Tổng quan về công nghệ zk-SNARK và triển vọng tương lai
Tóm tắt
zk-SNARK(ZKP) công nghệ như một đổi mới quan trọng trong lĩnh vực blockchain, đã nhận được sự quan tâm và nghiên cứu rộng rãi trong những năm gần đây. Bài viết này cung cấp một cái nhìn tổng quát có hệ thống về quá trình phát triển của công nghệ zk-SNARK trong gần bốn mươi năm, phân tích trọng tâm các nguyên lý thiết kế và phương pháp ứng dụng của công nghệ zk-SNARK dựa trên mạch, ZKVM, ZKEVM, v.v. Bài viết cũng giới thiệu cơ chế làm việc và hướng tối ưu hóa của ZK Rollup như một giải pháp mở rộng Layer 2, cũng như những tiến bộ mới nhất trong tăng tốc phần cứng, giải pháp hỗn hợp, v.v. Cuối cùng, bài viết dự đoán các khái niệm mới nổi như ZKCoprocessor, ZKML, ZKThreads, thảo luận về tiềm năng của chúng trong việc nâng cao hiệu quả, an ninh và bảo vệ quyền riêng tư của hệ thống blockchain.
Mục lục
Một, kiến thức cơ bản về zk-SNARK
Hai, zk-SNARK không tương tác
Ba, zk-SNARK dựa trên mạch điện
Bốn, mô hình zk-SNARK
Năm, Tóm tắt và phát triển của máy ảo zk-SNARK
Sáu, Tóm tắt và phát triển của máy ảo Ethereum không cần biết
Bảy, Tóm tắt và phát triển kế hoạch mạng lớp hai zk-SNARK
Tám, hướng phát triển tương lai của zk-SNARK
Chín, Kết luận
Một, kiến thức cơ bản về zk-SNARK
1. Tóm tắt
zk-SNARK(Chứng minh không biết, ZKP) do Goldwasser, Micali và Rackoff lần đầu tiên được đề xuất vào năm 1985, là một giao thức có thể xác minh tính đúng đắn của một số mệnh đề mà không tiết lộ bất kỳ thông tin bổ sung nào. ZKP có ba đặc tính cơ bản: tính hoàn chỉnh, tính đáng tin cậy và tính không biết.
Ý tưởng cốt lõi của ZKP là người chứng minh có thể chứng minh cho người xác minh thấy mình sở hữu một thông tin nào đó, mà không cần tiết lộ nội dung cụ thể của thông tin đó. Đặc tính này khiến ZKP đóng vai trò quan trọng trong việc bảo vệ quyền riêng tư và nâng cao khả năng mở rộng của blockchain, trở thành tâm điểm của nghiên cứu học thuật và ứng dụng ngành.
2. zk-SNARK示例
Dưới đây là một ví dụ đơn giản về zk-SNARK, được sử dụng để xác minh xem người chứng minh có một số bí mật nào đó hay không, mà không trực tiếp hiển thị số đó:
Cài đặt: Người chứng minh chọn hai số nguyên tố lớn p và q, tính n = p * q, và tính v = s^2 mod n(s là số bí mật ).
Thách thức: Người xác thực ngẫu nhiên chọn một bit a(0 hoặc 1) gửi cho người chứng minh.
Phản hồi: Người chứng minh tính toán phản hồi g dựa trên giá trị của a. Nếu a=0, g = r; nếu a=1, g = r * s mod n.
Xác minh: Người xác minh kiểm tra g^2 mod n có bằng x( khi a=0) hoặc x * v mod n( khi a=1).
Bằng cách lặp lại quy trình này nhiều lần, xác suất để người chứng minh lừa dối người xác minh bằng may mắn có thể giảm xuống mức rất thấp.
