Докази з нульовим розкриттям інформації: революція в області конфіденційності та безпеки

Приватність та безпека є актуальними питаннями для людей та компаній. Кожного разу, коли ми робимо щось, наприклад, користуємося банківськими послугами або блокчейном, ми хочемо бути впевнені, що система є безпечною і не вимагає від нас ділитися інформацією.

Саме тут на допомогу приходять докази з нульовим розкриттям інформації. Це революційна ідея. Подумайте про це так: що, якби вам довелося довести, що ви знаєте пароль або маєте посвідчення, не показуючи їх насправді?

Зазвичай системи вимагають від вас надати інформацію, що, очевидно, не є ідеальним варіантом. Це просто запрошує проблеми, такі як порушення безпеки даних та проблеми з конфіденційністю. З Zero Knowledge Proofs все працює інакше.

Докази з нульовим розкриттям інформації вирішують проблему, яка вже давно нас турбує. По суті, вони дозволяють комусь показати, що щось є правдою, не розкриваючи, що за цим стоїть. Це має ряд важливих наслідків.

Від цифрових валют до підтвердження особи, докази з нульовим розкриттям інформації змінюють наше уявлення про безпеку в Інтернеті. Це дуже важливо, і вони використовуються в багатьох різних сферах з метою підвищення безпеки нашої особистої інформації.

У нашому цифровому житті формується новий спосіб побудови довіри, і все це завдяки прориву в криптографії.

Основне визначення

По суті, це спосіб для когось — назвемо його доказом — переконати когось іншого (верифікатора) у тому, що він володіє знаннями або секретом, фактично не розкриваючи жодних деталей про це.

Уявіть собі, що ви розгадали складну головоломку і хочете довести комусь, що знаєте рішення, але не хочете розкривати, як ви його знайшли. Це, в основному, і є суть доказу з нульовим розкриттям інформації.

У світі блокчейну та конфіденційності існує концепція, яка допомагає перевіряти дані без розкриття конфіденційної інформації. Це стає можливим завдяки нульовим доказом знання. Вони базуються на трьох принципах, які забезпечують баланс між безпекою та практичністю:

Повнота

Одним із цих принципів є повнота. Уявіть це як контрольний пункт: коли транзакція є законною, повнота вступає в дію і підтверджує її дійсність, дозволяючи особі, яка здійснює транзакцію, продовжувати без перешкод.

Особа, яка перевіряє інформацію, має остаточне слово щодо того, чи надавати особі, яка подає заявку, інформацію, необхідну для укладення угоди.

Звучність

Щодо надійності, то одним із ключових моментів є забезпечення правильності транзакцій та відсутність шахрайства. Це означає, що якщо щось у транзакції не відповідає дійсності і заява є неправдивою, перевіряючий ні за яких умов не може бути переконаний.

Коли верифікатор стикається з такою ситуацією, він не може дати згоду на запит доказової сторони або поставити печатку затвердження на її твердженнях.

Нульове знання

У системі з нульовим розкриттям інформації перевіряючий бачить лише те, чи є певне твердження правдивим чи хибним. І нічого більше. Вся інша конфіденційна інформація, що належить залученим особам, залишається в таємниці протягом усього процесу.

Архітектура, що лежить в основі доказів з нульовим розкриттям інформації, є досить широкою і охоплює дизайн, правила та різні частини, які працюють разом, щоб зробити докази з нульовим розкриттям інформації реальністю у всіх видах застосувань.

Система складається з декількох ключових частин, які працюють разом, щоб забезпечити безпеку, ефективність та конфіденційність взаємодій:

Основні компоненти

В основі архітектури доказу з нульовим розкриттям інформації лежать кілька компонентів:

• •Доказовець: сторона, яка намагається довести, що твердження є правдивим, не розкриваючи жодної конфіденційної інформації
• •Верифікатор: сторона, яка перевіряє заяву, зберігаючи конфіденційність усіх даних.
• •Твердження: твердження, яке потрібно довести, сформульоване таким чином, щоб його було легко перевірити
• •Схема або протокол: математичний процес, що використовується для кодування твердження та створення доказу
• •Загальний рядок посилання: випадково спільні параметри між двома сторонами, які допомагають створити доказ і підтвердити його дійсність

Ключові процеси

• •Створення доказів: використання криптографії для створення переконливих і лаконічних доказів без розкриття будь-якої конфіденційної інформації
• •Перевірка: процес перевірки того, що доказ є законним і надійним

Існує кілька способів використання доказів з нульовим розкриттям інформації у технології блокчейн. В основному це тип криптографічного протоколу, який допомагає захистити особисту інформацію користувачів і дозволяє системам обробляти великий трафік.

