Chúng tôi thấy ngày càng có nhiều nhóm áp dụng công nghệ bằng chứng không kiến thức trong cơ sở hạ tầng blockchain và dApps. Một số kế hoạch mới này có thể đẩy nhanh việc áp dụng bằng chứng không kiến thức trong không gian chuỗi khối và giúp bảo mật và khả năng mở rộng theo cách tốt hơn. Tuy nhiên, hầu hết các dự án được phát triển dựa trên Ethereum, trong khi Bitcoin thiếu sự quan tâm đúng mức trong lĩnh vực bằng chứng không kiến thức.
Bài học rút ra chính
Bằng chứng không kiến thức có thể cải thiện tính riêng tư của Bitcoin vì nó có thể ẩn chi tiết giao dịch, chẳng hạn như số tiền, địa chỉ, đầu vào và đầu ra, v.v., trong khi vẫn bảo toàn tính hợp lệ và tính toàn vẹn của giao dịch, để có thể ngăn chặn các bên thứ ba từ Theo dõi và phân tích các hoạt động giao dịch của người dùng.
**Bằng chứng không kiến thức có thể cải thiện khả năng mở rộng của Bitcoin vì nó có thể giảm kích thước của dữ liệu giao dịch và thời gian xác minh. ** Ví dụ: sử dụng ZK-STARK hoặc các phiên bản cải tiến của chúng, nhiều giao dịch có thể được đóng gói cùng nhau và xác minh bằng cách sử dụng bằng chứng không cần biết, tiết kiệm không gian và thời gian.
**Bằng chứng không kiến thức có thể cải thiện sự đổi mới của Bitcoin vì nó có thể hỗ trợ nhiều chức năng và ứng dụng hơn. ** Ví dụ: sử dụng ZK-SNARK, có thể thực hiện nhiều tính toán và logic hơn, đồng thời có thể thực hiện các hợp đồng phức tạp và linh hoạt hơn mà không làm lộ thông tin hoặc tăng chi phí.
**Cuối cùng, bằng chứng không có kiến thức sẽ làm cho Bitcoin trở nên phi tập trung và đáng tin cậy hơn, phù hợp với các giá trị cốt lõi của nó. **Với sự phát triển và cải tiến không ngừng của công nghệ, tiềm năng của Bitcoin và ZKP cũng sẽ không ngừng được khám phá.
Ngày càng có nhiều nhóm áp dụng công nghệ bằng chứng không có kiến thức trong cơ sở hạ tầng blockchain và dApps. Tuy nhiên, hầu hết các dự án đều được phát triển dựa trên Ethereum. Tuy nhiên, Bitcoin và bằng chứng không kiến thức thực sự có sự kết hợp tự nhiên và lĩnh vực này hiện đang thiếu sự quan tâm đúng mức. Sự kết hợp giữa công nghệ bằng chứng không kiến thức và Bitcoin sẽ mang lại loại trao quyền nào cho mạng Bitcoin? Trong bài đăng trên blog Bing Ventures này, chúng ta sẽ khám phá chủ đề này từ góc độ nguyên tắc kỹ thuật và triển vọng ứng dụng.
Bằng chứng không có kiến thức (ZKP) là một phương pháp toán học cho phép một bên (được gọi là người chứng minh) chứng minh sự thật cho một bên khác (được gọi là người xác minh) mà không cung cấp cho người xác minh bất kỳ thông tin nào về bằng chứng. Cách tiếp cận này rất hiệu quả để bảo vệ quyền riêng tư vì người chứng minh có thể cung cấp bằng chứng cho người xác minh mà không tiết lộ bất kỳ thông tin nào về bản thân bằng chứng.
**Bitcoin có thể được kết hợp với bằng chứng không có kiến thức để có sự kết hợp gen tự nhiên. **Bitcoin là một loại tiền ảo phi tập trung sử dụng chuỗi khối để ghi lại các giao dịch và tất cả thông tin giao dịch đều được công khai. Tuy nhiên, điều này cũng có nghĩa là thông tin giao dịch Bitcoin có thể được xem bởi bất kỳ ai, do đó có nguy cơ rò rỉ quyền riêng tư. Và bằng chứng không kiến thức có thể giải quyết vấn đề này.