Hai, zk-SNARK
1. Bối cảnh
Các chứng minh không biết truyền thống thường cần nhiều vòng tương tác. Tuy nhiên, trong một số tình huống ứng dụng, như giao dịch ngay lập tức hoặc bỏ phiếu, nhiều vòng tương tác là không khả thi. Chứng minh không tương tác không biết (NIZK) ra đời nhằm giải quyết vấn đề này.
2. Sự đề xuất của NIZK
Blum, Feldman và Micali đã lần đầu tiên đưa ra khái niệm NIZK vào năm 1988. Chứng minh NIZK được chia thành ba giai đoạn: thiết lập, tính toán và xác minh. Trong đó, giai đoạn thiết lập giới thiệu khái niệm chuỗi tham chiếu công khai (CRS), cung cấp nền tảng cho việc tính toán và xác minh sau này.
3. Biến đổi Fiat-Shamir
Biến đổi Fiat-Shamir là một phương pháp chuyển đổi chứng minh không biết đến sự tương tác thành không tương tác. Phương pháp này sử dụng hàm băm thay thế cho một phần ngẫu nhiên và sự tương tác, làm đơn giản hóa đáng kể quá trình chứng minh.
4. Nghiên cứu khác
Nghiên cứu của Jens Groth và các đồng tác giả đã thúc đẩy đáng kể việc ứng dụng NIZK trong mật mã học và công nghệ blockchain. Họ đã đề xuất một hệ thống chứng minh zero-knowledge không tương tác hoàn hảo phù hợp với bất kỳ ngôn ngữ NP nào, đồng thời đạt được những tiến bộ đáng kể về hiệu suất và độ an toàn.
Ngoài ra, các phương pháp như chứng minh không tương tác dựa trên các xác thực viên cụ thể và mô hình đăng ký dựa trên khóa cũng đã cung cấp hướng đi mới cho sự phát triển của NIZK.
Ba, Chứng minh không biết dựa trên mạch zk-SNARK
1. Bối cảnh
Hệ thống chứng minh không kiến thức dựa trên mạch cho thấy ưu thế trong việc xử lý các loại nhiệm vụ tính toán cụ thể, đặc biệt trong các tình huống cần sự song song hóa cao.
2. Khái niệm cơ bản và đặc điểm của mô hình mạch
Mô hình mạch điện chủ yếu được chia thành hai loại lớn là mạch số học và mạch logic. Mạch số học được cấu thành từ các cổng cộng và nhân, thích hợp cho các phép toán số phức tạp; mạch logic được tạo thành từ các cổng logic cơ bản, phù hợp để thực hiện các logic đánh giá đơn giản và tính toán nhị phân.
3. Thiết kế và ứng dụng mạch trong zk-SNARK
Trong hệ thống zk-SNARK, quá trình thiết kế mạch liên quan đến việc biểu diễn vấn đề cần chứng minh dưới dạng mạch, sau đó chuyển đổi mạch thành biểu diễn đa thức. Quá trình này bao gồm các bước biểu diễn vấn đề, tối ưu hóa mạch, chuyển đổi đa thức, tạo chuỗi tham chiếu công khai, v.v.
4. Các khiếm khuyết và thách thức tiềm ẩn
Các thách thức chính mà các chứng minh không biết dựa trên mạch phải đối mặt bao gồm độ phức tạp và quy mô của mạch, độ khó trong tối ưu hóa, và khả năng thích ứng với các tác vụ tính toán cụ thể. Hướng giải quyết cho những vấn đề này bao gồm công nghệ nén mạch, thiết kế mô-đun và tăng tốc phần cứng.
Bốn, zk-SNARK mô hình
1. Mô hình thuật toán phổ biến
Mô hình zkSNARK: được Bitansky và các cộng sự đề xuất vào năm 2011, là một cơ chế chứng minh không biết cải tiến.
Mô hình Ben-Sasson: một mô hình zk-SNARK dành cho việc thực thi chương trình trên kiến trúc RISC von Neumann.
Mô hình Pinocchio: một bộ công cụ tạo chứng minh không tương tác hoàn chỉnh, bao gồm trình biên dịch nâng cao và chương trình số học bậc hai (QAPs).
