Gan reālajā dzīvē, gan digitālajā pasaulē mēs bieži vēlamies pierādīt lietas citiem. Pirms ieiešanas biroja ēkā darbinieki parasti uzrāda kāda veida personas apliecību, pirms tiek iekšā.
Kad lietotāji mēģina pieteikties lietotnē, piemēram, Facebook vai Twitter, šiem pakalpojumiem vispirms ir jālūdz lietotājam pieteikties, izmantojot paroli, un laiku pa laikam uz viņu mobilo ierīci tiek nosūtīta vienreizēja piekļuves kods (OTP).
Pierādījumu sniegšanas trūkums ir tas, ka mēs bieži sniedzam cita veida informāciju. Paroles nodrošināšana vietnei joprojām nozīmē, ka pati vietne savos serveros saglabā jauktās paroles kopiju. Ja kāds uzlauztu biroja ēkas darbinieku ID skeneri, iespējams, viņš varēs iegūt ikviena personas privātās atslēgas.
Nulles zināšanu pierādījumi vai ZKP nodrošina veidu, kā apstiprināt identitāti vai darījumu, nesniedzot papildu informāciju. Pateicoties tā pielietojumam kriptogrāfijā, ZKP ir pielāgojuši blokādes lai izveidotu drošus un mērogojamus validācijas protokolus.
Kas ir nulles zināšanu pierādījumi?
Nulles zināšanu pierādījumus pirmo reizi ierosināja MIT pētnieki Silvio Mikali, Čārlzs Rackoff un Shafi Goldwasser 1985. gadā savā dokumentā. “Interaktīvo pierādījumu sistēmu zināšanu sarežģītība”
Šajā rakstā tika ieviests zināšanu sarežģītības jēdziens. Tas attiecas uz zināšanu apjomu par pierādījumu, ko pārbaudītājs nodod pārbaudītājam. Nulles zināšanu pierādījumu mērķis ir ļaut pusei pierādīt, ka konkrētais apgalvojums ir patiess citai pusei, neizpaužot nekādu citu informāciju.
ZKP var izmantot kā drošu alternatīvu pašreizējām autentifikācijas sistēmām, un tos var pievienot arī blokķēdes protokoliem, lai darījumi būtu privāti.
Kā darbojas ZKP?
Reālās pasaules piemērs
Lai ilustrētu, kā darbojas nulles zināšanu pierādījumi, apskatīsim abstraktu ZKP piemēru.
Pieņemsim, ka jums ir draugs, kurš ir sarkanzaļš daltoniķis. Jums līdzi ir divas identiskas bumbiņas, kas atšķiras tikai pēc krāsas: viena sarkana un viena zaļa. Jūsu draugam viņi izskatās identiski, taču kā cilvēku bez daltoniskiem jūs varat tos viegli atšķirt.
Vai jūs varat pierādīt savam draugam, ka tie ir citā krāsā, neatklājot, kura bumbiņa ir sarkana vai zaļa?
Patiesībā ir veids, kā to pierādīt, neatklājot bumbiņu krāsas. Pirmkārt, jāļauj draugam aizlikt abas bumbiņas aiz muguras un jāpasaka viņam parādīt jebkuru bumbiņu un vēlreiz to paslēpt. Pēc tam pastāstiet savam draugam, ka viņam ir iespēja vēlreiz parādīt to pašu bumbu vai pārslēgt to ar otru.
Katru reizi, kad tiek parādīta jauna bumba, jūs varat viņam pateikt, vai viņš pārmainīja bumbu vai nē. Ja jūs turpināt uzminēt pareizo zvanu, kļūst arvien lielāka iespēja, ka bumbiņas ir dažādās krāsās. Jūsu draugam tagad vajadzētu būt pārliecinātam, ka bumbiņas ir dažādās krāsās, nepasakot viņam, kurām bumbiņām ir kāda krāsa.
Praktiskie Pieteikumi
Lielākā daļa praktisko nulles zināšanu pierādījumu piemēru iedalās divos veidos.
Pirmkārt, ZKP var izmantot, izstrādājot protokolus. Mēs varam nodrošināt, ka dažādas puses nevar krāpties vai izmantot protokola priekšrocības. Otrkārt, ZKP var izmantot identifikācijai.