**Bằng cách sử dụng bằng chứng không kiến thức, người dùng Bitcoin có thể mã hóa thông tin giao dịch và chứng minh tính hợp lệ của nó mà không tiết lộ thông tin, do đó đạt được mức độ bảo vệ quyền riêng tư cao hơn. **Bằng chứng không kiến thức cũng có thể cải thiện khả năng mở rộng của Bitcoin. Hiện tại, tốc độ giao dịch của Bitcoin bị giới hạn bởi kích thước của chuỗi khối và tắc nghẽn mạng, điều này hạn chế việc sử dụng nó trong các ứng dụng thương mại quy mô lớn. Tuy nhiên, bằng cách sử dụng bằng chứng không có kiến thức, người dùng Bitcoin có thể xử lý một lượng lớn thông tin giao dịch theo lô và nén kích thước bằng chứng của họ thành kích thước cực nhỏ, nhờ đó cải thiện khả năng mở rộng và hiệu quả của Bitcoin.
Bối cảnh và lý do
ZK-SNARKs và ZK-STARKs
Cả ZK-SNARK và ZK-STARK đều là các biến thể của bằng chứng không có kiến thức và điểm chung của chúng là chứng minh tính hợp lệ của dữ liệu hoặc hoạt động nhất định mà không tiết lộ thông tin nhạy cảm. Tuy nhiên, chúng khác nhau về cách triển khai, hiệu suất và phạm vi ứng dụng.
ZK-SNARKs (Lập luận kiến thức ngắn gọn không có kiến thức về kiến thức) là một công nghệ bằng chứng không có kiến thức dựa trên mật mã đường cong elip. Nó có thể chuyển đổi một vấn đề tính toán phức tạp thành một bằng chứng đơn giản có kích thước rất nhỏ và không cần tương tác. Điều này có nghĩa là ZK-SNARK có thể xác minh tính chính xác của các phép tính mà không tiết lộ bất kỳ thông tin tính toán nào. Các lĩnh vực ứng dụng của ZK-SNARK chủ yếu bao gồm tiền mã hóa và bảo vệ quyền riêng tư.
ZK-STARKs (Đối số tri thức minh bạch có thể mở rộng bằng không kiến thức) là một loại công nghệ bằng chứng không kiến thức mới, linh hoạt và an toàn hơn ZK-SNARK. Việc triển khai ZK-STARK không dựa vào mật mã đường cong elip mà sử dụng các hàm băm và kỹ thuật nội suy đa thức. Điều này làm cho ZK-STARK trở nên đáng tin cậy hơn vì thay vì dựa vào các câu đố toán học không thể đoán trước, chúng dựa vào tính không thể đảo ngược của các hàm băm. Ngoài ra, kích thước bằng chứng của ZK-STARK lớn hơn so với ZK-SNARK, nhưng bằng chứng của nó dễ kiểm chứng hơn, vì vậy nó có thể được áp dụng cho nhiều lĩnh vực hơn, chẳng hạn như điện toán phân tán và bảo mật Internet of Things.
Khó khăn trong việc sử dụng bằng chứng không kiến thức cho Bitcoin
Lấy Zcash làm ví dụ, Zcash sử dụng ZK-SNARK trong công nghệ bằng chứng không có kiến thức, có thể được sử dụng để ẩn chi tiết giao dịch, bao gồm số tiền giao dịch, danh tính người tham gia, v.v., để bảo vệ quyền riêng tư tốt hơn. Zcash áp dụng nguyên tắc kỹ thuật của ZK-SNARKS như sau:
Có hai loại địa chỉ trong Zcash: địa chỉ minh bạch (t-address) và địa chỉ ẩn (z-address). Địa chỉ minh bạch tương tự như địa chỉ Bitcoin ở chỗ chúng tiết lộ số tiền giao dịch và người tham gia trên chuỗi khối. Địa chỉ ẩn sử dụng bằng chứng không có kiến thức để bảo vệ quyền riêng tư của số tiền giao dịch và người tham gia.
Khi người dùng gửi tiền từ địa chỉ ẩn này đến địa chỉ ẩn khác, họ cần tạo bằng chứng ZK-SNARKS rằng họ có đủ tiền và không chi tiêu bất kỳ khoản tiền nào đã được chi tiêu. Quá trình này liên quan đến một số hoạt động toán học và mã hóa phức tạp, chẳng hạn như tạo tham số công khai, tính toán giá trị băm và xây dựng các mạch số học.
Tạo bằng chứng ZK-SNARKS đòi hỏi nhiều tài nguyên máy tính và thời gian, nhưng việc xác minh bằng chứng ZK-SNARKS rất nhanh chóng và dễ dàng. Người xác minh chỉ cần kiểm tra xem giao dịch có tuân thủ các quy tắc của chuỗi khối hay không và không cần biết bất cứ điều gì về số tiền giao dịch hoặc người tham gia.