Mô hình Bulletproofs: không cần thiết lập đáng tin cậy, kích thước chứng minh tăng theo tỷ lệ logarit với kích thước giá trị chứng kiến.
Mô hình Ligero: một mô hình chứng minh không kiến thức nhẹ, độ phức tạp giao tiếp tỉ lệ với căn bậc hai của kích thước mạch xác minh.
2. Giải pháp dựa trên PCP tuyến tính và vấn đề logarit rời rạc
Các phương án này bao gồm mô hình Groth16, mô hình Sonic, mô hình PLONK, v.v., dựa trên cặp đường cong ellip và chương trình số học bậc hai, cung cấp hệ thống chứng minh không tương tác zero-knowledge hiệu quả.
3. Giải pháp dựa trên chứng minh của người bình thường
"Chứng minh người bình thường" được Goldwasser, Kalai và Rothblum đưa ra, áp dụng cho nhiều vấn đề khác nhau. Các sơ đồ tiêu biểu bao gồm mô hình Hyrax, mô hình Libra và mô hình Spartan.
4. Chứng minh có thể kiểm tra dựa trên xác suất ( PCP ) zk-SNARK
Các giải pháp này bao gồm mô hình STARK, mô hình Aurora, mô hình Succinct Aurora và mô hình Fractal, thường có đặc điểm thiết lập minh bạch và tính an toàn hậu lượng tử.
5. Phân loại giai đoạn thiết lập cho cấu trúc chứng minh tổng quát CPC(
Hệ thống zk-SNARK có thể được chia thành ba thế hệ: thế hệ đầu tiên cần một thiết lập tin cậy riêng cho mỗi mạch; thế hệ thứ hai chỉ cần một lần thiết lập ban đầu cho tất cả các mạch; thế hệ thứ ba không cần thiết lập tin cậy.
Năm, Tổng quan và phát triển của máy ảo zk-SNARK
) 1. Bối cảnh
zk-SNARK ###ZKVM( là một máy ảo tập trung vào zk-SNARK, mở rộng chức năng của máy ảo truyền thống, có khả năng giảm thiểu rào cản phát triển mạch zk-SNARK một cách tổng quát.
) 2. Phân loại ZKVM hiện có
Chủ yếu được chia thành ba loại:
Loại ZKVM chính thống: như RISCZero, PolygonMiden, zkWASM, v.v.
EVM tương đương ZKVM: Được thiết kế đặc biệt để tương thích với máy ảo Ethereum ###EVM(.
zk-SNARK tối ưu hóa ZKVM: như Cairo-VM, Valida, TinyRAM, v.v.
) 3. Các mẫu trước và sau
Hệ thống ZKP thường được chia thành hai phần: ###frontend( và )backend(. Phần frontend chủ yếu sử dụng ngôn ngữ cấp thấp để biểu diễn ngôn ngữ cấp cao, trong khi phần backend chuyển đổi các mạch mô tả bằng ngôn ngữ cấp thấp do frontend xây dựng thành việc tạo ra chứng thực và xác minh tính đúng đắn.
) 4. Ưu và nhược điểm của mô hình ZKVM
Ưu điểm bao gồm việc tận dụng kiến trúc tập lệnh hiện có, một mạch hỗ trợ nhiều chương trình, mạch có cấu trúc lặp lại, v.v. Nhược điểm bao gồm chi phí do tính tổng quát, chi phí cao của một số thao tác, chi phí chứng minh cao, v.v.
Sáu, Tổng quan và phát triển của máy ảo Ethereum zk-SNARK
1. Bối cảnh
zk-SNARK Ethereum Virtual Machine ### ZKEVM ( được thiết kế đặc biệt cho Ethereum, chủ yếu được sử dụng để xác minh tính chính xác của việc thực thi hợp đồng thông minh, đồng thời bảo vệ quyền riêng tư của giao dịch.
