avec d'autres applications, et le pourcentage d'utilisation réelle des transactions privées n'est pas élevé.
Tornado Cash utilise un seul grand pool de mélange de devises, basé sur le réseau Ethereum, et utilise la technologie zk-SNARKs. Il peut garantir que seules les devises déposées peuvent être retirées, et que chaque devise ne peut être retirée qu'une seule fois.
En comparaison, la mise en œuvre de la protection de la vie privée est relativement facile, et à l'avenir, si le problème de l'évolutivité est résolu, la vie privée ne sera pas un obstacle majeur.
mise à l'échelle
Les applications des zk-SNARKs dans l'extension se divisent principalement en deux types :
Une couche d'extensibilité du réseau, comme le projet Mina
Scalabilité des réseaux de couche 2, c'est-à-dire zk-rollup
La pensée fondamentale des zk-rollups est de regrouper un grand nombre de transactions et de générer un zk-SNARKs, puis de valider cette preuve sur la chaîne principale pour mettre à jour l'état. Cette méthode présente des avantages tels que des frais faibles, une sécurité élevée et une finalité rapide des transactions, mais elle fait également face à des défis tels qu'un volume de calcul important et la nécessité d'une configuration de confiance.
Les principaux projets zk-rollup sur le marché actuellement incluent StarkNet, zkSync, Aztec Connect, Polygon Hermez/Miden, Loopring et Scroll. Ces projets se distinguent principalement sur la voie technologique par le choix entre SNARK ou STARK, ainsi que par le support de la compatibilité EVM.
La compatibilité EVM est un problème important. Les projets doivent trouver un équilibre entre l'efficacité des zk-SNARKs et la convivialité pour les développeurs Ethereum. Certains projets choisissent d'être entièrement compatibles avec les opcodes Solidity, tandis que d'autres conçoivent de nouvelles machines virtuelles pour concilier convivialité avec les zk-SNARKs et compatibilité avec Solidity. Les récents progrès rapides en matière de compatibilité EVM offrent aux développeurs plus d'options.
Les principes de base des zk-SNARKs
zk-SNARK( est une technologie de preuve à divulgation nulle d'information largement utilisée. Elle présente les caractéristiques suivantes :
zk-SNARKs: ne pas divulguer d'informations supplémentaires
Concis : validation de petite taille
Non interactif : pas besoin de plusieurs échanges
Fiable : les prouveurs à capacité limitée ne peuvent pas falsifier les preuves
Connaissance: le prouveur doit connaître des informations valides pour construire la preuve
Groth16 est une implémentation courante des zk-SNARKs, dont les étapes de base sont les suivantes :
Convertir le problème en circuit
Convertir le circuit en R1CS ) Système de Contraintes de Rang 1 (
Convertir R1CS en QAP )Programme Arithmétique Quadratique(
Effectuer une configuration de confiance, générer des clés de preuve et des clés de vérification
Génération et vérification des zk-SNARKs
![HashKey ZK 101 Première édition : principes historiques et industrie])https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-32e1ccadd2a5f2b2865b06e98bf0bd68.webp(
La technologie des zk-SNARKs se développe rapidement, offrant de nouvelles possibilités à la blockchain. À l'avenir, nous continuerons à explorer les principes des zk-SNARKs, des cas d'application, ainsi que leurs relations avec d'autres technologies comme les zk-STARKs.
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MoneyBurner
· 08-10 20:31
Maintenant que je suis entré dans une position zk, puis-je rattraper cette vague To the moon ? Je viens de créer une position de cinq !
Voir l'originalRépondre0
RooftopVIP
· 08-10 17:56
À quoi bon la théorie pure ? Ne vous laissez pas entraîner.
zk-SNARKs : de l'histoire à l'application, dévoilant les principes et les perspectives futures des zk-SNARKs
Développement et perspectives d'application des zk-SNARKs
zk-SNARKs de l'histoire
Le système moderne de zk-SNARKs remonte à la recherche collaborative de Goldwasser, Micali et Rackoff en 1985. Ils ont proposé comment démontrer la véracité d'une affirmation dans un système interactif avec un minimum d'échange d'informations. Ce concept est connu sous le nom de zk-SNARKs, c'est-à-dire prouver qu'une proposition est vraie sans révéler d'informations supplémentaires.