Приватні транзакції

Одне з найважливіших застосувань технології блокчейн — це можливість здійснювати приватні транзакції. Наприклад, докази з нульовим розкриттям інформації (ZKPs) дають змогу підтвердити дійсність транзакції, не розкриваючи таких важливих деталей, як:

• •Ідентифікаційні дані відправника та одержувача
• •Сума, що переказується

Такий рівень дискретності є надзвичайно важливим для криптовалют, які надають пріоритет анонімності користувачів. Він також стає ключовим фактором у рішеннях на базі Ethereum, таких як zk-rollups, де допомагає зберегти конфіденційність транзакцій.

ZK Rollups для масштабованості

Коли йдеться про обробку великого обсягу транзакцій, одним із рішень є використання так званих ZK Rollups. В основі ZK Rollups лежать докази з нульовим розкриттям інформації (Zero Knowledge Proofs).

Цей підхід працює таким чином:

• •Обробка транзакцій поза основним ланцюгом
• •Об'єднання їх разом
• •Підтвердження їх легітимності за допомогою єдиного доказу в основній ланцюжку

Коли йдеться про підтвердження своєї особи, існує революційний спосіб це зробити. Завдяки Zero Knowledge Proofs люди можуть довести, що певні відомості про них є правдивими, наприклад, їхній вік, місце проживання або рід занять, не розкриваючи при цьому багато особистої інформації, яку вони воліють залишити для себе.

Системи ідентифікації, що забезпечують конфіденційність

Докази з нульовим розкриттям інформації ідеально підходять для створення систем ідентифікації, що ставлять на перше місце конфіденційність користувачів, особливо коли йдеться про цифрові ідентичності. Це робить їх ідеальним вибором для таких завдань, як:

• •Web3 логіни
• •Процеси «Знай свого клієнта» (KYC)
• •Контроль доступу до обмежених зон

Безпечна автентифікація та вхід без пароля

Коли йдеться про безпечну автентифікацію та вхід без пароля, докази з нульовим розкриттям інформації дійсно виграють. Вони дозволяють користувачам довести, що вони мають певну інформацію (наприклад, пароль або криптографічний ключ), фактично не розкриваючи її.

Це дозволяє створювати системи автентифікації, які є одночасно безпечними та поважають приватність користувачів, зменшуючи ризик:

• •Порушення безпеки даних
• •Фішинг-атаки
• •Крадіжка особистих даних

Щодо дотримання нормативних вимог, існує інноваційний спосіб зробити це, не розкриваючи конфіденційну інформацію. Zero Knowledge Proofs дозволяє компаніям продемонструвати, що вони дотримуються таких законів, як:

• •Правила щодо протидії відмиванню грошей
• •Вимоги щодо перевірки особи клієнта
• •Закони про захист даних (наприклад, GDPR)
• •Правила фінансової відповідності

Все це без необхідності ділитися фактичними особистими даними своїх користувачів.

Переваги доказів з нульовим розкриттям інформації є далекосяжними, вони змінюють спосіб обміну інформацією, проведення транзакцій та захисту нашої приватності.

Посилений захист конфіденційності

По-перше, вони значно підвищують рівень конфіденційності. Докази з нульовим розкриттям інформації дозволяють одній стороні довести правдивість твердження, не розкриваючи жодної інформації, що лежить в його основі, — це кардинальна зміна в плані збереження конфіденційності.

Докази з нульовим розкриттям інформації дозволяють здійснювати транзакції та взаємодії, не розкриваючи більше інформації, ніж необхідно, що допомагає зберегти конфіденційність особистих даних користувачів, одночасно забезпечуючи належну перевірку.

Покращена безпека

Однією з головних переваг є те, що вони значно підвищують рівень безпеки. Не розкриваючи конфіденційну інформацію, вони зменшують ризик витоку даних або несанкціонованого доступу. Це є значною перевагою, оскільки допомагає захиститися від кіберзагроз, які можуть мати руйнівні наслідки для окремих осіб та організацій.