) 2. Cách hoạt động của ZKEVM
Quy trình làm việc của ZKEVM bao gồm các bước xử lý chương trình nút, tạo chứng minh ZK, tổng hợp chứng minh và gửi đến hợp đồng L1.
3. Quy trình thực hiện ZKEVM
Chủ yếu bao gồm các bước lấy dữ liệu, xử lý dữ liệu, tạo chứng minh, chứng minh đệ quy và nộp chứng minh.
4. Đặc điểm của ZKEVM
Các đặc điểm chính của ZKEVM bao gồm nâng cao khả năng xử lý giao dịch, bảo vệ quyền riêng tư và xác minh hiệu quả.
Bảy, Tổng quan và phát triển về giải pháp mạng lớp hai không kiến thức
1. Bối cảnh
Giải pháp mạng lớp hai không cần biết ### ZK Rollup ( là giải pháp mở rộng Ethereum dựa trên zk-SNARK, nhằm nâng cao hiệu suất xử lý giao dịch và giảm chi phí.
) 2. Cơ chế hoạt động của ZK Rollup
ZK Rollup thông qua việc thực hiện giao dịch ngoài chuỗi và tạo ra chứng minh tính hợp lệ, đã giảm đáng kể việc sử dụng tài nguyên tính toán trên chuỗi chính của Ethereum.
3. Hướng tối ưu của ZK Rollup
Các hướng tối ưu chính bao gồm:
Tối ưu hóa tính toán của thuật toán mã hóa
Kết hợp Optimistic và zk-SNARK
Phát triển ZK EVM chuyên dụng
Tối ưu hóa phần cứng
Tám, hướng phát triển tương lai của zk-SNARK
1. Tăng tốc phát triển môi trường tính toán
Bao gồm các mạch tích hợp chuyên dụng ZK-ASIC### và bộ xử lý đồng tác ZKCoprocessor(, phát triển nhằm nâng cao hiệu quả tính toán của zk-SNARK.
) 2. Sự xuất hiện và phát triển của ZKML
zk-SNARK máy học ( ZKML ) áp dụng công nghệ zk-SNARK vào lĩnh vực máy học, thực hiện việc xác minh kết quả tính toán máy học mà không tiết lộ dữ liệu hoặc chi tiết mô hình.
3. Phát triển công nghệ mở rộng ZKP
Bao gồm việc đưa ra khái niệm ZKThreads và ZK Sharding, nhằm kết hợp zk-SNARK và công nghệ phân mảnh, nâng cao khả năng mở rộng và tính tùy chỉnh của blockchain.
( 4. Sự phát triển của tính tương tác của zk-SNARK
Sự xuất hiện của Kênh Trạng thái ZK và Giao thức Tương tác Đa chuỗi ZK nhằm mục đích đạt được khả năng tương tác tài sản và dữ liệu giữa các chuỗi dựa trên zk-SNARK.
IX. Kết luận
Công nghệ zk-SNARK trong lĩnh vực blockchain thể hiện tiềm năng to lớn, đặc biệt trong việc nâng cao bảo vệ quyền riêng tư và khả năng xử lý. Thông qua việc phân tích các công nghệ và xu hướng phát triển mới nhất, bài viết này cung cấp một góc nhìn toàn diện để hiểu và áp dụng công nghệ zk-SNARK, cho thấy vai trò quan trọng của nó trong việc nâng cao hiệu quả và độ an toàn của hệ thống blockchain. Trong tương lai, với sự phát triển hơn nữa về tăng tốc phần cứng, thuật toán chuyên dụng và khả năng tương tác giữa các chuỗi, công nghệ zk-SNARK có khả năng đóng vai trò then chốt trong nhiều kịch bản ứng dụng rộng rãi hơn.
Trang này có thể chứa nội dung của bên thứ ba, được cung cấp chỉ nhằm mục đích thông tin (không phải là tuyên bố/bảo đảm) và không được coi là sự chứng thực cho quan điểm của Gate hoặc là lời khuyên về tài chính hoặc chuyên môn. Xem Tuyên bố từ chối trách nhiệm để biết chi tiết.
