Bài viết này là một bài nộp cộng đồng. Tác giả là Kenny Li, người đồng sáng lập Manta Network, giao thức Lớp 1 về quyền riêng tư có thể lập trình được hỗ trợ bởi công nghệ chứng minh không có kiến thức.
Lượt xem trong bài viết này là của người đóng góp/tác giả và không nhất thiết phản ánh quan điểm của Binance Academy.
TL;DR
Bằng chứng không có kiến thức (ZKP) là một công nghệ mã hóa cho phép xác minh tính xác thực của một thông tin mà không tiết lộ thông tin đó. Nó trở thành một công nghệ ngày càng quan trọng trong blockchain, tiền điện tử và tài chính phi tập trung (DeFi) để tăng cường quyền riêng tư và bảo mật.
Nhiều dự án DeFi đã sử dụng ZKP để cung cấp cho người dùng quyền riêng tư và bảo mật tốt hơn cho các dịch vụ như cho vay, vay và giao dịch. Một số chuỗi khối Lớp 1 đang bổ sung các cuộn lên hoặc zkEVM dựa trên ZKP. Bằng chứng không có kiến thức dự kiến sẽ đóng một vai trò ngày càng quan trọng trong thế giới blockchain và Web3 vì các ứng dụng của chúng dự kiến sẽ được áp dụng rộng rãi hơn.
Bằng chứng không có kiến thức hoạt động như thế nào?
Bằng chứng không có kiến thức là phương pháp mà một bên (người chứng minh) có thể chứng minh cho bên khác (người xác minh) rằng một tuyên bố là đúng mà không tiết lộ bất kỳ thông tin bổ sung nào. Điều này đặc biệt hữu ích khi thông tin nhạy cảm và người chứng minh không muốn người xác minh có quyền truy cập vào thông tin đó.
Người chứng minh cung cấp bằng chứng toán học mà chỉ họ mới có thể tạo ra và người xác minh có thể sử dụng bằng chứng này để xác minh tính đúng đắn của tuyên bố. Tuy nhiên, họ không thể sử dụng bằng chứng để xây dựng lại thông tin ban đầu.
Hãy tưởng tượng một đường hầm có hai lối vào A và B. Có một cánh cửa bị khóa với mật mã bí mật chặn lối đi duy nhất và ngăn cản mọi người đi qua đường hầm từ đầu này đến đầu kia (A đến B). Bạn biết mật mã và muốn bán cho bà X, người muốn vào đường hầm.
Bạn muốn cô ấy trả trước trước khi bạn tiết lộ mật mã cho cô ấy nhưng trước tiên cô ấy muốn bạn chứng minh rằng bạn thực sự biết mật mã. Trong trường hợp này, cô ấy có thể làm như vậy bằng cách đứng trước đường hầm và nhìn bạn bước vào một trong những lối vào và đi ra từ lối vào kia. Bằng cách này, cô ấy sẽ hài lòng vì bạn thực sự biết mật mã.
Ví dụ chứng minh không có kiến thức nâng cao
Hãy tưởng tượng bạn có một người bạn không thể phân biệt được màu đỏ và màu xanh. Bạn có hai quả bóng được trưng bày: một màu đỏ và một màu xanh. Tuy nhiên, bạn của bạn không tin rằng các quả bóng có thể được phân biệt với nhau. Bạn muốn chứng minh chúng có màu khác nhau mà không để lộ rằng bạn có quả bóng màu đỏ và quả bóng màu xanh. Trên thực tế, bạn không muốn tiết lộ bất kỳ thông tin nào về cách bạn phân biệt giữa chúng.
Vậy làm thế nào để chúng tôi chứng minh rằng chúng có thể được phân biệt trong khi không tiết lộ kiến thức nào về quá trình nhận dạng hoặc xác định các đặc điểm? Đáp án đơn giản. Bạn yêu cầu bạn của bạn giữ hai quả bóng sau lưng trước khi hiển thị một quả bóng. Sau đó, họ sẽ đặt quả bóng ra sau lưng và chọn ngẫu nhiên (50/50) một trong hai quả bóng để hiển thị lại. Lưu ý rằng bạn của bạn sẽ luôn biết liệu họ có đổi bóng hay không.
Bạn của bạn sau đó sẽ hỏi bạn, "Bóng đã chuyển chưa?" trước khi xác nhận tính hợp lệ của câu trả lời của bạn. Sau khi đưa ra câu trả lời đúng, bạn của bạn có thể nghi ngờ rằng bạn đã đoán được. Họ yêu cầu bạn thực hiện thêm năm lần nữa, nghĩa là khả năng bạn đoán đúng mỗi lần trong thử nghiệm sẽ là:
Cơ hội có vẻ mong manh! Để chắc chắn, bạn và bạn của bạn lặp lại quá trình này 15 lần. Cơ hội để bạn đoán đúng sẽ là:
Bạn sẽ gần như chắc chắn bằng chứng là chính xác vào thời điểm này. Nếu bạn và người bạn lặp lại thí nghiệm vô số lần thì khả năng bạn đoán đúng mỗi lần sẽ bằng không.
