ZKVerse : 零知識證明的簡單介紹

歡迎來到 “ZKVerse”，一個致力于探索零知識證明的內容系列。這項技術最近作為解決以太坊擴容的關鍵解決方案之一出現，被認為將使以太坊網絡能夠容納新一批的10億用戶。不過，零知識的前景和它的神秘性一樣，還有待驗證。在這個系列文章中，我們將用通俗易懂的語言為你全面解讀有關這項技術的信息。

Polygon 是一個無與倫比的前沿零知識研究集合地：Polygon Hermez、Nightfall、Polygon Miden 和新宣布的 Polygon Zero。ZKVerse 將為這些項目內部的專業知識提供系列文章，包含最新的一線實踐經驗，同時也將便于非專業讀者閱讀。我們將介紹核心概念，解釋技術的發展方向，預期會產生什么樣的影響以及何時產生。但讓我們從最基本的開始：什么是零知識，為什么應該被關注？

O(1) Labs和RISC Zero提出在Optimism上??添加兩項 zk-proofs 的提案:7月21日消息，O(1) Labs 和 RISC Zero 的兩項提案正在 Optimism 推進，以向 OP 鏈添加 zk-proofs。這些提交是為了響應旨在實現安全高效的跨鏈通信的提案請求。Optimism 基金會正在直接聯系 O(1) 實驗室和 RISC Zero，以“啟動該項目并更詳細地討論期望”。

據悉，Zk-proof 基礎設施和工具公司 RISC Zero 建議升級 Optimism 現有的故障協議，使用零知識證明來確保 Optimism 上狀態更改的正確性，減少實現最終確定的時間。孵化 Mina 協議的 O(1) Labs 提議使用 Kimchi（Mina 協議目前使用的 zk 證明系統）創建一種新的防錯解決方案，以有效地證明交易的正確執行。然后，這些證明用于通過智能合約更新以太坊網絡的狀態。[2023/7/22 15:51:32]

在過去的幾年里，以太坊社區最緊迫的問題是如何提高網絡的能力，以處理更多的交易。

1inch Network已部署至zkSync Era:金色財經報道，去中心化交易所流動性聚合器 1inch Network 增加了對 zkSync 的支持，zkSync 是一種用于擴展以太坊網絡的 Layer2 解決方案。[2023/4/21 14:16:58]

DeFi 和 NFTs 中新應用的爆發給網絡帶來了擁堵和 gas 費的飆升。解決方案是將計算移到所謂的 Layer 2 ，這是一個集合術語，特指存在于以太坊主網之外但仍然依靠它來保證安全性的擴展方案。而這里就有零知識發揮其魔力的地方。

月球數學 moon math

零知識證明是一種證明方式，用來證明你知道什么，但不透露你知道的具體是什么或你通過何種方式知道。在密碼學設置中，這意味著有人（證明者，Prover）需要證明他們知道什么，其他人（驗證者，Verifier）需要驗證“證明者知道”為真。

以太坊Layer2網絡zkEVM已接入UniswapV2端口:10月13日消息，以太坊Layer2網絡zkEVM發文宣布已完成帶有額外的Layer2特定功能的Web3API的開發，并已在UniswapV2上展示了智能合約和前端端口。據官方介紹，這是首個EVM全兼容的zkRollup。用戶現在通過uni.zksync.io頁面鏈接錢包，領取部分測試token。UniSync是由MatterLabs推出的UniswapV2的一個端口的代碼和前端，并不是隸屬于UniswapLabs。[2021/10/13 20:24:35]

假設 Bob 要求 Alice 證明她知道某個繪本人物在哪個繪本的哪個具體位置。Alice 同意了，但不想告訴 Bob 該繪本人物具體在繪本的第幾頁的哪個位置，或者不想讓 Bob 知道她是如何找的。Alice 可以通過復制包含該人物的頁面，把該人物剪掉以拿給 Bob 證明她知道。