16 thích
Phần thưởng
16
3
Chia sẻ
Bình luận
0/400
WhaleMistaker
· 08-05 20:01
Sớm nói đến zk thật thơm nhỉ.
Xem bản gốcTrả lời0
gas_fee_therapist
· 08-05 17:05
zk thật sự không tệ, năm nay bùng nổ lớn.
Xem bản gốcTrả lời0
PensionDestroyer
· 08-05 16:47
Công nghệ zk chính là tương lai, ai hiểu thì sẽ hiểu.
Phân tích toàn diện về công nghệ zk-SNARK: Từ cơ bản đến phát triển trong tương lai
Tổng quan về công nghệ zk-SNARK và triển vọng tương lai
Tóm tắt
zk-SNARK(ZKP) công nghệ như một đổi mới quan trọng trong lĩnh vực blockchain, đã nhận được sự quan tâm và nghiên cứu rộng rãi trong những năm gần đây. Bài viết này cung cấp một cái nhìn tổng quát có hệ thống về quá trình phát triển của công nghệ zk-SNARK trong gần bốn mươi năm, phân tích trọng tâm các nguyên lý thiết kế và phương pháp ứng dụng của công nghệ zk-SNARK dựa trên mạch, ZKVM, ZKEVM, v.v. Bài viết cũng giới thiệu cơ chế làm việc và hướng tối ưu hóa của ZK Rollup như một giải pháp mở rộng Layer 2, cũng như những tiến bộ mới nhất trong tăng tốc phần cứng, giải pháp hỗn hợp, v.v. Cuối cùng, bài viết dự đoán các khái niệm mới nổi như ZKCoprocessor, ZKML, ZKThreads, thảo luận về tiềm năng của chúng trong việc nâng cao hiệu quả, an ninh và bảo vệ quyền riêng tư của hệ thống blockchain.
Mục lục
Một, kiến thức cơ bản về zk-SNARK Hai, zk-SNARK không tương tác Ba, zk-SNARK dựa trên mạch điện Bốn, mô hình zk-SNARK Năm, Tóm tắt và phát triển của máy ảo zk-SNARK Sáu, Tóm tắt và phát triển của máy ảo Ethereum không cần biết Bảy, Tóm tắt và phát triển kế hoạch mạng lớp hai zk-SNARK Tám, hướng phát triển tương lai của zk-SNARK Chín, Kết luận
Một, kiến thức cơ bản về zk-SNARK
1. Tóm tắt
zk-SNARK(Chứng minh không biết, ZKP) do Goldwasser, Micali và Rackoff lần đầu tiên được đề xuất vào năm 1985, là một giao thức có thể xác minh tính đúng đắn của một số mệnh đề mà không tiết lộ bất kỳ thông tin bổ sung nào. ZKP có ba đặc tính cơ bản: tính hoàn chỉnh, tính đáng tin cậy và tính không biết.
Ý tưởng cốt lõi của ZKP là người chứng minh có thể chứng minh cho người xác minh thấy mình sở hữu một thông tin nào đó, mà không cần tiết lộ nội dung cụ thể của thông tin đó. Đặc tính này khiến ZKP đóng vai trò quan trọng trong việc bảo vệ quyền riêng tư và nâng cao khả năng mở rộng của blockchain, trở thành tâm điểm của nghiên cứu học thuật và ứng dụng ngành.
2. zk-SNARK示例
Dưới đây là một ví dụ đơn giản về zk-SNARK, được sử dụng để xác minh xem người chứng minh có một số bí mật nào đó hay không, mà không trực tiếp hiển thị số đó:
Cài đặt: Người chứng minh chọn hai số nguyên tố lớn p và q, tính n = p * q, và tính v = s^2 mod n(s là số bí mật ).