Piemēram, mēs varam izmantot ZKP, lai droši pieteiktos tīmekļa lietojumprogrammā, neatklājot pašu paroli.
Apskatīsim dažus piemērus, kā mēs varam izmantot nulles zināšanu pierādījumus.
E-balsošana
Viens bieži apspriests ZKP pielietojums ir to iespējamā loma tiešsaistes balsošanā. Pieņemsim, ka mums ir gaidāms referendums, kurā lietotāji var balsot par piedāvāto politiku. Katrs balsstiesīgais biļetenā drīkst nobalsot ar 1 vai 0.
Izmantojot ZKP, vēlētāji var pierādīt savas tiesības balsot, neatklājot savu identitāti. Tas nodrošina, ka katra balss būs patiesi anonīma. Papildu ZKP tiks izmantota arī, lai pierādītu, ka konkrēta lietotāja balsojums ir daļa no galīgā balsu uzskaites.
Attiecībā uz pašu vēlēšanu biļetenu saturu balsošanas sistēma var arī ģenerēt nulles zināšanu pierādījumu, ka katrā balsošanas biļetenā ir vai nu 1, vai 0. Tas tiek paveikts, nezinot paša balsojuma saturu.
Blockchain privātums
Blokķēdes, piemēram, Bitcoin un Ethereum, sākotnēji neatbalsta privātus darījumus. Kamēr jūsu Bitcoin maciņš ir publisks, ikviens var doties uz bloku pētnieku, piemēram, Blockstream lai redzētu visus darījumus, kuros maciņš ir daļa.
Tikmēr pakalpojumu, piemēram, bankas vai maksājumu pakalpojumu, piemēram, Cash App vai Venmo, izmantošana sniedz iespēju veikt darījumus privāti. Tomēr šīs ērtības ir saistītas ar jūsu informācijas atklāšanu centralizētajam pakalpojumam.
Mēs varam apvienot anonimitāti ar decentralizāciju, pievienojot ZKP blokķēdes protokolam. Kriptovalūtas, piemēram, ZCash, izmanto ZKP, lai izveidotu privātus darījumus, kas ļauj monētu turētājiem saglabāt savu anonimitāti. Vairākas no šīm kriptovalūtām izmanto ZKP veidu, kas pazīstams kā zk-SNARK.
Šiem ZKP nav nepieciešama mijiedarbība starp pārbaudītāju un pārbaudītāju.
Nulles zināšanu apkopojumi
ZK-rollups ir mērogojamības risinājums, kas ļauj nekavējoties pārbaudīt ārpus ķēdes veiktos darījumus ar minimālām gāzes maksām. Tie ir veids, kā apvienot lielu skaitu 2. slāņa darījumu un iesniegt tos 1. slāņa protokolā.
Papildus privātuma nodrošināšanai ZKP ļauj mērogot sarežģītas sistēmas. Blockchain protokoli var izmantot ZKP, lai pierādītu, ka lietotāji ir veikuši pareizos darījumus, viņiem ir atbilstošs atlikums utt. Šie drošie, taču mērogojamie risinājumi ir iespējami, tikai izmantojot matemātiskos pierādījumus, kas tiek veikti ārpus ķēdes ZKP.
Tādos protokolos kā Loopring tiek izmantoti nulles zināšanu pierādījumi, lai palīdzētu apstrādāt ārpus ķēdes veiktos darījumus, neapdraudot drošību.
Nulles zināšanu pierādījumu priekšrocības
- ZKP aizstāj mazāk uzticamus autentifikācijas veidus, piemēram, PIN vai identifikācijas kartes
- ZKPS palielina blokķēžu mērogojamību
- ZKP ieviešanai nepieciešamas vienkāršas šifrēšanas metodes
- ZKPS izmantošana var padarīt sistēmas drošākas, neprasot sistēmā glabāt nevajadzīgu informāciju.
Secinājumi
Datu privātums jau tagad ir liela problēma gan centralizētās, gan decentralizētās sistēmās. Nulles zināšanu pierādījumi sniedz iespēju dažādām pusēm pierādīt vai apstiprināt darījumus un identitātes, neatklājot minētos darījumus vai identitātes.
Tā kā blokķēdes tehnoloģija tiek izmantota arvien plašāk, ZKP ieviešana, lai droši apstrādātu verifikāciju, būs galvenais mērogojamības problēmu faktors.
Atstāj atbildi