ZKVerse : 零知识证明的简单介绍

欢迎来到 “ZKVerse”，一个致力于探索零知识证明的内容系列。这项技术最近作为解决以太坊扩容的关键解决方案之一出现，被认为将使以太坊网络能够容纳新一批的10亿用户。不过，零知识的前景和它的神秘性一样，还有待验证。在这个系列文章中，我们将用通俗易懂的语言为你全面解读有关这项技术的信息。

Polygon 是一个无与伦比的前沿零知识研究集合地：Polygon Hermez、Nightfall、Polygon Miden 和新宣布的 Polygon Zero。ZKVerse 将为这些项目内部的专业知识提供系列文章，包含最新的一线实践经验，同时也将便于非专业读者阅读。我们将介绍核心概念，解释技术的发展方向，预期会产生什么样的影响以及何时产生。但让我们从最基本的开始：什么是零知识，为什么应该被关注？

数据：Polygon zkEVM TVL过去7天增幅超20%:7月10日消息，据L2BEAT数据显示，zkSync Era TVL为6.42亿美元，过去7天跌幅为11.11%。Polygon zkEVM TVL为4876万美元，过去7天增幅为20.76%。[2023/7/10 10:12:52]

在过去的几年里，以太坊社区最紧迫的问题是如何提高网络的能力，以处理更多的交易。

DeFi 和 NFTs 中新应用的爆发给网络带来了拥堵和 gas 费的飙升。解决方案是将计算移到所谓的 Layer 2 ，这是一个集合术语，特指存在于以太坊主网之外但仍然依靠它来保证安全性的扩展方案。而这里就有零知识发挥其魔力的地方。

火币ZKS活动奖励将双倍发放:据官方消息，Huobi Global的ZKS双重赚币活动奖励将在原先基础上双倍发放，已结束的ZKS交易和挖矿活动奖励也将双倍发放，补发奖励将在活动结束后7日内完成发放。

同时，Huobi Global已于2月25日完成对ZKS持有者空投ZKS的发放。用户可登录火币账户查看。[2021/2/25 17:52:34]

月球数学 moon math

零知识证明是一种证明方式，用来证明你知道什么，但不透露你知道的具体是什么或你通过何种方式知道。在密码学设置中，这意味着有人（证明者，Prover）需要证明他们知道什么，其他人（验证者，Verifier）需要验证“证明者知道”为真。

Ethereum 9?创始人发布以太坊二层隐私扩容解决方案 Zkopru:Ethereum 9?创始人Wanseob Lim在太坊技术论坛ethresear.ch发布以太坊二层隐私扩容解决方案Zkopru。该方案采用zk-SNARK 和 optimistic rollup，以实现隐私交易的二层扩容解决方案，支持在二层网络中以低成本实现ETH，ERC20，ERC721之间的隐私转移和隐私原子交换，此外，借助预付功能，用户可以在最终确认之前从第二层提取资产。每笔基于以太坊区块链的隐私交易消耗8800 gas费，当gas限制为11.95M且区块时间为13.2s时，其最大TPS为105。[2020/7/20]

假设 Bob 要求 Alice 证明她知道某个绘本人物在哪个绘本的哪个具体位置。Alice 同意了，但不想告诉 Bob 该绘本人物具体在绘本的第几页的哪个位置，或者不想让 Bob 知道她是如何找的。Alice 可以通过复制包含该人物的页面，把该人物剪掉以拿给 Bob 证明她知道。

动态 | Matter Labs推出ZK-Sync测试网:据Coindesk消息，加密研究中心Matter Labs今日发布了ZK-Sync的测试网，计划于2020年1月全面启动。该公司称这是朝着使区块链与集中式系统竞争以每天处理数百万笔交易迈出的一步。据悉，该测试网基于开源ZK Rollup，作为最被看好的扩容方案之一，该机制构想最早由V神提出，由第二层扩展解决方案使用零知识证明（也称为zk SNARKs）和最近从伊斯坦布尔硬分叉对以太坊网络的更改来实现。[2019/12/5]

这就是简言之的零知识证明，由麻省理工学院的一群研究人员在 1989 年提出这一概念，但其背后的科学非常复杂，直到最近它还被认为是“月球数学（moon math）”。三十年后的今天，这个概念正被应用于解决区块链面临的一些的挑战，如：可扩展性、安全性和隐私。我们正在见证零知识方案的寒武纪大爆发，每一种零知识方案都有自己的优点和潜在的应用。

ZK Rollup 是如何帮助扩展以太坊呢？

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Rollups 是建立在以太坊之上的 Layer 2 协议。之所以被称为 Rollups 是因为它将大量用户的单笔转账 "卷" 为一个整体的交易打包到一个区块中。这种将计算移至链外的方式有助于减少以太坊的拥堵，并减少用户的整体 gas 成本。虽然 Rollups 仍然需要支付费用以在以太坊上记录成“卷”的交易，但每笔交易的成本会非常便宜，因为这个整体交易的费用是由许多用户共同支付的。

在 ZK Rollup 中，一个智能合约处理并验证所有的交易在链外有效。该有效性证明（validity proof）被公开记录在链上，在以太坊区块中永不抹灭。另一种主要的 Rollup 被称为 Optimistic，因为它假设所有交易都是正确合规的，并依赖于称为欺诈证明（fraud proofs）的挑战。

ZK Rollups 有很多优点

因为有效性证明本身比它们所代表的数据小得多，所以验证一个区块的速度更快，成本更低。

一些被以太坊的联合创始人 Vitalik Buterin 称为“快速解决方案”的开发正在进行中，以减少 Rollups 使用的特定类型数据的 gas 费，这将加速 Rollups 的采用。

以并行计算方式将转账“卷”起来，这鼓励了去中心化。

将资金从 Layer 2 转移到以太坊没有任何延迟，这个过程对于 Optimistic Rollups 来说需要一个星期。

从有效性证明中抽象出交易细节，对隐私也有积极的影响。

ZK Rollups 的挑战

某些类型的零知识必须经历一个费力和麻烦的初始化阶段，称为“可信设置环节（Trusted Setup Ceremony）”。（一个经典的例子，请查看 Radiolab 关于 Zcash 的先锋作用的文章）。

零知识证明需要强大的计算机来运行，并且需要大量的数据优化来达到其扩展潜力，所有这些都可能限制验证者规模。

量子计算有可能构成威胁，但一些类型的零知识能经得住考验，不会过时。

随着这些障碍被克服，ZK Rollups 将成为模块化区块链架构的重要组成部分，模块化区块链被认为这是 Web 3.0 基础设施的未来。Polygon 相信，零知识加密技术将是我们未来几年的核心资产。

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