Thách thức: Người xác thực ngẫu nhiên chọn một bit a(0 hoặc 1) gửi cho người chứng minh.
Phản hồi: Người chứng minh tính toán phản hồi g dựa trên giá trị của a. Nếu a=0, g = r; nếu a=1, g = r * s mod n.
Xác minh: Người xác minh kiểm tra g^2 mod n có bằng x( khi a=0) hoặc x * v mod n( khi a=1).
Bằng cách lặp lại quy trình này nhiều lần, xác suất để người chứng minh lừa dối người xác minh bằng may mắn có thể giảm xuống mức rất thấp.
Hai, zk-SNARK
1. Bối cảnh
Các chứng minh không biết truyền thống thường cần nhiều vòng tương tác. Tuy nhiên, trong một số tình huống ứng dụng, như giao dịch ngay lập tức hoặc bỏ phiếu, nhiều vòng tương tác là không khả thi. Chứng minh không tương tác không biết (NIZK) ra đời nhằm giải quyết vấn đề này.
2. Sự đề xuất của NIZK
Blum, Feldman và Micali đã lần đầu tiên đưa ra khái niệm NIZK vào năm 1988. Chứng minh NIZK được chia thành ba giai đoạn: thiết lập, tính toán và xác minh. Trong đó, giai đoạn thiết lập giới thiệu khái niệm chuỗi tham chiếu công khai (CRS), cung cấp nền tảng cho việc tính toán và xác minh sau này.
3. Biến đổi Fiat-Shamir
Biến đổi Fiat-Shamir là một phương pháp chuyển đổi chứng minh không biết đến sự tương tác thành không tương tác. Phương pháp này sử dụng hàm băm thay thế cho một phần ngẫu nhiên và sự tương tác, làm đơn giản hóa đáng kể quá trình chứng minh.
4. Nghiên cứu khác
Nghiên cứu của Jens Groth và các đồng tác giả đã thúc đẩy đáng kể việc ứng dụng NIZK trong mật mã học và công nghệ blockchain. Họ đã đề xuất một hệ thống chứng minh zero-knowledge không tương tác hoàn hảo phù hợp với bất kỳ ngôn ngữ NP nào, đồng thời đạt được những tiến bộ đáng kể về hiệu suất và độ an toàn.
Ngoài ra, các phương pháp như chứng minh không tương tác dựa trên các xác thực viên cụ thể và mô hình đăng ký dựa trên khóa cũng đã cung cấp hướng đi mới cho sự phát triển của NIZK.
Ba, Chứng minh không biết dựa trên mạch zk-SNARK
1. Bối cảnh
Hệ thống chứng minh không kiến thức dựa trên mạch cho thấy ưu thế trong việc xử lý các loại nhiệm vụ tính toán cụ thể, đặc biệt trong các tình huống cần sự song song hóa cao.
2. Khái niệm cơ bản và đặc điểm của mô hình mạch
Mô hình mạch điện chủ yếu được chia thành hai loại lớn là mạch số học và mạch logic. Mạch số học được cấu thành từ các cổng cộng và nhân, thích hợp cho các phép toán số phức tạp; mạch logic được tạo thành từ các cổng logic cơ bản, phù hợp để thực hiện các logic đánh giá đơn giản và tính toán nhị phân.
3. Thiết kế và ứng dụng mạch trong zk-SNARK
Trong hệ thống zk-SNARK, quá trình thiết kế mạch liên quan đến việc biểu diễn vấn đề cần chứng minh dưới dạng mạch, sau đó chuyển đổi mạch thành biểu diễn đa thức. Quá trình này bao gồm các bước biểu diễn vấn đề, tối ưu hóa mạch, chuyển đổi đa thức, tạo chuỗi tham chiếu công khai, v.v.