Bằng cách sử dụng ZK-SNARKS, Zcash có thể đạt được các giao dịch hoàn toàn ẩn danh và có thể xác minh, cải thiện quyền riêng tư và khả năng sử dụng của người dùng trong khi duy trì bảo mật và phân cấp chuỗi khối.
Tuy nhiên, công nghệ bằng chứng không kiến thức được Zcash áp dụng cũng có một số hạn chế. Trước hết, Zcash dựa trên UTXO, có nghĩa là thông tin giao dịch không bị che giấu hoàn toàn mà chỉ bị chặn. Do đó, những kẻ tấn công có thể suy ra một số thông tin hữu ích bằng cách phân tích các mẫu và luồng thông tin giao dịch. Điều này cũng dẫn đến mức độ bảo vệ quyền riêng tư của Zcash không hoàn toàn đáng tin cậy.
Thứ hai, Zcash là một mạng riêng biệt dựa trên Bitcoin, điều này khiến việc tích hợp nó với các ứng dụng khác trở nên khó khăn hơn. Đến lượt nó, điều này hạn chế khả năng ứng dụng rộng rãi hơn của nó, càng cản trở sự phát triển của nó. Mặc dù Zcash thực hiện các giao dịch riêng tư nhưng tỷ lệ sử dụng thực tế không cao. Một trong những lý do là chi phí của giao dịch riêng tư cao hơn nhiều so với giao dịch công khai, điều này làm hạn chế phạm vi áp dụng của nó.
Ưu điểm kỹ thuật của ZK-STARK
Việc sử dụng công nghệ ZK-SNARKs trên Bitcoin thực sự có thể đạt được tính ẩn danh trong giao dịch và bảo vệ quyền riêng tư, nhưng công nghệ này có một số nhược điểm, chẳng hạn như cần có thiết bị và cài đặt đáng tin cậy cũng như cần một số lượng lớn tài nguyên máy tính và lưu trữ. Để giải quyết những vấn đề này, một số công nghệ bằng chứng không kiến thức mới, chẳng hạn như công nghệ ZK-STARK, cũng đã xuất hiện.
Nói một cách đơn giản, quy trình của ZK-STARK bao gồm các bước sau:
Người tục ngữ chuyển phép tính muốn chứng minh thành hệ phương trình đa thức với thông tin bí mật là các biến.
Người chứng minh thực hiện hàng loạt các phép biến đổi, rút gọn về hệ phương trình này để được hệ phương trình đơn giản hơn.
Người chứng minh lấy mẫu và mã hóa hệ phương trình đơn giản hóa này để thu được một vectơ thấp chiều.
Người tục ngữ băm và ký vectơ này để lấy một chuỗi ngắn làm bằng chứng của mình.
Sau khi nhận được chuỗi này, người xác minh có thể xác minh xem nó có đúng hay không thông qua một số tham số và thuật toán công khai mà không cần biết thông tin bí mật hoặc tính toán ban đầu.
So với công nghệ ZK-SNARKs, công nghệ ZK-STARKs có những ưu điểm sau:
Công nghệ ZK-STARKs không yêu cầu cài đặt đáng tin cậy, nghĩa là không cần tin tưởng vào một trình tạo cụ thể, giúp cải thiện tính bảo mật của công nghệ.
Công nghệ ZK-STARKs có thể thích ứng tốt hơn với các thiết bị nhẹ và các kịch bản ứng dụng rộng hơn vì nó yêu cầu ít tài nguyên lưu trữ và tính toán hơn. Điều này là do quy trình tạo bằng chứng của nó hiệu quả hơn ZK-SNARK, vốn yêu cầu các hoạt động mã hóa và giải mã phức tạp. Ngoài ra, công nghệ của ZK-STARK cũng có thể tận dụng tốt hơn các khả năng của điện toán song song và điện toán phân tán, để các tác vụ điện toán có thể được xử lý hiệu quả hơn trong một số trường hợp.
Công nghệ của ZK-STARK cũng có thể hỗ trợ nhiều thuật toán và phép toán hơn, chẳng hạn như hàm băm, phép toán đa thức, v.v., điều này cũng mang lại nhiều khả năng mở rộng và nâng cấp công nghệ hơn.
