1. Tóm tắt
Phương pháp này được phát triển vào những năm 1980 bởi một nhóm các nhà toán học.
Zcash là tiền điện tử đầu tiên triển khai công nghệ này, nhưng các dự án khác cũng đã được sử dụng.
Trên các mạng blockchain như Bitcoin, tất cả các hoạt động tài chính của người dùng đều được ghi lại trên một sổ cái công khai cho tất cả mọi người xem. Những kẻ buôn bán ma túy trên “con đường tơ lụa” đã bị bắt khi cố rửa Bitcoin vì Bộ An ninh Nội địa có thể theo dõi từ các giao dịch đầu tiên của chúng một cách rõ ràng. Có lẽ những kẻ buôn bán ma túy sẽ bị bắt, nhưng điều gì sẽ xảy ra nếu chính phủ xảy ra tham nhũng hoặc vi phạm các quyền cơ bản của con người. Các tài sản tiền điện tử như Bitcoin từng hứa hẹn sự tự do khỏi sự thống trị độc đoán của các quốc gia, nhưng liệu có thể có tự do khi mà không có quyền riêng tư？ Đó là nơi xuất hiện của ZKP.
Chúng ta sẽ khám phá cách thức hoạt động của ZKP, ai đã phát minh ra chúng và cách chúng hiện đang được triển khai trong blockchain và các nơi khác.
2. Zero Knowledge Proofs là gì？
Zero Knowledge Proof là một phương pháp được sử dụng trong mật mã để chứng minh rằng chúng ta biết một kiến thức nào đó nhưng không tiết lộ thông tin đã biết một cách trực tiếp. Về cơ bản, nó cho phép thông tin cá nhân được giữ bí mật trong một cuộc trao đổi. ZKP là bằng chứng gián tiếp cho phép bạn chứng minh bạn biết một bí mật mà không bao giờ tiết lộ bí mật cho bất kỳ ai khác. Bạn chỉ chứng minh rằng bạn đang nói sự thật.
Khái niệm: Provers và Verifiers
Trong Zero Knowledge Proof, vai trò cơ bản là người kiểm tra (provers) và người xác minh (verifiers). Người kiểm tra phải chứng minh rằng bạn biết được thông tin bí mật đó. Người xác minh phải có khả năng xác minh thông tin bí mật đó là đúng.
Nó hoạt động bởi vì người xác minh yêu cầu người kiểm tra làm những điều mà chỉ có thể được thực hiện nếu người kiểm tra chắc chắn biết bí mật. Nếu thông tin được cung cấp là dự đoán, thông tin đó đó cuối cùng sẽ được chứng minh là sai bằng các bài kiểm tra của người xác minh. Nếu thông tin bí mật được biết, thì thông tin đó sẽ vượt qua bài kiểm tra xác minh mọi lúc mà không có vấn đề gì. Nó giống như khi một ngân hàng hoặc tổ chức yêu cầu bạn cung cấp các chữ cái của một từ bí mật đã biết để xác minh danh tính của bạn. Bạn không nói cho ngân hàng biết có gì trong tài khoản ngân hàng của bạn, bạn chỉ nói với họ rằng bạn biết trình tự của các từ khóa nhất định.
3. Zero Knowledge Proofs có gì đặc biệt？
Trong giao thức dựa trên zk-SNARKs, phải có “thiết lập đáng tin cậy” để khởi động hệ thống. Thông tin được sử dụng khi khởi động nếu rơi vào tay kẻ xấu có thể được sử dụng để gây nguy hiểm và làm hỏng toàn bộ hệ thống sau khi nó được triển khai. Trong Zcash, các khóa cá nhân được sử dụng khi khởi chạy và các máy tính xử lý chúng sẽ bị phá hủy.
Sự phát triển
Giai đoạn thiết lập đáng tin cậy được coi là một lỗ hổng bảo mật vì mọi người cần tin tưởng rằng thông tin được sử dụng trong quá trình thiết lập đã bị phá hủy đúng cách. Để khắc phục những thiếu sót của zk-SNARK, zk-STARKs đã được tạo ra. Zk-STARKs là một loại ZKP không yêu cầu giai đoạn thiết lập đáng tin cậy và cũng tuyên bố có khả năng mở rộng và hiệu quả hơn zk-SNARK.
StarkWare là một công ty đang phát triển các công cụ và phần mềm zk-STARKs để làm cho các blockchain riêng tư và có thể mở rộng hơn. Nó được đồng sáng lập bởi Alessandro Chiesa, một trong những nhà nghiên cứu đã tạo ra zk-SNARK.
4. Bạn có thể làm gì với Zero Knowledge Proofs？
Aztec là một dự án đang tìm cách mang lại các ZKP cho mạng Ethereum hiện tại bằng cách xây dựng số lượng lớn các hợp đồng thông minh tập trung vào quyền riêng tư. Các hợp đồng thông minh hoàn toàn riêng tư này có thể được sử dụng để tạo mã thông báo Ethereum riêng tư và các tổ chức phi tập trung (DAO). Bản nâng cấp Ethereum, có tên mã là Istanbul, được thiết kế đặc biệt để giảm chi phí của các ZKP giống như các bằng chứng được sử dụng bởi Aztec.