Підвищення ефективності

Ще однією перевагою є те, що вони роблять процеси більш ефективними, скорочуючи обсяг даних, які необхідно обмінювати, що, в свою чергу, прискорює транзакції. Це може бути особливо корисно в ситуаціях, коли швидкість і ефективність мають вирішальне значення.

Будування довіри без розкриття інформації

Докази з нульовим розкриттям інформації також сприяють зміцненню довіри між сторонами, надаючи криптографічну гарантію. Ця гарантія можлива без розкриття будь-якої конфіденційної інформації, що робить її дійсно потужним інструментом.

Переваги масштабованості

З точки зору масштабованості, докази з нульовим розкриттям інформації мають значні переваги в блокчейні та децентралізованих системах. Вони дозволяють ефективно перевіряти дані без необхідності повного розкриття вихідних даних, що робить їх дуже корисними в різних контекстах.

Блокчейн і криптовалюти

Блокчейн і криптовалюти багато в чому зобов'язані доказом з нульовим розкриттям інформації (ZKPs), які допомагають зберегти конфіденційність. Деякі криптовалюти, такі як Zcash і Monero, використовують ZKPs, щоб люди могли здійснювати повністю приватні транзакції.

Це означає, що коли хтось надсилає гроші:

• •Їхня особистість залишається прихованою
• •Особа одержувача залишається прихованою
• •Сума, що надсилається, залишається прихованою
• •Сама транзакція залишається дійсною та надійною

Охорона здоров'я та дослідження

У таких сферах, як охорона здоров'я та дослідження, докази з нульовим розкриттям інформації є революційним нововведенням. Вони дозволяють аналізувати дані без перегляду індивідуальних записів про пацієнтів, що є дуже важливим для збереження конфіденційності. Таким чином, кожен може дотримуватися законів про конфіденційність.

Управління ланцюгом поставок

Коли йдеться про управління ланцюгами постачання, докази з нульовим розкриттям інформації є надзвичайно корисними. Вони допомагають перевірити справжність продуктів або транзакцій, не розкриваючи жодної конфіденційної інформації. Це створює прозору та надійну систему, в якій усі учасники можуть відстежувати та підтверджувати походження продуктів, не наражаючи на ризик конфіденційну інформацію про бізнес.

Цифрові посвідчення та анонімна верифікація

Ще одна важлива перевага доказів з нульовим розкриттям інформації полягає в області цифрових посвідчень. По суті, вони дозволяють людям підтверджувати інформацію про себе, не розкриваючи своєї справжньої особи.

Ця анонімність є надзвичайно важливою в різних системах, зокрема:

• •Системи голосування
• •Механізми контролю доступу
• •Онлайн-сервіси, де перевірка облікових даних користувачів є обов'язковою

Безпечні системи голосування

Наприклад, у системах голосування важливо знайти баланс між забезпеченням легітимності голосів та збереженням конфіденційності виборців. Докази з нульовим розкриттям інформації відіграють важливу роль у цьому процесі, оскільки вони дають виборцям можливість підтвердити дійсність своїх голосів, зберігаючи при цьому повну анонімність своїх виборів.

Фінансові операції та смарт-контракти

У сфері фінансових транзакцій та розумних контрактів конфіденційність також має ключове значення. Для підвищення рівня конфіденційності та безпеки використовуються докази з нульовим розкриттям інформації, що дозволяють здійснювати конфіденційні транзакції. Використовуючи ці докази, можна зробити фінансові транзакції більш безпечними, захистивши конфіденційну інформацію та запобігаючи потенційним порушенням.

Управління цифровими правами

Що стосується управління цифровими правами, докази з нульовим розкриттям інформації можуть відігравати вирішальну роль у захисті інтелектуальної власності та запобіганні доступу людей до контенту, захищеного авторським правом, без дозволу. Наприклад, власники контенту можуть довести, що вони є власниками чогось, не розкриваючи конфіденційну інформацію, що зменшує ризик піратства.

Дотримання вимог та аудит

Процеси дотримання вимог та аудиту також можуть скористатися перевагами доказів з нульовим розкриттям інформації. Вони дають змогу вести облік у прозорий та перевірюваний спосіб без необхідності розкривати конфіденційні дані.

У перспективі докази з нульовим розкриттям інформації, ймовірно, стануть ключовим компонентом розвитку мереж блокчейн, особливо з огляду на те, що вони спрямовані на обробку транзакцій у значно швидшому темпі з одночасним збереженням конфіденційності користувачів.