### Sự kết hợp giữa Bitcoin và ZK-STARK
Công nghệ EC-STARK
Công nghệ của STARK là một loại công nghệ chứng minh mật mã mới có thể giao tiếp với bên thứ ba bằng cách truyền dữ liệu trong khi vẫn duy trì quyền riêng tư của dữ liệu. Kỹ thuật này cho phép tính toán ngoài chuỗi và lưu trữ dữ liệu xác minh, cải thiện khả năng mở rộng. So với công nghệ ZK-SNARK, công nghệ của STARK tiên tiến hơn và có thể chống lại các cuộc tấn công từ máy tính lượng tử.
Công nghệ EC-STARKs là thế hệ tiếp theo của công nghệ STARKs, nhằm mục đích cải thiện khả năng mở rộng và bảo mật của Bitcoin bằng cách thay thế hàm băm bằng các đường cong elip. Công nghệ này có thể làm cho các giải pháp khả năng mở rộng đã tồn tại trên Ethereum tương thích với Bitcoin. Sử dụng công nghệ EC-STARKs, có thể chạy giao thức Bitcoin ngoài chuỗi và lưu trữ bằng chứng trong STARKs.
Nói tóm lại, Bitcoin có thể được mô phỏng trong STARK, cho phép các giao thức rất phức tạp để xây dựng các mã thông báo dựa trên Bitcoin bằng cách sử dụng cùng các khóa đường cong elip. Việc sử dụng công nghệ EC-STARK có thể chạy trong giao thức ngoại tuyến của Bitcoin, trong khi vẫn giữ bằng chứng trong STARK. Cách tiếp cận này không chỉ cải thiện khả năng mở rộng của Bitcoin mà còn cho phép thiết lập các giao thức rất phức tạp trên Bitcoin với quyền riêng tư cao hơn.
Công nghệ này đưa khả năng mở rộng và quyền riêng tư của Bitcoin lên một cấp độ hoàn toàn mới, biến Bitcoin trở thành một nền tảng tốt hơn. Bằng cách này, các nhà phát triển có thể tạo ra các ứng dụng phức tạp hơn trên Bitcoin, giúp vị trí của Bitcoin trên thị trường tiền điện tử trở nên ổn định hơn.
Triển vọng ứng dụng của ZK-STARK trong Bitcoin
Việc áp dụng ZK-STARK cũng phù hợp với triết lý thiết kế bảo thủ của Bitcoin, không yêu cầu bộ sưu tập đáng tin cậy mà sử dụng các công nghệ như hàm băm, cây Merkle và đa thức để cải thiện tính minh bạch và bảo mật của Bitcoin. Một lợi thế của EC-STARKS so với Bitcoin là nó có thể cải thiện tính riêng tư của Bitcoin vì nó không yêu cầu tiết lộ chi tiết các giao dịch. Một ưu điểm khác là nó làm giảm yêu cầu lưu trữ của Bitcoin, vì nó có thể nén một lượng lớn dữ liệu thành một bằng chứng nhỏ. Một thách thức của EC-STARKS đối với Bitcoin là nó đòi hỏi nhiều tài nguyên máy tính hơn vì nó cần thực hiện các phép toán phức tạp. Một thách thức khác là nó đòi hỏi sự phối hợp và tiêu chuẩn hóa nhiều hơn, vì nó cần tương thích với giao thức và cơ sở hạ tầng hiện có của Bitcoin.
Từ góc độ triển khai kỹ thuật, ứng dụng ZK-STARK có thể được chia thành các nút nhẹ, nút đầy đủ và phương pháp xác minh. Các nút nhẹ có thể sử dụng stark để chứng minh trạng thái của các tiêu đề khối để đạt được sự đồng bộ hóa nhanh. Nút đầy đủ có thể nhận ra bằng chứng hợp lệ thông qua trạng thái UTXO và sử dụng công nghệ utreexo để thể hiện trạng thái UTXO ở định dạng mới, do đó không cần phải xem toàn bộ trạng thái UTXO. Về phương pháp xác minh, bạn chỉ cần cung cấp cho utreexo root + trạng thái cuối cùng để bắt đầu xác minh các khối đến.
Ngoài ra, có nhiều hướng tiềm năng cho việc áp dụng ZK-STARK. Ví dụ: kết hợp với giao thức Taro có thể làm cho Bitcoin trở thành một tài sản tổng quát hơn, giúp mở rộng hơn nữa các kịch bản ứng dụng của Bitcoin.Bằng cách kết hợp ZK-STARK với TARO, khả năng mở rộng của giao thức TARO có thể được cải thiện để nó có thể xử lý nhiều giao dịch hơn và hỗ trợ cho các ứng dụng quy mô lớn hơn sẽ mở ra cơ hội triển khai giao thức TARO trên nhiều chuỗi. Ngoài ra, tính riêng tư của Bitcoin luôn là một vấn đề và việc áp dụng công nghệ ZK-STARK có thể cải thiện đáng kể tính riêng tư của Bitcoin. Bằng cách sử dụng công nghệ ZK-STARKs, toàn bộ lịch sử giao dịch có thể được nén thành một giao dịch duy nhất, ẩn thông tin giao dịch của người dùng một cách hiệu quả.
