區塊鏈與零知識證明

2021-10-02 07:18:24 字數 1925 閱讀 9410

零知識證明(zero knowledge proof),是這樣的乙個過程,證明者在不向驗證者提供任何額外資訊的前提下,使驗證者相信某個論斷(statement)是正確的。

證明過程包括互動式(interactive) 和 非互動式(non-interactive 兩種。

(零知識證明:零知識,即在證明的過程中不透露任何內情。通俗的來講,就是既證明了自己想證明的事情,同時透露給驗證者的資訊為「零」。)

互動式

零知識證明協議的基礎是互動式的。它要求驗證者不斷對證明者所擁有的「知識」進行一系列提問。證明者通過回答一系列問題,讓驗證者相信證明者的確知道這些「知識」。然而,這種簡單的方法並不能使人相信證明者和驗證者都是真實的,兩者可以提前串通,以便證明者可以在不知道答案的情況下依然通過驗證。

非互動式

非互動式零知識證明不需要互動過程,避免了串通的可能性,但是可能需要額外的機器和程式來確定實驗的順序。

為什麼區塊鏈要用到零知識證明?

目前zcash(大零幣)使用零知識機制來證明交易有效,其零知識方法為:zk-snark是「zero knowledge succinct non-interactive argument of knowledge」的縮寫。zcash可以將交易紀錄上的交易雙方和金額都加密隱藏起來,因此礦工無從得知這些交易上的細節,但仍然可以驗證交易。

1、 zero knowledge:零知識,即在證明的過程中不透露任何內情,如上文的例子所示。

2、 succinct:簡潔的,主要是指驗證過程不涉及大量資料傳輸以及驗證演算法簡單。

3、 non-interactive:無互動。

4、 arguments:驗證者只對計算能力有限的證明者有效。擁有足夠計算能力的證明者可以偽造證明。這也叫「計算可靠性"(相對的還有」完美可靠性")。

5、 of knowledge:對於證明者來說在不知道證據(witness,比如乙個雜湊函式的輸入或者乙個確定 merkle-tree 節點的路徑)的情況下,構造出一組引數和證明是不可能的。

零知識證明大體由四部分組成:

1.給定 e(x),很難推導出x.

2.不同的輸入,對應不同輸出

3. e(x+y) 可以由 e(x),e(y)計算出來。乘法同態類似。

在zcash中,摒棄了之前的utxo方式,而是使用了一種基於utxo,被稱為note(支票)的新方式代替。note代表了當前賬戶對資產的支配權,與utxo不同,賬戶餘額的儲存方式不再是「未消費的交易輸出」,而是「未被作廢的支票(note)」;乙個note是由所有者公鑰pk、所擁有金額v、和唯一區分支票的序列號r組成,表示為note=(pk, v, r)。

透明位址交易的輸入、輸出直接是可見的note資訊;隱藏位址交易,輸入和/或輸出的位址和金額是隱藏的。

在zcash的隱藏位址交易中,交易的輸入輸出不再是明文的note,而是note的簽發廢棄通知

左側代表的是「簽發的新的note」,右側代表的是「作廢的note」。每次進行轉賬,就會把轉賬方的note放到作廢列表裡,代表此note已經作廢,同時為收款方建立一張等額的note。這樣就實現了「資產的轉移」,並且由於都是記錄的note的雜湊值,因此並不知道被廢棄的和新簽發的note的內容,這樣就做到了隱藏交易雙方及交易細節。

礦工怎麼能夠確認這些匿名交易是真實有效的呢?(運用零知識證明的部分)

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