Sissejuhatus
Termin „nullteadmine” on laialdaselt kasutusele võetud plokiahela sektoris, eriti ZK-rollupidega seotud vestlustes. Nullteadmise idee eksisteeris tegelikult juba ammu enne plokiahela tehnoloogia tekkimist, selle alusuuringud avaldati 1989. aastal.
Käesolev uurimus süveneb nullteadmise tõelisse tähendusse, hindab, kas ZK-rollups omavad tõepoolest nullteadmise omadusi, ning uurib selle tehnoloogia ja privaatsuse vahelist seost.
Nullteadmiste põhimõtete mõistmine
Zero-knowledge tehnoloogia ilmus ammu enne esimese plokiahela loomist. Uudne artikkel „The knowledge complexity of interactive proof systems” tutvustas neid ideid 1989. aastal, ammu enne seda, kui Ethereumi kogukond tunnistas ZK tähtsust rollup-lahenduste jaoks umbes 2018. aastal.
Nullteadmiste omandamine eeldab erinevate tõendite liikide ja nende unikaalsete omaduste eristamist.
Nullteadmiste idee toimib tõendussüsteemide iseloomuliku tunnusena. Blockchaini aruteludes mainitakse sageli ZKPs ehk nullteadmiste tõendeid, kuid see termin võib viidata nii väite tõendamisele kui ka teadmiste tõendamisele, millel on erinevad funktsioonid ja unikaalsed omadused.
Väite valideerimine vs arusaamise valideerimine
Väite tõendamine näitab, et väide on kehtiv, ilma et avaldataks üksikasju väite enda kohta. Näited hõlmavad:
- •näidates, et number on ruutmodul n
- •need kaks graafikut ei ole isomorfsed
- •et suurel arvul on täpselt kolm algtegurit
Teadmiste tõendamine näitab aga, et väite esitaja omab väite kohta konkreetseid teadmisi. Analoogiliste näidete puhul tähendaks see järgmist:
- •näidake teadlikkust väärtusest x, mille puhul z on võrdne x ruuduga modulo n
- •mõista kahe graafi isomorfismi
- •omama olulise arvu tegelikke tegureid
Iga teadmiste demonstreerimine on olemuselt väite demonstreerimine, kuid vastupidine ei kehti. Kui isik demonstreerib teadmisi väärtusest x, mis vastab matemaatilisele seosele, kinnitab see olemuselt selle seose olemasolu, ühendades mõlemad tõendamisvormid üheks illustratsiooniks.
Graafi isomorfism kui reaalse maailma illustratsioon
Graafide isomorfismi probleem on nende ideede suurepärane näide. Kaks graafi on isomorfsed, kui nad on põhimõtteliselt samad, välja arvatud nende märgistuste ümberpaigutamine. Tippude vahel tuleb luua bijektiivne funktsioon, nii et ühe graafi tippude vahel on servad ainult siis, kui teises graafis on vastavad servad.
Selleks et tõestada väidet graafide mitteisomorfismi kaudu, valitakse juhuslikult permutatsioon ja üks kahest graafist, millele järgneb permuteeritud variandi arvutamine. Kui graafid oleksid tõeliselt isomorfsed, oleks algse graafi identifitseerimine võimatu, mis vähendaks täpsust pelgalt juhusliku tõenäosuseni 50 protsendiga.
Et tõestada teadmisi graafide isomorfismi kaudu, näitab tõendaja kahe graafi isomorfismi. Protokoll kasutab juhuslikke permutatsioone ja väljakutseid, et kinnitada neid teadmisi ilma tegelikku isomorfismi avaldamata, säilitades privaatsuse ja demonstreerides samal ajal võimekust.
Iga teadmiste tõendamine on ka väite tõendamine, kuid mitte vastupidi.
Nullteadmise atribuut
Nullteadmine tähendab, et kontrollija ei saa tõendajalt saada muud teavet peale selle, mis on tõenduses avaldatud. Graafi isomorfismi näite puhul säilitab teadmiste tõendamine nullteadmise omadused ausate kontrollijate puhul, kuna tõendaja edastab ainult kohustused, avaldamata isomorfismi või permutatsiooni üksikasju.