### điểm nổi bật trong tương lai
Hơn nữa, ZK-STARK có thể được sử dụng để xác minh các giao dịch Bitcoin, bao gồm tuần tự hóa các giao dịch Bitcoin, tính toán SHA kép, hoạt động secp256k1, v.v. Các hoạt động này là cốt lõi của xác minh giao dịch Bitcoin và việc sử dụng ZK-STARK có thể đảm bảo rằng quy trình xác minh giao dịch Bitcoin có độ an toàn và đáng tin cậy cao. ZK-STARK cũng có thể được sử dụng để xác minh chức năng tích hợp Cairo được tăng tốc của Bitcoin. Cairo là một hệ thống bằng chứng không kiến thức hiệu quả, khi được sử dụng cùng với các khả năng tích hợp Cairo được tăng tốc của Bitcoin, cho phép xác minh và bảo mật giao dịch Bitcoin hiệu quả.
ZK-STARK cũng có thể được sử dụng để triển khai Taro nguyên thủy và xê-ri hóa TLV tài sản, cũng như triển khai và xác minh MS-SMT. Các hoạt động này có thể bảo vệ hiệu quả quyền riêng tư và bảo mật của các giao dịch Bitcoin, đồng thời cải thiện hơn nữa độ tin cậy và độ tin cậy của các giao dịch Bitcoin. Là một giải pháp cấp hai cho các giao dịch Bitcoin, Lightning Network có thể đạt được các giao dịch Bitcoin hiệu quả và an toàn hơn bằng cách kết hợp công nghệ ZK-STARK. Sử dụng công nghệ ZK-STARKs, các giao dịch Bitcoin trên Lightning Network có thể được xác minh nhanh chóng mà không ảnh hưởng đến quyền riêng tư của giao dịch.
Chúng tôi thấy ngày càng có nhiều nhóm áp dụng công nghệ bằng chứng không kiến thức trong cơ sở hạ tầng blockchain và dApps. Một số kế hoạch mới này có thể có khả năng đẩy nhanh việc áp dụng bằng chứng không có kiến thức trong không gian chuỗi khối và hỗ trợ quyền riêng tư và khả năng mở rộng theo cách tốt hơn. Tuy nhiên, hầu hết các dự án được phát triển dựa trên Ethereum, trong khi Bitcoin thiếu sự quan tâm đúng mức trong lĩnh vực bằng chứng không kiến thức. Tệ hơn nữa, thực hành kỹ thuật ở một khía cạnh nào đó không bắt kịp thành tích học tập. Chúng ta cần triển khai và khám phá nhiều hơn trong lĩnh vực này, đồng thời cần chú ý và hỗ trợ nhiều hơn cho lĩnh vực này.
Xem bản gốc
This page may contain third-party content, which is provided for information purposes only (not representations/warranties) and should not be considered as an endorsement of its views by Gate, nor as financial or professional advice. See Disclaimer for details.
"ZKP+Bitcoin" sẽ mang lại điều gì?
Bởi: Bing mạo hiểm
Chúng tôi thấy ngày càng có nhiều nhóm áp dụng công nghệ bằng chứng không kiến thức trong cơ sở hạ tầng blockchain và dApps. Một số kế hoạch mới này có thể đẩy nhanh việc áp dụng bằng chứng không kiến thức trong không gian chuỗi khối và giúp bảo mật và khả năng mở rộng theo cách tốt hơn. Tuy nhiên, hầu hết các dự án được phát triển dựa trên Ethereum, trong khi Bitcoin thiếu sự quan tâm đúng mức trong lĩnh vực bằng chứng không kiến thức.
Bài học rút ra chính
Ngày càng có nhiều nhóm áp dụng công nghệ bằng chứng không có kiến thức trong cơ sở hạ tầng blockchain và dApps. Tuy nhiên, hầu hết các dự án đều được phát triển dựa trên Ethereum. Tuy nhiên, Bitcoin và bằng chứng không kiến thức thực sự có sự kết hợp tự nhiên và lĩnh vực này hiện đang thiếu sự quan tâm đúng mức. Sự kết hợp giữa công nghệ bằng chứng không kiến thức và Bitcoin sẽ mang lại loại trao quyền nào cho mạng Bitcoin? Trong bài đăng trên blog Bing Ventures này, chúng ta sẽ khám phá chủ đề này từ góc độ nguyên tắc kỹ thuật và triển vọng ứng dụng.