4. Các khiếm khuyết và thách thức tiềm ẩn
Các thách thức chính mà các chứng minh không biết dựa trên mạch phải đối mặt bao gồm độ phức tạp và quy mô của mạch, độ khó trong tối ưu hóa, và khả năng thích ứng với các tác vụ tính toán cụ thể. Hướng giải quyết cho những vấn đề này bao gồm công nghệ nén mạch, thiết kế mô-đun và tăng tốc phần cứng.
Bốn, zk-SNARK mô hình
1. Mô hình thuật toán phổ biến
Mô hình zkSNARK: được Bitansky và các cộng sự đề xuất vào năm 2011, là một cơ chế chứng minh không biết cải tiến.
Mô hình Ben-Sasson: một mô hình zk-SNARK dành cho việc thực thi chương trình trên kiến trúc RISC von Neumann.
Mô hình Pinocchio: một bộ công cụ tạo chứng minh không tương tác hoàn chỉnh, bao gồm trình biên dịch nâng cao và chương trình số học bậc hai (QAPs).
Mô hình Bulletproofs: không cần thiết lập đáng tin cậy, kích thước chứng minh tăng theo tỷ lệ logarit với kích thước giá trị chứng kiến.
Mô hình Ligero: một mô hình chứng minh không kiến thức nhẹ, độ phức tạp giao tiếp tỉ lệ với căn bậc hai của kích thước mạch xác minh.
2. Giải pháp dựa trên PCP tuyến tính và vấn đề logarit rời rạc
Các phương án này bao gồm mô hình Groth16, mô hình Sonic, mô hình PLONK, v.v., dựa trên cặp đường cong ellip và chương trình số học bậc hai, cung cấp hệ thống chứng minh không tương tác zero-knowledge hiệu quả.
3. Giải pháp dựa trên chứng minh của người bình thường
"Chứng minh người bình thường" được Goldwasser, Kalai và Rothblum đưa ra, áp dụng cho nhiều vấn đề khác nhau. Các sơ đồ tiêu biểu bao gồm mô hình Hyrax, mô hình Libra và mô hình Spartan.
4. Chứng minh có thể kiểm tra dựa trên xác suất ( PCP ) zk-SNARK
Các giải pháp này bao gồm mô hình STARK, mô hình Aurora, mô hình Succinct Aurora và mô hình Fractal, thường có đặc điểm thiết lập minh bạch và tính an toàn hậu lượng tử.
5. Phân loại giai đoạn thiết lập cho cấu trúc chứng minh tổng quát CPC(
Hệ thống zk-SNARK có thể được chia thành ba thế hệ: thế hệ đầu tiên cần một thiết lập tin cậy riêng cho mỗi mạch; thế hệ thứ hai chỉ cần một lần thiết lập ban đầu cho tất cả các mạch; thế hệ thứ ba không cần thiết lập tin cậy.
Năm, Tổng quan và phát triển của máy ảo zk-SNARK
) 1. Bối cảnh
zk-SNARK ###ZKVM( là một máy ảo tập trung vào zk-SNARK, mở rộng chức năng của máy ảo truyền thống, có khả năng giảm thiểu rào cản phát triển mạch zk-SNARK một cách tổng quát.
) 2. Phân loại ZKVM hiện có
Chủ yếu được chia thành ba loại:
) 3. Các mẫu trước và sau
Hệ thống ZKP thường được chia thành hai phần: ###frontend( và )backend(. Phần frontend chủ yếu sử dụng ngôn ngữ cấp thấp để biểu diễn ngôn ngữ cấp cao, trong khi phần backend chuyển đổi các mạch mô tả bằng ngôn ngữ cấp thấp do frontend xây dựng thành việc tạo ra chứng thực và xác minh tính đúng đắn.
) 4. Ưu và nhược điểm của mô hình ZKVM
Ưu điểm bao gồm việc tận dụng kiến trúc tập lệnh hiện có, một mạch hỗ trợ nhiều chương trình, mạch có cấu trúc lặp lại, v.v. Nhược điểm bao gồm chi phí do tính tổng quát, chi phí cao của một số thao tác, chi phí chứng minh cao, v.v.