Siiski ei oma graafi mitteisomorfismi tõendid nullteadmise omadusi, kuna vastandlikud kontrollijad saavad protokollist kõrvale kaldudes lisateavet. Nad võivad esitada suvalisi graafe ja tuvastada protokollide täitmise kaudu seosed algsetega.
Nullteadmiste tõendite muutmine nullteadmisteks on võimalik, kui kontrollijad näitavad oma vastavust protokolli eeskirjadele. Enamik praktilisi protokolle tagab peamiselt ausa kontrollija nullteadmised, mis on piisavad mitteinteraktiivsetele rakendustele selliste meetodite kaudu nagu Fiat-Shamiri heuristika.
ZK-rollupid ja nende tõelised omadused
ZK-rollupid toimivad nagu graafi mitteisomorfismi probleem, kontrollides väiteid kehtivate seisundite üleminekute kohta, selle asemel et näidata teadmisi. Need süsteemid teostavad tehinguid väljaspool ahelat ja esitavad tõendeid 1. kihi võrkudele, nagu Ethereum, kinnitades, et väljaspool ahelat tehtud arvutused on täpselt teostatud.
Verifitseerijad vajavad juurdepääsu järgmistele andmetele:
- •korrektuurid
- •uued seisundid
- •eelnevad seisundid
- •sisestage väärtused
Selline selgus on vastuolus tõelise nullteadmise omadustega.
Avalikud ja privaatsed sisendid
ZK-rollupid eristavad avalikku ja privaatset sisendit, kuigi „privaatne” ei tähenda selles kontekstis konfidentsiaalsust. Privaatset sisendit kasutavad tõendite genereerimisel ainult tõendajad, avalikku sisendit kasutavad nii tõendajad kui ka kontrollijad.
Avalikud sisendid tuleb saata 1. kihile, mis toob kaasa suured kulud ja nõuab lühidust.
Avalikud sisendid koosnevad üldjuhul järgmisest:
- •märkige juured
- •allkirjad
- •aadressid
- •funktsiooniparameetrid
- •lepingu teave
- •salvestusmuudatused
- •tõstetud sündmused
See avalikustab olulised üksikasjad avalikkusele. Privaatsed sisendid hõlmavad Merkle'i liikmelisuse tõendeid ja täitmise jälgi, mis on vajalikud õigsuse kontrollimiseks.
Rollup-struktuur eeldab, et tõendajad omavad teadmisi eelnevate seisundite ja sisendväärtuste kohta, et luua kehtivustõendid.
Sisestustüübid ZK-Rollupsis
| Sisestustüüp | Kasutajad | Sisaldab | Kulu |
|---|---|---|---|
| Avalik | Tõendajad ja kontrollijad | Märkige juured, allkirjad, aadressid | Kõrge (saadetakse L1-le) |
| Privaatne | Ainult tõestajad | Merkle'i tõendid, täitmise jäljed | Madal (jääb väljaspool ahelat) |
Tõde privaatsuse kohta ZK-Rollupsis
Standardne ZK-rollup ei paku mingit privaatsuse kaitset. Kui Alice edastab Bobile ühe ETH ZK-rollupi kaudu, on tehingu üksikasjad kättesaadavad nii tõendajale kui ka kontrollijale.
Süsteem näitab tehingute kehtivust kui tõendit, millel puuduvad nullteadmiste omadused, kuna kõik andmed jäävad avalikult kättesaadavaks või saadavaks.
Need süsteemid rõhutavad pigem lühikese kontrolli kaudu saavutatavat skaleeritavust kui privaatsuse säilitamist.
Turundus vs tegelikkus
ZK-rollupides kasutatav märge „ZK” on peamiselt turunduslik, mitte tõeliste nullteadmiste funktsioonide näitaja.