Bằng chứng không có kiến thức (ZKP) là một phương pháp toán học cho phép một bên (được gọi là người chứng minh) chứng minh sự thật cho một bên khác (được gọi là người xác minh) mà không cung cấp cho người xác minh bất kỳ thông tin nào về bằng chứng. Cách tiếp cận này rất hiệu quả để bảo vệ quyền riêng tư vì người chứng minh có thể cung cấp bằng chứng cho người xác minh mà không tiết lộ bất kỳ thông tin nào về bản thân bằng chứng.
**Bitcoin có thể được kết hợp với bằng chứng không có kiến thức để có sự kết hợp gen tự nhiên. **Bitcoin là một loại tiền ảo phi tập trung sử dụng chuỗi khối để ghi lại các giao dịch và tất cả thông tin giao dịch đều được công khai. Tuy nhiên, điều này cũng có nghĩa là thông tin giao dịch Bitcoin có thể được xem bởi bất kỳ ai, do đó có nguy cơ rò rỉ quyền riêng tư. Và bằng chứng không kiến thức có thể giải quyết vấn đề này.
**Bằng cách sử dụng bằng chứng không kiến thức, người dùng Bitcoin có thể mã hóa thông tin giao dịch và chứng minh tính hợp lệ của nó mà không tiết lộ thông tin, do đó đạt được mức độ bảo vệ quyền riêng tư cao hơn. **Bằng chứng không kiến thức cũng có thể cải thiện khả năng mở rộng của Bitcoin. Hiện tại, tốc độ giao dịch của Bitcoin bị giới hạn bởi kích thước của chuỗi khối và tắc nghẽn mạng, điều này hạn chế việc sử dụng nó trong các ứng dụng thương mại quy mô lớn. Tuy nhiên, bằng cách sử dụng bằng chứng không có kiến thức, người dùng Bitcoin có thể xử lý một lượng lớn thông tin giao dịch theo lô và nén kích thước bằng chứng của họ thành kích thước cực nhỏ, nhờ đó cải thiện khả năng mở rộng và hiệu quả của Bitcoin.
ZK-SNARKs và ZK-STARKs
Cả ZK-SNARK và ZK-STARK đều là các biến thể của bằng chứng không có kiến thức và điểm chung của chúng là chứng minh tính hợp lệ của dữ liệu hoặc hoạt động nhất định mà không tiết lộ thông tin nhạy cảm. Tuy nhiên, chúng khác nhau về cách triển khai, hiệu suất và phạm vi ứng dụng.
ZK-SNARKs (Lập luận kiến thức ngắn gọn không có kiến thức về kiến thức) là một công nghệ bằng chứng không có kiến thức dựa trên mật mã đường cong elip. Nó có thể chuyển đổi một vấn đề tính toán phức tạp thành một bằng chứng đơn giản có kích thước rất nhỏ và không cần tương tác. Điều này có nghĩa là ZK-SNARK có thể xác minh tính chính xác của các phép tính mà không tiết lộ bất kỳ thông tin tính toán nào. Các lĩnh vực ứng dụng của ZK-SNARK chủ yếu bao gồm tiền mã hóa và bảo vệ quyền riêng tư.
ZK-STARKs (Đối số tri thức minh bạch có thể mở rộng bằng không kiến thức) là một loại công nghệ bằng chứng không kiến thức mới, linh hoạt và an toàn hơn ZK-SNARK. Việc triển khai ZK-STARK không dựa vào mật mã đường cong elip mà sử dụng các hàm băm và kỹ thuật nội suy đa thức. Điều này làm cho ZK-STARK trở nên đáng tin cậy hơn vì thay vì dựa vào các câu đố toán học không thể đoán trước, chúng dựa vào tính không thể đảo ngược của các hàm băm. Ngoài ra, kích thước bằng chứng của ZK-STARK lớn hơn so với ZK-SNARK, nhưng bằng chứng của nó dễ kiểm chứng hơn, vì vậy nó có thể được áp dụng cho nhiều lĩnh vực hơn, chẳng hạn như điện toán phân tán và bảo mật Internet of Things.