Do đó, bạn đã chứng minh cho bạn mình thấy rằng các quả bóng có thể phân biệt được mà bạn của bạn không hề biết gì về cách thực hiện việc này. Tuy nhiên, anh ta có thể tự tin chấp nhận kết quả này.
Tại sao nên sử dụng Bằng chứng không có kiến thức?
Sự phổ biến của bằng chứng không có kiến thức trong blockchain và tiền điện tử được thúc đẩy bởi nhu cầu ngày càng tăng về quyền riêng tư và bảo mật trong các giao dịch kỹ thuật số. Với sự phát triển của công nghệ blockchain và tiền điện tử, nhu cầu ngày càng tăng về cách xác minh giao dịch mà không tiết lộ thông tin nhạy cảm - một nhu cầu mà ZKP có thể đáp ứng.
Bằng chứng không có kiến thức đã thu hút sự chú ý và quan tâm nhiều hơn trong những năm gần đây, với nhiều giao thức sử dụng ZKP đã được ra mắt và các chuỗi khối lớn đã xây dựng các bản tổng hợp không có kiến thức. Một dấu hiệu rõ ràng về mức độ phổ biến của bằng chứng không có kiến thức đã được thấy tại hội nghị DevCon 2022, nơi có hơn 20% tổng số cuộc thảo luận là về công nghệ này.
Những phát triển chính
Một bước phát triển quan trọng trong bằng chứng không có kiến thức là việc tăng cường sử dụng zk-SNARK, một loại ZKP cụ thể. zk-SNARK đã được áp dụng rộng rãi trong nhiều ứng dụng DeFi khác nhau, chẳng hạn như giao dịch mã thông báo riêng tư và cho vay và đi vay được bảo vệ. Một bước phát triển quan trọng khác trong việc chứng minh không có kiến thức là tăng cường tập trung vào khả năng mở rộng và hiệu suất thông qua zk-rollups.
zk-SNARK
Đối số kiến thức không tương tác ngắn gọn không có kiến thức (zk-SNARK) là một loại bằng chứng không có kiến thức cụ thể cho phép xác minh một tuyên bố mà không tiết lộ bất kỳ thông tin nào về chính tuyên bố đó.
zk-SNARK đã được sử dụng trên các ứng dụng như hệ thống thanh toán dựa trên blockchain của Zcash và JP Morgan Chase. Nó cũng được sử dụng như một cách để xác thực máy khách với máy chủ một cách an toàn.
Zk-Rollup
Zk-rollups là một giải pháp mở rộng quy mô cho các mạng blockchain nhằm tạo điều kiện thuận lợi cho việc gộp nhiều giao dịch thành một giao dịch lớn hơn, sau đó được ghi lại trên blockchain. Ví dụ: BNB Chain đã ra mắt mạng thử nghiệm zkBNB được xây dựng trên kiến trúc zk-rollup vào năm 2022.
zkBNB có thể gộp hàng trăm giao dịch vào một đợt ngoại tuyến duy nhất và tạo ra bằng chứng mật mã để chứng minh tính hợp lệ của tất cả các giao dịch. zk-rollups cung cấp sự cân bằng giữa khả năng mở rộng và bảo mật, đồng thời phù hợp với cài đặt quy mô cao, độ trễ thấp.
Các trường hợp sử dụng cho bằng chứng không có kiến thức
Bằng chứng không có kiến thức có nhiều trường hợp sử dụng, một số trong đó đã được hiện thực hóa; những người khác dự kiến sẽ trở thành hiện thực trong tương lai. Một số trường hợp sử dụng ZKP chính bao gồm:
Xác minh danh tính kỹ thuật số
Bằng chứng không có kiến thức có thể được sử dụng để xác minh danh tính của người dùng mà không tiết lộ bất kỳ thông tin cá nhân nhạy cảm nào. Điều này có thể hữu ích trong các ứng dụng như hệ thống bỏ phiếu kỹ thuật số, nơi danh tính của cử tri phải được xác minh mà không ảnh hưởng đến tính ẩn danh của họ.
Giao dịch bảo vệ quyền riêng tư
Một trong những trường hợp sử dụng phổ biến nhất đối với bằng chứng không có kiến thức trong tiền điện tử là cho phép các giao dịch bảo vệ quyền riêng tư. Ví dụ: ứng dụng phi tập trung MantaPay (DApp) của Manta Network sử dụng ZKP để cho phép người dùng thực hiện giao dịch trên sàn giao dịch phi tập trung (DEX) mà không tiết lộ danh tính hoặc chi tiết giao dịch của họ. Điều này cho phép người dùng duy trì quyền riêng tư của họ trong khi vẫn có thể sử dụng nền tảng để giao dịch.
