「入门科普」零知识证明（ZKPs）入门：Web3 非技术背景研究者可参考

原文作者：Varun Shenoy

编译：BTX Capital

零知识证明(ZKPs)将彻底改变我们对隐私和比例计算的看法。如今它正走上高速发展的道路，如果不想被落下，请看这篇为你量身打造的文章。

尽管ZKPs最近才在加密货币行业中流行起来，但它有着悠久的历史。

1987年,James Gleick就在《纽约时报》上发表了一篇题为“A NEW APPROACH TO PROTECTING SECRETS IS DISCOVERED”的文章。

甚至在区块链出现之前，Gleick就描述了ZKPs可能的用途，比如保护信用卡号和军事访问码等。文章中提到的几位研究人员，在几十年后因为他们在密码学方面的工作而荣获图灵奖。

但是直到现在，缺乏软件工具、高速硬件和替代方案阻碍了ZKPs成为主流。这类似于网络算法很早出现了，但是也就是在近年随着计算和软件的进步才得到蓬勃发展。

但是ZKPs的工作原理是什么？

这需要我们通过大量的群论和"ZK回路"的庞大工程来解释论证，这些内容我们就保留到另一个长文中阐释。

那么现在暂且让我们把ZKPs看作一个黑盒子，它允许某人证明他们知道一些信息，但是并不泄露信息。即使相关的计算需要很长时间才能完成，ZKPs也可以非常快地得到验证。

举个例子：Alice、Bob和Carol正在谈话。Alice问了Bob一个问题，但不想让Carol知道答案。Bob则可以用一个ZKP来回应，这将确认他知道答案，而不透露答案。

ZKPs输出的结果只包含是与否，但是从不说谎。

回到现在，ZKPs承诺了三个用例。

让我们再来看看最流行的智能合约区块链。以太坊上的所有交易都是公开的。如果世界金融系统一夜之间转移到以太坊，你可以看到每个人的工资、交易以及他们与谁互动。

想象一下，如果你所有的Venmo交易都是公开的（这就是以太坊），到底会变成什么样？交易不只是朋友之间分配食物，它们可能包括向在受制裁国家的家人汇款或支付医疗费。

但在Venmo上，你可以选择将一些交易保密。ZKPs允许区块链参与者灵活选择他们想要公开和隐藏的交易。

如果在考虑这些问题下使用ZKPs，就可以实现使用政府抵制的支付方式进行支付。

金融机构可以在不泄露alpha信息的情况下私下进行加密货币投资。这与针对国会议员的投资法类似，ZKPs可以在一定时间内隐藏投资，然后通过智能合约链将其披露。

ZKPs不仅仅是一种加密货币，更可以进行更多的私有用户认证与实现硬件安全密钥。

就像比特币之于可编程货币，ZKPs可用于可编程隐私。这是一个完全新颖的概念!

ZKPs还可以让金融透明度达到一个全新的水平。

公司可以有选择地公开某些付款以便审计追踪，同时隐藏有关机密客户、员工工资、承包商、供应商和投资的信息。

此外，金融实体可以被迫向世界其他地区提供偿付能力证明。每隔几周，监管机构就可以要求银行公布一份ZKP，向所有人证明它们的资产超过负债。

现在，让我们看看可验证计算中的ZKPs。如果您想把一项困难的任务交给更适合做这件事的机器，该怎么办呢?如果你不相信那台机器的结果是因为它是由第三方运行的呢?

这种情况下，您可以要求机器提交一个ZKP，就能解决问题。

目前，区块链的一个大问题是扩容。一种解决方案是使用Rollup。链上空间是昂贵的，然而ZK Rollup则将原本位于主网上的计算转移到成本更低的计算环境中。最后，只提交给主网一个较短的ZKP。

有完整的L1区块链专门使用ZKPs用于比例计算，例如@MinaProtocol。想象一下，区块链的整个状态存储在一组跨节点共享并并行更新的ZK证明中，这样就可以实现在几秒钟内设置一个新节点!

但天下没有免费的午餐。ZKPs有什么弊端，为什么现在他们才蹦出来?

这是由于有别的替代品。例如@arbitrum和@optimismFND给出了一个更缩放比例计算的集合，并且都在主网上得到使用。但是一旦ZKPs达到更快的证明速度，我们就可以看到ZK-rollup超越其他选择。

ZKPs涉及复杂的计算，其中许多在以前的计算中是不需要的，这使得硬件成本高昂。例如，在以太坊上验证单个ZKP的成本可能高达500K gwei。由于类似的原因，ZKP验证的成本也很高。

工程师们正从两个方面努力解决这些问题。

总结来说：

当涉及到用户隐私时，ZKPs提供了一个新选择。尤其是分布式计算的未来，可以将依靠ZKPs将密集的工作分配给第三方。ZKPs的开发工具仍然是新的，现在是开始发展ZKPs的最佳时机。

原文标题：《Zero knowledge proofs (ZKPs) will revolutionize how we think about privacy and scaling computation》

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