在区块链和Web3 领域中，零知识证明（Zero Knowledge Proofs）是一个突破性的概念，它平衡了隐私和透明度之间的天秤。这项技术提供了卓越的透明度、不变性和隐私性，并且已经成为确保区块链上交换资讯隐私的三种可能的解决方案之一，其他两种分别是安全多方计算（sMPC）和可信执行环境（TEE）。
在本篇文章中，我们将详细介绍零知识证明是什么？零知识证明代币和项目有哪些？
零知识证明（ZKP）是什么？
零知识证明（zero knowledge proofs），简称为ZKP，这是一种加密协议，它助于证明区块链上语句的有效性，而不提供可能损害隐私的资讯。
在零知识证明中，基本角色是证明者和验证者。证明者必须证明他们知道这个秘密。验证者必须能够验证证明者是否说实话。
它之所以有效，是因为验证者要求证明者做一些只有在证明者肯定知道秘密的情况下才能完成的事情。如果证明者正在猜测，他或她最终将被验证者的测试证明是错误的。如果知道这个秘密，那么证明者每次都会通过验证者的测试，而不会出现问题。这就像银行或机构要求您提供已知秘密单词的信件以验证您的身份一样。你不是在告诉银行你的银行帐户里有什么，你只是在告诉他们你知道一个给定单词的顺序。
综上所述，零知识证明允许证明者（你）在不泄露任何额外资讯（如你的出生日期）的情况下，让验证者（另一方）相信某个声明（你已达法定年龄）的真实性。这就像用一个没人能破解的密码来打开一个秘密保险库一样。
零知识证明区块链是加密隐私技术和区块链技术的复杂组合，提供了一个可以验证和记录交易和互动的平台，而不会损害所涉及资料的机密性。
但需要知道的是，零知识证明并不是区块链独有的。它们可用于许多重视隐私的领域。例如，线上身分验证流程、安全投票系统和企业中的机密资料共用都可以使用ZKP 来保护个人讯息，同时仍确保进行必要的验证。
zk-SNARKs 是什么？
第一个利用零知识证明来做到交易匿踪性的是ZEC 币，其中的演算法便是zk-SNARKs，但因为ZEC 的新区块奖励会有大约20% 进入基金会的口袋以支持运作，部分支持者不满这种行为于是分岔出了ZCL，因此两者的加密法与架构都是一致的。
zk-SNARKs 是zero knowledge Succinct Non-interactive ARgument of Knowledge的缩写，这几个词分别代表了：Succinct（简洁，用很少的资料量可以完成整个沟通与验证）、Non-interactive（只需要很少刺或不需要与原始发送者沟通即可验证讯息）、ARgument（只在计算上是安全的，如果遇到一个计算能力极强的攻击者会失效）。
ZK Rollups 是什么？
除了zk-SNARKs，零知识中一个需要关注的重点是ZK Rollups，它代表着区块链可扩展性和隐私性的革命性飞跃，是区块链技术中零知识加密最引人注目的应用案例之一。
ZK Rollups 是链外交易处理的强大工具。它们将数百甚至数千笔交易捆绑成一个Rollups，而不是用每笔交易堵塞主区块链。但这里有一个转折点：ZK Rollups 不只是发送批量摘要，它们还使用零知识证明的巧妙加密技术证明其中的所有交易都是有效的，而不会泄露任何敏感细节。
例如，ZK Rollups 可以将多个交易聚合到链外处理的单一批次中，从而大大提高以太坊的交易吞吐量，减少主网路的负载。处理完成后，零知识证明会提交给以太坊主网，在不透露交易细节的情况下验证所有交易。这种链外处理和证明提交降低了网路负载，提高了交易吞吐量，并提高了效率，使以太坊有可能每秒处理数百万笔交易。
ZK Rollups 利用ZKPs 不仅实现了更快的交易速度，还增强了个人用户和应用程式的隐私性。这为DeFi 、 NFT和其他要求速度和保密性的Web3创新带来了新的可能性。
零知识证明代币和项目有哪些？
除了以上这些用例外，一些加密货币项目正在率先使用ZKPs 技术实现保护用户安全隐私的效果，例如：
1. Loopring
Loopring 使用零知识证明将多笔转帐聚合为一笔交易。这大大降低了gas 费用，并提高了以太坊网路的交易吞吐量。
Loopring 主要专注于去中心化交易所（DEX），可实现高速、低成本的加密货币交易。 Loopring 在ZK Rollups 领域处于领先地位，可在以太坊上提供快速、低费用的加密货币交易。
2. Zcash