ZKSwap回應Matter Labs質疑：用戶資金安全，智能合約和電路代碼將開源:關于Matter Labs提到的一些疑問，ZKSwap作出如下回復：

1. ZKSwap在ZKSync Layer2轉賬的基礎上完整實現了Layer2 AMM Swap電路，并實現了數項改進；

2. ZKSwap上用戶的資金安全是得到保障的，智能合約和電路部分的代碼已經獲得了慢霧，Certik和ABDK三家權威安全審計機構的審計認證，審計報告已公開在項目github倉庫中接受社區監督；

3. ZKSwap所有智能合約和電路的代碼都將完全開源，其中，智能合約部分已經完全審計完成，將會在2021年3月1日開源；電路部分ABDK還在進行最后的審計報告編輯，將會在獲得報告并在系統穩定運行一段時間后逐步開源，請社區保持關注；

4. 關于Matter Labs提到的智能合約中關于合約作者的疑問，ZKSync和ZKSwap都嚴格遵守MIT開源協議，必須保留原作者的版權聲明和許可聲明。ZKSwap在ZKSync合約的基礎上進行的修改也將在合約開源時進行備注，并添加新的版權和許可聲明，請社區監督。

此前消息，Matter Labs質疑ZKSwap克隆zkSync代碼，擔心其用戶資金安全問題。[2021/2/24 17:47:58]

這就是簡言之的零知識證明，由麻省理工學院的一群研究人員在 1989 年提出這一概念，但其背后的科學非常復雜，直到最近它還被認為是“月球數學（moon math）”。三十年后的今天，這個概念正被應用于解決區塊鏈面臨的一些的挑戰，如：可擴展性、安全性和隱私。我們正在見證零知識方案的寒武紀大爆發，每一種零知識方案都有自己的優點和潛在的應用。

ZK Rollup 是如何幫助擴展以太坊呢？

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Rollups 是建立在以太坊之上的 Layer 2 協議。之所以被稱為 Rollups 是因為它將大量用戶的單筆轉賬 "卷" 為一個整體的交易打包到一個區塊中。這種將計算移至鏈外的方式有助于減少以太坊的擁堵，并減少用戶的整體 gas 成本。雖然 Rollups 仍然需要支付費用以在以太坊上記錄成“卷”的交易，但每筆交易的成本會非常便宜，因為這個整體交易的費用是由許多用戶共同支付的。

在 ZK Rollup 中，一個智能合約處理并驗證所有的交易在鏈外有效。該有效性證明（validity proof）被公開記錄在鏈上，在以太坊區塊中永不抹滅。另一種主要的 Rollup 被稱為 Optimistic，因為它假設所有交易都是正確合規的，并依賴于稱為欺詐證明（fraud proofs）的挑戰。

ZK Rollups 有很多優點

因為有效性證明本身比它們所代表的數據小得多，所以驗證一個區塊的速度更快，成本更低。

一些被以太坊的聯合創始人 Vitalik Buterin 稱為“快速解決方案”的開發正在進行中，以減少 Rollups 使用的特定類型數據的 gas 費，這將加速 Rollups 的采用。

以并行計算方式將轉賬“卷”起來，這鼓勵了去中心化。

將資金從 Layer 2 轉移到以太坊沒有任何延遲，這個過程對于 Optimistic Rollups 來說需要一個星期。

從有效性證明中抽象出交易細節，對隱私也有積極的影響。

ZK Rollups 的挑戰

某些類型的零知識必須經歷一個費力和麻煩的初始化階段，稱為“可信設置環節（Trusted Setup Ceremony）”。（一個經典的例子，請查看 Radiolab 關于 Zcash 的先鋒作用的文章）。

零知識證明需要強大的計算機來運行，并且需要大量的數據優化來達到其擴展潛力，所有這些都可能限制驗證者規模。

量子計算有可能構成威脅，但一些類型的零知識能經得住考驗，不會過時。

隨著這些障礙被克服，ZK Rollups 將成為模塊化區塊鏈架構的重要組成部分，模塊化區塊鏈被認為這是 Web 3.0 基礎設施的未來。Polygon 相信，零知識加密技術將是我們未來幾年的核心資產。

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