Les systèmes de zk-SNARKs des débuts présentaient des lacunes en termes d'efficacité et de praticité, restant principalement au niveau théorique. Ce n'est que depuis une dizaine d'années, avec l'application répandue de la cryptographie dans le domaine des cryptomonnaies, que les zk-SNARKs ont commencé à prospérer, devenant une direction de recherche clé. Parmi celles-ci, le développement de protocoles zk-SNARKs universels, non interactifs et à petite taille de preuve est l'une des directions d'exploration les plus importantes.
Une avancée importante dans la preuve à connaissance nulle est le système de preuve non interactive à courtes paires proposé par Groth en 2010, qui a jeté les bases théoriques des zk-SNARKs. En 2015, l'application de la preuve à connaissance nulle dans le projet Zcash a permis la protection de la vie privée des transactions, ouvrant ainsi des scénarios d'application plus larges.
Depuis lors, une série de résultats académiques importants ont émergé :
D'autres technologies émergentes comme PLONK, Halo2, etc. continuent de faire progresser les zk-SNARKs.
zk-SNARKs : principales applications
Les deux applications les plus répandues des zk-SNARKs sont la protection de la vie privée et l'évolutivité.
En matière de protection de la vie privée, des projets emblématiques tels que Zcash et Monero ont émergé tôt. Cependant, en raison d'une demande de transactions privées inférieure aux attentes, ces projets ont progressivement disparu de la vue principale.
En matière d'extensibilité, avec le passage d'Ethereum 2.0 à une approche centrée sur les rollups, les solutions d'extensibilité basées sur zk-SNARKs redeviennent le point focal.
transactions privées
Les principales réalisations des transactions privées incluent:
Prenons Zcash comme exemple, son processus de transaction comprend : la configuration du système, la génération de clés, le minage, le déversement, la vérification et la réception, etc. Cependant, Zcash présente également certaines limitations, telles que le modèle UTXO, ce qui rend difficile son intégration avec d'autres applications, et le pourcentage d'utilisation réelle des transactions privées n'est pas élevé.
Tornado Cash utilise un seul grand pool de mélange de devises, basé sur le réseau Ethereum, et utilise la technologie zk-SNARKs. Il peut garantir que seules les devises déposées peuvent être retirées, et que chaque devise ne peut être retirée qu'une seule fois.
En comparaison, la mise en œuvre de la protection de la vie privée est relativement facile, et à l'avenir, si le problème de l'évolutivité est résolu, la vie privée ne sera pas un obstacle majeur.
mise à l'échelle
Les applications des zk-SNARKs dans l'extension se divisent principalement en deux types :
La pensée fondamentale des zk-rollups est de regrouper un grand nombre de transactions et de générer un zk-SNARKs, puis de valider cette preuve sur la chaîne principale pour mettre à jour l'état. Cette méthode présente des avantages tels que des frais faibles, une sécurité élevée et une finalité rapide des transactions, mais elle fait également face à des défis tels qu'un volume de calcul important et la nécessité d'une configuration de confiance.
Les principaux projets zk-rollup sur le marché actuellement incluent StarkNet, zkSync, Aztec Connect, Polygon Hermez/Miden, Loopring et Scroll. Ces projets se distinguent principalement sur la voie technologique par le choix entre SNARK ou STARK, ainsi que par le support de la compatibilité EVM.
La compatibilité EVM est un problème important. Les projets doivent trouver un équilibre entre l'efficacité des zk-SNARKs et la convivialité pour les développeurs Ethereum. Certains projets choisissent d'être entièrement compatibles avec les opcodes Solidity, tandis que d'autres conçoivent de nouvelles machines virtuelles pour concilier convivialité avec les zk-SNARKs et compatibilité avec Solidity. Les récents progrès rapides en matière de compatibilité EVM offrent aux développeurs plus d'options.
Les principes de base des zk-SNARKs
zk-SNARK( est une technologie de preuve à divulgation nulle d'information largement utilisée. Elle présente les caractéristiques suivantes :
Groth16 est une implémentation courante des zk-SNARKs, dont les étapes de base sont les suivantes :
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La technologie des zk-SNARKs se développe rapidement, offrant de nouvelles possibilités à la blockchain. À l'avenir, nous continuerons à explorer les principes des zk-SNARKs, des cas d'application, ainsi que leurs relations avec d'autres technologies comme les zk-STARKs.
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