Các blockchain khác cũng bắt đầu coi trọng quyền riêng tư. Tron đã triển khai một phiên bản zk-SNARKs trên mạng của mình mặc dù không phải tất cả các giao dịch đều là riêng tư.
Tương lai cho ZKP
Số lượng các công cụ zero-knowledge và các tích hợp của nó chắc chắn sẽ tiếp tục tăng theo các quy định bảo vệ dữ liệu, GDPR và nhu cầu thị trường mạnh mẽ hơn về bảo đảm an ninh.
Việc xâm nhập vào dữ liệu cá nhân của ai đó sẽ trở nên khó khăn hơn vì bất kỳ người nào không được phép truy cập sẽ không thể nhìn thấy dữ liệu.
Với sức mạnh của công nghệ zero-knowledge proof, công nghệ sẽ trở thành một thành phần quan trọng của hầu hết các chiến lược tuân thủ GDPR một cách nghiêm ngặt.
5. Những dự án triển khai công nghệ ZKP
NuCypher là một dự án ICO mạnh mẽ đang được xây dựng trong mạng lưới để tái mã hóa proxy. Ý tưởng của dự án này là bạn sở hữu một tài liệu bí mật nào đó và bạn mã hóa nó bằng private key của mình. Nếu bạn muốn chia sẻ tài liệu được mã hóa đó với một đồng nghiệp, bạn phải cho anh ta biết private key của bạn, đó KHÔNG phải là một điều nên làm! Thay vào đó, đây là nơi tái mã hóa proxy có ích. Công nghệ này cho phép bạn tạo khóa được tái mã hóa tương đương với public key của ai đó. Bây giờ, bạn có thể chia sẻ tài liệu một cách an toàn với mã mới được tái mã hóa để người nhận có thể mở nó bằng private key của họ.
NuCypher làm việc với một mạng lưới các node chịu trách nhiệm cho các khóa được tái mã hóa vì các khóa được lưu trữ thành nhiều phần trên nhiều nút để làm cho các dữ liệu trở nên an toàn hơn. Để làm cho mọi việc trở nên nhanh hơn, mạng lưới sử dụng một dạng dẫn xuất của công nghệ ZKP: non-interative zero-knowledge (NIZK) với mục đích xác minh tính chính xác của kết quả từ quá trình tái mã hóa, để tránh trường hợp các nút KMS gian lận mà không bị bắt.
- Nuggets
Dự án Nuggets kiểm soát người dùng khi mua hàng trực tuyến. Bạn sở hữu dữ liệu cá nhân của mình và quyết định lượng dữ liệu sẽ được chia sẻ với các cửa hàng trực tuyến nơi bạn đang mua sản phẩm. Nguyên nhân đằng sau ý tưởng Nuggets này là do các cơ sở dữ liệu tập trung thuộc sở hữu của các cửa hàng trực tuyến thường thiếu an ninh và là một mục tiêu tiềm năng cho tội phạm đánh cắp dữ liệu. Nuggets không phải là duy nhất. Tuy nhiên, blockchain Nuggets đã thực hiện công nghệ ZKP để ẩn thông tin cá nhân của giao dịch.
- ZCash
ZCash, còn được gọi là Zerocash, mở rộng giao thức và phần mềm cơ bản của Bitcoin. ZCash đã thêm ZK-SNARK vào blockchain bitcoin để mã hóa tất cả dữ liệu giao dịch trong sổ kế toán, trong khi vẫn chứng minh được rằng họ đã không chi tiêu gấp đôi cho ZK-SNARK.
- Enigma
Theo dự án Enigma, công nghệ ZKP rất quan trọng, nhưng không đủ để đáp ứng mọi nhu cầu về quyền riêng tư, đặc biệt là khi phải bảo mật tính toán. Một trích dẫn thú vị từ Enigma nói rằng:
“Trong thực tế, ZKP hữu ích khi một bên có quyền truy cập vào dữ liệu muốn chứng minh cho người khác thấy, mà không tiết lộ dữ liệu cho họ. Trong trường hợp liên quan đến nhiều bên, họ sẽ không thể tin tưởng ngay cả khi đã xem xét tất cả dữ liệu. Điều này càng nghiêm trọng trong cài đặt hợp đồng thông minh, nơi các bên thực thi các tính toán không đáng tin cậy và ẩn danh.”
Enigma muốn nhìn xa hơn cả công nghệ ZKP và thúc đẩy nghiên cứu chuyên về các hợp đồng thông minh bí mật. Bảo mật tính toán cho các hợp đồng thông minh sẽ trở thành một nhu cầu quan trọng để nâng không gian blockchain lên một tầm cao mới. Nghiên cứu của dự án Enigma rất quan trọng cho tương lai của công nghệ blockchain.