Sáu, Tổng quan và phát triển của máy ảo Ethereum zk-SNARK
1. Bối cảnh
zk-SNARK Ethereum Virtual Machine ### ZKEVM ( được thiết kế đặc biệt cho Ethereum, chủ yếu được sử dụng để xác minh tính chính xác của việc thực thi hợp đồng thông minh, đồng thời bảo vệ quyền riêng tư của giao dịch.
) 2. Cách hoạt động của ZKEVM
Quy trình làm việc của ZKEVM bao gồm các bước xử lý chương trình nút, tạo chứng minh ZK, tổng hợp chứng minh và gửi đến hợp đồng L1.
3. Quy trình thực hiện ZKEVM
Chủ yếu bao gồm các bước lấy dữ liệu, xử lý dữ liệu, tạo chứng minh, chứng minh đệ quy và nộp chứng minh.
4. Đặc điểm của ZKEVM
Các đặc điểm chính của ZKEVM bao gồm nâng cao khả năng xử lý giao dịch, bảo vệ quyền riêng tư và xác minh hiệu quả.
Bảy, Tổng quan và phát triển về giải pháp mạng lớp hai không kiến thức
1. Bối cảnh
Giải pháp mạng lớp hai không cần biết ### ZK Rollup ( là giải pháp mở rộng Ethereum dựa trên zk-SNARK, nhằm nâng cao hiệu suất xử lý giao dịch và giảm chi phí.
) 2. Cơ chế hoạt động của ZK Rollup
ZK Rollup thông qua việc thực hiện giao dịch ngoài chuỗi và tạo ra chứng minh tính hợp lệ, đã giảm đáng kể việc sử dụng tài nguyên tính toán trên chuỗi chính của Ethereum.
3. Hướng tối ưu của ZK Rollup
Các hướng tối ưu chính bao gồm:
Tám, hướng phát triển tương lai của zk-SNARK
1. Tăng tốc phát triển môi trường tính toán
Bao gồm các mạch tích hợp chuyên dụng ZK-ASIC### và bộ xử lý đồng tác ZKCoprocessor(, phát triển nhằm nâng cao hiệu quả tính toán của zk-SNARK.
) 2. Sự xuất hiện và phát triển của ZKML
zk-SNARK máy học ( ZKML ) áp dụng công nghệ zk-SNARK vào lĩnh vực máy học, thực hiện việc xác minh kết quả tính toán máy học mà không tiết lộ dữ liệu hoặc chi tiết mô hình.
3. Phát triển công nghệ mở rộng ZKP
Bao gồm việc đưa ra khái niệm ZKThreads và ZK Sharding, nhằm kết hợp zk-SNARK và công nghệ phân mảnh, nâng cao khả năng mở rộng và tính tùy chỉnh của blockchain.
( 4. Sự phát triển của tính tương tác của zk-SNARK
Sự xuất hiện của Kênh Trạng thái ZK và Giao thức Tương tác Đa chuỗi ZK nhằm mục đích đạt được khả năng tương tác tài sản và dữ liệu giữa các chuỗi dựa trên zk-SNARK.
IX. Kết luận
Công nghệ zk-SNARK trong lĩnh vực blockchain thể hiện tiềm năng to lớn, đặc biệt trong việc nâng cao bảo vệ quyền riêng tư và khả năng xử lý. Thông qua việc phân tích các công nghệ và xu hướng phát triển mới nhất, bài viết này cung cấp một góc nhìn toàn diện để hiểu và áp dụng công nghệ zk-SNARK, cho thấy vai trò quan trọng của nó trong việc nâng cao hiệu quả và độ an toàn của hệ thống blockchain. Trong tương lai, với sự phát triển hơn nữa về tăng tốc phần cứng, thuật toán chuyên dụng và khả năng tương tác giữa các chuỗi, công nghệ zk-SNARK có khả năng đóng vai trò then chốt trong nhiều kịch bản ứng dụng rộng rãi hơn.