Zcash 是隐私领域的开拓者，它使用zk-SNARKs 来完全隐藏交易金额以及发送方和接收方的身份，确保交易的无与伦比的隐私性。
作为一种加密货币，它为在金融交易中优先考虑保密性的用户提供了高度的隐私保护。
3. Filecoin
去中心化储存网路Filecoin 使用ZKPs 来验证资料的储存和完整性，而无需透露实际资料。这对于确保去中心化文件储存生态系统的隐私和安全至关重要。
4. Immutable X
Immutable X 专注于NFT，使用ZK 证明在以太坊上实现近乎瞬时、无gas 的NFT 交易。 Immutable X 在处理NFT 交易方面的效率和成本效益对游戏开发商和游戏爱好者极具吸引力。
5. Mina Protocol
Mina 协议前身为Coda，使用zk-SNARKs 保持非常紧凑的区块链大小，确保智慧型手机也能充分参与网路。这使得区块链变得非常容易存取和使用，促进了更广泛的应用。
6. ZKsync
ZKsync利用ZK Rollups 的效率，在以太坊上提供快速、安全的交易。 Zksync 与现有以太坊生态系统的兼容性是一大优势，使开发人员和使用者更容易采用。
零知识证明的优点有哪些？
各种用例解释了为什么我们需要零知识证明。接下来，让我们来看看其中一些主要的优点：
- 安全与隐私： Web3的假名无法保证完全的隐私，因为交易历史记录可以在公共区块链上获得。透过ZKP，可以在不泄露PII 的情况下进行资讯验证，从而保持匿名性。
- 身份验证：证明一个人的身份不一定包括共享敏感资讯。 ZKP 提供了一种私密且安全地执行身分验证过程的途径。
- 可扩展性：透过ZKP，区块链网路可以在不泄露底层资料的情况下验证交易。由于储存在区块链上的资讯显著减少，网路效率得到提高。
- 合规性：组织可以遵守有关洗钱、KYC 和其他相关法律的监管要求。 ZKP 允许组织遵守规定，而无需将使用者的个人资讯储存在集中式资料库上。
零知识证明是一种基本的密码学工具，为身份不明或不受信任的各方提供资讯认证。 Web3 空间的匿名性质为资讯验证带来了挑战。 ZKP 透过革命性协议解决了这一痛点，承诺确保快速、安全的交易。
零知识证明的缺点和风险
虽然ZK 加密技术为区块链技术带来了巨大的发展前景，但也必须认识到其实施过程中存在的潜在风险和挑战。
- 计算复杂度：产生和验证ZK 证明需要大量计算，可能会限制其广泛应用，尤其是在资源有限的设备上。
- 技术不成熟： ZK 加密技术仍在不断发展，将其与现有区块链平台无缝整合会带来相容性、效率和安全性方面的挑战。
- 对设定的有限信任： ZK-SNARK 是一种流行的ZK 证明类型，它依赖一次性的「可信任设定」仪式来产生加密参数。这一阶段的安全漏洞可能会危及整个系统。
- 量子运算威胁：量子运算的兴起有可能打破当前的ZK-SNARK 方案。持续的研究对于开发抗量子的ZK 密码学至关重要。
- 集中化问题：虽然ZK Rollups 提高了可扩展性，但它们本质上将交易验证权集中在排序器手中，这可能会引发集中化问题。
- 滥用的可能性： ZK 密码学的隐私方面可能会被滥用于洗钱或逃税等非法活动。为降低这些风险，有必要制定监管框架并考虑道德因素。
零知识证明的未来前景如何？对区块链的意义
零知识证明（Zero Knowledge Proofs）和Rollups 不仅是加密技术的奇珍异宝，而且对区块链下一阶段的发展至关重要。它们提供了隐私、安全和效率的独特组合，使其成为扩大采用基于区块链的解决方案不可或缺的因素。
零知识（ZK）技术预计在未来提高隐私性、安全性和可扩展性。
ZK 还透过匿名交易和保护个人资料来确保隐私。它还能在不暴露细节的情况下验证复杂的计算，从而增强安全性。除此之外，ZK 还能彻底改变分散式身分识别、确保多方运算安全，甚至创造不受量子影响的区块链。
然而，要获得更广泛的应用，还必须应对计算复杂性、技术不成熟和公众理解等挑战。尽管如此，随着不断的开发和实施，ZK 的未来还是充满希望的。它是一种技术进步，也是一种重新获得控制权、释放潜能、塑造隐私、安全和可扩展性共存的数位未来的手段。
总结
零知识证明与区块链的整合代表了数位隐私的新时代。在不断发展的数位时代，在不泄露的情况下进行验证和在不泄露的情况下进行身份验证的能力是我们处理资料隐私和安全的方式的重大转变。
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