Giao dịch được bảo vệ
Zcash là một loại tiền điện tử sử dụng bằng chứng không có kiến thức để cho phép các giao dịch được bảo vệ. Trong các giao dịch như vậy, địa chỉ người gửi và người nhận cũng như số tiền giao dịch sẽ bị ẩn khỏi chuỗi khối công khai, mang lại sự riêng tư bổ sung cho người dùng.
Mã thông báo và xác minh quyền sở hữu
Bằng chứng không có kiến thức cũng có thể được sử dụng để mã hóa tài sản và xác minh bằng chứng về quyền sở hữu của chúng. Ví dụ: một tài sản có thể được mã hóa và bất kỳ bên nào cũng có thể xác minh quyền sở hữu tài sản đó mà không tiết lộ công khai bất kỳ thông tin nào khác.
Tuân thủ toàn cầu
Một số quốc gia có các quy định nghiêm ngặt về việc thu thập và chia sẻ thông tin tài chính, điều này có thể gây khó khăn cho các nền tảng phi tập trung tuân thủ. Bằng chứng không có kiến thức có thể được sử dụng để chia sẻ thông tin cần thiết với cơ quan quản lý trong khi vẫn giữ thông tin đó ở chế độ riêng tư với các bên khác.
Điều này có thể giúp thu hẹp khoảng cách giữa các nền tảng phi tập trung và các tổ chức tài chính truyền thống, giúp DeFi dễ dàng tuân thủ các quy định ở các khu vực pháp lý khác nhau.
Tương lai của bằng chứng không có kiến thức trong Blockchain
Bằng chứng không có kiến thức có khả năng mang lại những đổi mới công nghệ mới trong tương lai. Một số phát triển trong tương lai liên quan đến ZKP đáng chú ý bao gồm:
Các lớp bảo mật chuỗi chéo
Khi hệ sinh thái blockchain và DeFi tiếp tục phát triển và phát triển, nhu cầu về khả năng tương tác giữa các mạng blockchain khác nhau ngày càng tăng. Các lớp bảo mật chuỗi chéo sẽ cho phép các giao dịch được thực hiện trên các mạng blockchain khác nhau trong khi vẫn bảo vệ quyền riêng tư của các bên liên quan.
zk-STARK
Một lĩnh vực khác cần chú ý là việc sử dụng zk-STARK ngày càng tăng (đối số minh bạch về kiến thức có thể mở rộng không có kiến thức), một loại bằng chứng không có kiến thức mới hơn được coi là hiệu quả và an toàn hơn zk-SNARK. Một ưu điểm khác của zk-STARK so với zk-SNARK là zk-SNARK được xác minh nhanh hơn và không yêu cầu thiết lập đáng tin cậy.
Bộ công cụ thân thiện với người dùng
Công nghệ chứng minh không có kiến thức có thể phức tạp và không phải nhóm phát triển nào cũng có chuyên môn trong lĩnh vực mật mã cụ thể này. Bộ công cụ ZKP thân thiện với người dùng có thể giúp thu hẹp khoảng cách này và giúp các nhà phát triển thuộc các nền tảng khác nhau sử dụng công nghệ dễ dàng hơn.
Hạn chế của Bằng chứng Không có Kiến thức
Bằng chứng không có kiến thức đại diện cho một phương pháp duy nhất để xác minh tính xác thực của thông tin trong khi vẫn đảm bảo quyền riêng tư nhưng chúng không đảm bảo 100%. Mặc dù xác suất xác minh khi người chứng minh nói dối là không đáng kể nhưng người dùng nên lưu ý rằng ZKP không có khả năng chống đạn.
Ngoài ra, các thuật toán được sử dụng bởi các bằng chứng không có kiến thức cần nguồn lực tính toán lớn. Trong một số loại ZKP, tính toán chuyên sâu là cần thiết vì chúng yêu cầu nhiều tương tác giữa người xác minh và người chứng minh. Ở những nơi khác, các thuật toán có cường độ tính toán cực kỳ cao, điều này có khả năng hạn chế các ứng dụng của ZKP.
Bớt tư tưởng
Bằng chứng không có kiến thức đang nhanh chóng thu hút được sự chú ý vì các đặc tính độc đáo của chúng là bảo vệ quyền riêng tư và tiềm năng mở rộng quy mô. Ứng dụng ngày càng tăng của công nghệ này trong blockchain, tiền điện tử và DeFi có thể sẽ mang lại nhiều dịch vụ sáng tạo hơn mang lại lợi ích to lớn cho người dùng. Bằng chứng không có kiến thức dự kiến sẽ đóng một vai trò quan trọng trong việc tạo ra hệ sinh thái DApp an toàn, riêng tư và hiệu quả hơn.
Đọc thêm
Giải thích về zk-SNARK và zk-STARK
Giải pháp mở rộng quy mô lớp 1 so với lớp 2 của Blockchain