Lấy Zcash làm ví dụ, Zcash sử dụng ZK-SNARK trong công nghệ bằng chứng không có kiến thức, có thể được sử dụng để ẩn chi tiết giao dịch, bao gồm số tiền giao dịch, danh tính người tham gia, v.v., để bảo vệ quyền riêng tư tốt hơn. Zcash áp dụng nguyên tắc kỹ thuật của ZK-SNARKS như sau:
Tuy nhiên, công nghệ bằng chứng không kiến thức được Zcash áp dụng cũng có một số hạn chế. Trước hết, Zcash dựa trên UTXO, có nghĩa là thông tin giao dịch không bị che giấu hoàn toàn mà chỉ bị chặn. Do đó, những kẻ tấn công có thể suy ra một số thông tin hữu ích bằng cách phân tích các mẫu và luồng thông tin giao dịch. Điều này cũng dẫn đến mức độ bảo vệ quyền riêng tư của Zcash không hoàn toàn đáng tin cậy.
Thứ hai, Zcash là một mạng riêng biệt dựa trên Bitcoin, điều này khiến việc tích hợp nó với các ứng dụng khác trở nên khó khăn hơn. Đến lượt nó, điều này hạn chế khả năng ứng dụng rộng rãi hơn của nó, càng cản trở sự phát triển của nó. Mặc dù Zcash thực hiện các giao dịch riêng tư nhưng tỷ lệ sử dụng thực tế không cao. Một trong những lý do là chi phí của giao dịch riêng tư cao hơn nhiều so với giao dịch công khai, điều này làm hạn chế phạm vi áp dụng của nó.
Việc sử dụng công nghệ ZK-SNARKs trên Bitcoin thực sự có thể đạt được tính ẩn danh trong giao dịch và bảo vệ quyền riêng tư, nhưng công nghệ này có một số nhược điểm, chẳng hạn như cần có thiết bị và cài đặt đáng tin cậy cũng như cần một số lượng lớn tài nguyên máy tính và lưu trữ. Để giải quyết những vấn đề này, một số công nghệ bằng chứng không kiến thức mới, chẳng hạn như công nghệ ZK-STARK, cũng đã xuất hiện.
Nói một cách đơn giản, quy trình của ZK-STARK bao gồm các bước sau:
Công nghệ EC-STARK
Công nghệ của STARK là một loại công nghệ chứng minh mật mã mới có thể giao tiếp với bên thứ ba bằng cách truyền dữ liệu trong khi vẫn duy trì quyền riêng tư của dữ liệu. Kỹ thuật này cho phép tính toán ngoài chuỗi và lưu trữ dữ liệu xác minh, cải thiện khả năng mở rộng. So với công nghệ ZK-SNARK, công nghệ của STARK tiên tiến hơn và có thể chống lại các cuộc tấn công từ máy tính lượng tử.
Công nghệ EC-STARKs là thế hệ tiếp theo của công nghệ STARKs, nhằm mục đích cải thiện khả năng mở rộng và bảo mật của Bitcoin bằng cách thay thế hàm băm bằng các đường cong elip. Công nghệ này có thể làm cho các giải pháp khả năng mở rộng đã tồn tại trên Ethereum tương thích với Bitcoin. Sử dụng công nghệ EC-STARKs, có thể chạy giao thức Bitcoin ngoài chuỗi và lưu trữ bằng chứng trong STARKs.
Nói tóm lại, Bitcoin có thể được mô phỏng trong STARK, cho phép các giao thức rất phức tạp để xây dựng các mã thông báo dựa trên Bitcoin bằng cách sử dụng cùng các khóa đường cong elip. Việc sử dụng công nghệ EC-STARK có thể chạy trong giao thức ngoại tuyến của Bitcoin, trong khi vẫn giữ bằng chứng trong STARK. Cách tiếp cận này không chỉ cải thiện khả năng mở rộng của Bitcoin mà còn cho phép thiết lập các giao thức rất phức tạp trên Bitcoin với quyền riêng tư cao hơn.
Công nghệ này đưa khả năng mở rộng và quyền riêng tư của Bitcoin lên một cấp độ hoàn toàn mới, biến Bitcoin trở thành một nền tảng tốt hơn. Bằng cách này, các nhà phát triển có thể tạo ra các ứng dụng phức tạp hơn trên Bitcoin, giúp vị trí của Bitcoin trên thị trường tiền điện tử trở nên ổn định hơn.