Зростаюче поширення в Web3 та DeFi

Розвиток децентралізованих фінансів та Web3 створив велику потребу в цій технології, оскільки вона дозволяє перевіряти особистість, транзакції та право власності без ризику для конфіденційних даних.

Розширення в різних галузях

Зараз різні сектори досліджують способи використання доказів з нульовим розкриттям інформації, щоб досягти балансу між дотриманням нормативних вимог та конфіденційністю особистих даних:

• •Системи охорони здоров'я
• •Фінансові установи
• •Компанії з управління ланцюгами поставок
• •Державні послуги

Технічні вдосконалення

Нові технології, такі як zk-rollups, допомагають зменшити затори в мережах блокчейнів. Це працює шляхом обробки великої кількості транзакцій поза основним ланцюгом, а потім їх одночасної перевірки за допомогою єдиного доказу.

Революція в аутентифікації

З плином часу ми можемо очікувати, що докази з нульовим розкриттям інформації відіграватимуть важливу роль у процесі аутентифікації. Вони можуть використовуватися для таких цілей:

• •Забезпечте безпеку систем голосування
• •Цифрова перевірка особи
• •Приватні смарт-контракти
• •Безпека пристроїв IoT

Впровадження в галузі до 2026 року

Декілька фреймворків та наборів інструментів ZKP зараз є достатньо надійними для комерційного використання, і такі великі гравці, як zkSync, Polygon та StarkNet, вже широко використовують їх у великих масштабах.

Захист даних та дотримання нормативних вимог стають головними проблемами, а докази з нульовим розкриттям інформації переходять від новизни до необхідності у світі блокчейну.

За межами блокчейн-додатків

Чи обмежуються докази з нульовим розкриттям інформації лише застосуванням у блокчейні? Зовсім ні. Хоча вони широко використовуються в блокчейні, їх застосування виходить далеко за межі цього:

• •Безпечні методи автентифікації
• •Відповідність GDPR для компаній
• •Забезпечте безпеку систем голосування
• •Забезпечте безпечний обмін даними в хмарних середовищах
• •Моделі безпеки з нульовим рівнем довіри для компаній

Традиційна інтеграція компанії

Так, традиційні компанії можуть інтегрувати ці докази у свої існуючі системи, отримуючи переваги без необхідності повного технологічного переобладнання.

Докази з нульовим розкриттям інформації призначені не тільки для децентралізованих систем. Вони також можуть використовуватися в традиційних централізованих інфраструктурах для:

• •Підвищуйте конфіденційність даних
• •Перевіряйте користувачів у безпечний спосіб
• •Виконайте внутрішні перевірки на відповідність вимогам

Ряд банків, медичних компаній та компаній, що займаються ланцюгами поставок вже розглядають можливість використання ZKP, не переходячи повністю на Web3.

Зрештою, докази з нульовим розкриттям інформації змінюють спосіб, у який ми обмінюємося інформацією та перевіряємо її. Вони дають змогу робити це, не розкриваючи більше, ніж потрібно, що є значним кроком уперед у напрямку забезпечення конфіденційності.

Безпечні цифрові взаємодії залежать не тільки від паролів. Важливе значення має перевірка ідентичності та забезпечення конфіденційності транзакцій. Саме тут на допомогу приходять докази з нульовим розкриттям інформації, які є революційним рішенням для взаємодій, що не вимагають довіри.

Вони можуть перевіряти інформацію, не розкриваючи базові дані, що робить їх ідеальними для таких полів, як:

• •Фінанси та банківська справа
• •Системи охорони здоров'я
• •Застосування кібербезпеки

Майбутнє є приватним і безпечним

Той факт, що докази з нульовим розкриттям інформації можуть підтверджувати факти без розкриття деталей, робить їх досить універсальними. Вони використовуються для побудови систем, які є не тільки безпечними, але й масштабованими та поважають приватність користувачів.

У міру того, як компанії та організації переходять до створення більш безпечних цифрових середовищ, Zero Knowledge Proofs, ймовірно, будуть відігравати все більшу роль.

У майбутньому, ймовірно, Zero Knowledge Proofs отримають широке застосування в таких сферах, як Web3, управління ідентифікацією та забезпечення дотримання нормативних вимог. Зі зростанням потреби в безпечних і приватних онлайн-взаємодіях зростатиме і важливість цієї технології.