Autentne privaatsus kliendi poolse kontrolli abil
Tõeline privaatsus nõuab erinevaid arhitektuurilisi meetodeid, nagu on näha süsteemides, mis töötlevad privaatseid andmeid kasutaja seadmetel enne tõendite loomist võrgule esitamiseks. Selline kliendi poolel loodud tõendite põlvkond hõlbustab avalduste tõelisi nullteadmiste tõendeid, võimaldades võrguoperaatoritel kinnitada tõendite kehtivust ilma täitmise üksikasjadele juurdepääsu vajaduseta.
Privaatsusele keskenduvad süsteemid töötlevad tehinguid kasutaja seadmetel diskreetselt, tekitades tulemusi, mis varjavad kõrvalmõjusid, nagu märkmeid ja nullifikaatoreid. Need komponendid ühinevad globaalse seisundiga, hoides samal ajal teavet konfidentsiaalsena ja avaldades seda ainult tehingus osalejatele ja määratud saajatele.
Need süsteemid loovad konfidentsiaalsete toimingute jaoks kliendi poolel nullteadmiste tõendid, misjärel genereeritakse võrgukokkuleppe jaoks traditsiooniliste rollupidega sarnased plokitõendid. See kaheastmeline meetod võimaldab nii privaatsust kui ka skaleeritavust.
Privaatsuse loomine alustaladest alates
Privaatsust ei saa lisada praegustesse läbipaistvatesse süsteemidesse. Privaatsusele keskenduvad rollupid peavad need tegurid integreerima algusest peale, mis eeldab:
- •selged privaatsuse määratlused
- •sõnastage avaldused hoolikalt, et vältida tahtmatut teabe lekitamist
Kõrgtehnoloogilised privaatsussüsteemid peaksid haldama hübriidset avalik-privaatset seisundit, võimaldades rakendustel säilitada teatud privaatsed komponendid, samal ajal teised avalikustades väliseks kasutamiseks. See keerukus hõlbustab selliste arenenud rakenduste kasutamist nagu:
- •programmeeritav identiteedi haldus
- •privaatsed DeFi valikud
Need süsteemid tähistavad arhitektuuri põhjalikke edusamme, mitte praeguste läbipaistvate võrkude järkjärgulisi täiustusi.
Olemasolevas keskkonnas on piiratud arv autentseid privaatsusele keskenduvaid Layer 2 lahendusi, mis võimaldavad kliendi poolel töötlemist tõelise privaatsuse kaitseks.
Praktiline kasutus ja tulevased suundumused
Privaatsust säilitavad võrgustikud pakuvad märkimisväärseid võimalusi finantskonfidentsiaalsuse ja institutsioonide kaasamise jaoks. Kasutajad saavad:
- •kasutage DeFi protokolle, hoides strateegiad konfidentsiaalsena
- •osalege algatustes anonüümselt
- •osalege juhtimises privaatse hääletamise kaudu
- •tõendage õiguspärasust ilma täieliku läbipaistvuseta
Ristketi sildade arendamine ühendab privaatsusvõrgustikud praeguste ökosüsteemidega, võimaldades privaatset juurdepääsu väljakujunenud likviidsusreservidele ja rakendustele. Likviidsuse killustamise asemel täiustavad need sillad olemasolevat finantsinfrastruktuuri privaatsuskihtidega.
Eraõigusliku DeFi tulevik
Üleminek privaatsele DeFi-le tähendab olulist muutust blockchain-arhitektuuri prioriteetides. Kasutajad ei pea enam valima privaatsuse ja juurdepääsu vahel väljakujunenud protokollidele; selle asemel saavad nad privaatsuse kui valikulise funktsiooni mis tahes rakenduses, mis võimaldab neil säilitada juurdepääsu praegusele likviidsusele ja kogukondadele, kaitstes samal ajal tundlikke andmeid.
See tehnoloogiline areng nõuab põhjalikku tähelepanu järgmistele aspektidele:
- •rakendamise eripärad
- •kasutajakogemuse disain
- •järgige regulatiivseid standardeid, säilitades samal ajal olulised privaatsuskaitsemeetmed
Need kaalutlused muudavad need süsteemid kasulikuks nii isiklikele kasutajatele kui ka organisatsioonidele.