Việc áp dụng ZK-STARK cũng phù hợp với triết lý thiết kế bảo thủ của Bitcoin, không yêu cầu bộ sưu tập đáng tin cậy mà sử dụng các công nghệ như hàm băm, cây Merkle và đa thức để cải thiện tính minh bạch và bảo mật của Bitcoin. Một lợi thế của EC-STARKS so với Bitcoin là nó có thể cải thiện tính riêng tư của Bitcoin vì nó không yêu cầu tiết lộ chi tiết các giao dịch. Một ưu điểm khác là nó làm giảm yêu cầu lưu trữ của Bitcoin, vì nó có thể nén một lượng lớn dữ liệu thành một bằng chứng nhỏ. Một thách thức của EC-STARKS đối với Bitcoin là nó đòi hỏi nhiều tài nguyên máy tính hơn vì nó cần thực hiện các phép toán phức tạp. Một thách thức khác là nó đòi hỏi sự phối hợp và tiêu chuẩn hóa nhiều hơn, vì nó cần tương thích với giao thức và cơ sở hạ tầng hiện có của Bitcoin.
Từ góc độ triển khai kỹ thuật, ứng dụng ZK-STARK có thể được chia thành các nút nhẹ, nút đầy đủ và phương pháp xác minh. Các nút nhẹ có thể sử dụng stark để chứng minh trạng thái của các tiêu đề khối để đạt được sự đồng bộ hóa nhanh. Nút đầy đủ có thể nhận ra bằng chứng hợp lệ thông qua trạng thái UTXO và sử dụng công nghệ utreexo để thể hiện trạng thái UTXO ở định dạng mới, do đó không cần phải xem toàn bộ trạng thái UTXO. Về phương pháp xác minh, bạn chỉ cần cung cấp cho utreexo root + trạng thái cuối cùng để bắt đầu xác minh các khối đến.
Ngoài ra, có nhiều hướng tiềm năng cho việc áp dụng ZK-STARK. Ví dụ: kết hợp với giao thức Taro có thể làm cho Bitcoin trở thành một tài sản tổng quát hơn, giúp mở rộng hơn nữa các kịch bản ứng dụng của Bitcoin.Bằng cách kết hợp ZK-STARK với TARO, khả năng mở rộng của giao thức TARO có thể được cải thiện để nó có thể xử lý nhiều giao dịch hơn và hỗ trợ cho các ứng dụng quy mô lớn hơn sẽ mở ra cơ hội triển khai giao thức TARO trên nhiều chuỗi. Ngoài ra, tính riêng tư của Bitcoin luôn là một vấn đề và việc áp dụng công nghệ ZK-STARK có thể cải thiện đáng kể tính riêng tư của Bitcoin. Bằng cách sử dụng công nghệ ZK-STARKs, toàn bộ lịch sử giao dịch có thể được nén thành một giao dịch duy nhất, ẩn thông tin giao dịch của người dùng một cách hiệu quả.
Hơn nữa, ZK-STARK có thể được sử dụng để xác minh các giao dịch Bitcoin, bao gồm tuần tự hóa các giao dịch Bitcoin, tính toán SHA kép, hoạt động secp256k1, v.v. Các hoạt động này là cốt lõi của xác minh giao dịch Bitcoin và việc sử dụng ZK-STARK có thể đảm bảo rằng quy trình xác minh giao dịch Bitcoin có độ an toàn và đáng tin cậy cao. ZK-STARK cũng có thể được sử dụng để xác minh chức năng tích hợp Cairo được tăng tốc của Bitcoin. Cairo là một hệ thống bằng chứng không kiến thức hiệu quả, khi được sử dụng cùng với các khả năng tích hợp Cairo được tăng tốc của Bitcoin, cho phép xác minh và bảo mật giao dịch Bitcoin hiệu quả.
Chúng tôi thấy ngày càng có nhiều nhóm áp dụng công nghệ bằng chứng không kiến thức trong cơ sở hạ tầng blockchain và dApps. Một số kế hoạch mới này có thể có khả năng đẩy nhanh việc áp dụng bằng chứng không có kiến thức trong không gian chuỗi khối và hỗ trợ quyền riêng tư và khả năng mở rộng theo cách tốt hơn. Tuy nhiên, hầu hết các dự án được phát triển dựa trên Ethereum, trong khi Bitcoin thiếu sự quan tâm đúng mức trong lĩnh vực bằng chứng không kiến thức. Tệ hơn nữa, thực hành kỹ thuật ở một khía cạnh nào đó không bắt kịp thành tích học tập. Chúng ta cần triển khai và khám phá nhiều hơn trong lĩnh vực này, đồng thời cần chú ý và hỗ trợ nhiều hơn cho lĩnh vực này.