Web3のインフラを詳しく解説:ゼロ知識証明
Web3践行者
2022-12-24 11:00
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ゼロ知識証明テクノロジーは、プライバシー コンテンツと信頼の解決、特に Dapp のパフォーマンス向上の観点から、ますます多くのブロックチェーン プロジェクトで支持されています。

実際には、携帯電話の転送回数、カードの残高、通話データ、さらにはオブジェクト情報に至るまで、データ情報の安全性に細心の注意を払い、一般に公開されることはありません。プライバシーとそれに対応するデジタル資産、プライバシーの保護は徐々に重要な問題となっており、国民の合意、つまりプライバシーの権利も法律によって保護されています。

一方で、ブロックチェーンの追跡可能な特性により、取引情報とデータソースを確認することができ、チェーン上のデジタル資産の所有権にとって信頼できる技術であるため、多くの伝統的な紛争や不当、虚偽、誤って決定された事件を入手することができます。まったく新しいデジタルソリューションですが、その一方で、セキュリティ対策が講じられていない情報の側面はパブリックチェーン上に完全に公開されていますが、多くの悪徳ハッカーは十分な利便性を手に入れています。固有の資産はいつでもハッカーの次の標的になる可能性があります。

パブリックチェーン上の取引において、ある程度のプライバシーを確​​保するにはどうすればよいでしょうか?取引を促進したいのですが、次のような個人チェーン上のアドレスの資産情報を他人が簡単に追跡することは望ましくありません。

AがBにNFTを販売する場合、BはまずAのアドレスに送金し、確認後にAがBのアドレスにNFTを送金する必要があり、情報不信の問題が発生し、Aはウォレットアドレス内の資産をBに公開する必要があります。 B に知らせる その中に欲しい NFT もあるのですが、A の資産情報が B の視界にさらされており、この時に B に悪意やハッカーがあれば、A は詐欺の可能性に陥ります。

最初のレベルのタイトル

ゼロ知識証明 (ZKP) とは

ゼロ知識証明とは、関連情報を開示することなく、特定の権利や利益の法的所有者であることを完全に証明できることを意味し、特定のデータセットの有効性を検証し、同時にデータのプライバシーを保護することができます。

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簡単な例

A は、この部屋は唯一の鍵でのみ開けられ、他の方法では開けられないと仮定して、自分がこの部屋の所有者であることを B に証明する必要があります。現時点では 2 つの方法があります。

  • A が B に鍵を見せ、B がその鍵を使用して部屋のロックを解除することで、A がその部屋の正しい鍵を持っていることが証明されます。

  • Bは部屋の中に物があると判断し、Aは自分が持っている鍵で部屋のドアを開け、物を取り出してBに見せることで、部屋の鍵を持っていることを証明します。

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副題

SNARK

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STARK

STARKの正式名称は「ゼロ知識スケーラブル透明知識論証」(中国語では「ゼロ知識スケーラブル透明知識証明」)。この暗号証明では、証明者と検証者の間での対話はほとんど必要ありません。 SNARKsに対するSTARKsの最大の利点は、証明時間が短く、拡張が容易であることです。また、STARKはハッシュ関数を使用しているため、量子攻撃にも耐性があります。

それぞれに異なる長所と短所があります。 2 つの ZK 証明の主な違いは次のとおりです。

  • プルーフサイズ: STARK は SNARK よりも大きく、プルーフが大きいほど計算量が多くなり、ガス料金が高くなるため、イーサリアムでの検証にコストがかかることも意味します。

  • スケーラビリティ: 実装にもよりますが、STARK は一般に SNARK よりも効率的であると考えられています。証明と検証 STARK の複雑さのスケールは、証明された計算の複雑さに関して準直線的に増加しますが、SNARK の複雑さは直線的に増加します。これは、より優れた計算を証明する場合、STARK が SNARK よりも優れていることを意味します。

  • エコシステムとプロジェクト: SNARK は古くから存在しているため、STARK よりも SNARK を使用するプロジェクトの方がはるかに多くあります。

  • 再帰: SNARK は再帰をサポートしています。複数の子 SNARK を証明する親 SNARK を作成できます。これは、多くのスケーリング ソリューションで使用される主要な機能です。 STARK は再帰をサポートしていません。

  • 量子安全性: SNARK は楕円曲線暗号を使用しますが、これは量子安全性ではありません。量子コンピューティングの進歩により、SNARK ベースのシステムが攻撃に対して脆弱になる可能性があります。 STARK は、その暗号化スキームがハッシュ関数に依存しているため、脆弱ではありません。

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副題

zk-STARKを使用したプロジェクト

StarkEx: StarkEx はイーサリアム上のレイヤー 2 拡張ソリューションであり、STARK プルーフを使用して自己保管トランザクションを検証し、その上でトランザクションおよび支払いアプリケーションを開発します。 StarkEx に基づくプロジェクトには、DeversiFi、Sorare、dYdX が含まれており、これらは数億件のトランザクションを完了し、数千億ドルの取引額を達成しています。ただし、StarkExはスマートコントラクト機能をサポートしていないため、完全に機能するdAppを実現することはできません。

StarkNet: StarkNet は、開発者がイーサリアムの zk-rollup にスマート コントラクトを展開するために使用できる汎用プラットフォームです。イーサリアムの主流の dApps Aave と Maker はどちらも StarkNet でローンチする予定です。アプリケーションのスケーラビリティを向上させるために、StarkEx の zk-rollup を StarkNet でリリースすることもできることは注目に値します。

計算とスケーラビリティにおける STARK の利点を最大限に活用するために、StarkWare は、STARK 証明を作成するために特別に設計された効率的でチューリング完全なプログラミング言語である Cairo 言語を開発しました。これは、StarkWare が開発者エコシステムを活性化するために開発ドキュメント、フレームワーク、その他のツールを必要とすることを意味します。

Immutable X: Immutable X は、NFT とトークンの鋳造と取引のための NFT プラットフォームです。プラットフォームは StarkEx を使用して独自の zk-rollup を作成します。 Immutable XプラットフォームでのNFTの鋳造と取引量は数百万に達し、イーサリアムネットワークの混雑時でもコストを低く抑えることができます。

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zk-SNARKsを使用したプロジェクト

Zcash: Zcash は、以前は ZeroCash として知られていました。名前の「ゼロ」は、プライベートトランザクションを実現するためのゼロ知識証明技術の使用を指します。 Zerocash は、業界でのゼロ知識証明テクノロジーの採用を推進した初期の暗号プロジェクトの 1 つです。

Loopring: Loopring はイーサリアム上の DEX で、オーダーブックトランザクションをサポートしますが、ユーザー資産をホストしません。 Loopring は Chainlink Price Feed に接続されており、数十億のトランザクションを持つ数十万のユーザーにサービスを提供しています。

zkSync 1.0: zkSync 1.0 はイーサリアムのロールアップです。 StarkEx と同様に、トークンの転送と交換をサポートしますが、スマート コントラクトはサポートしません。このプロトコルは Matter Labs によって開発されました。

zkSync 2.0: StarkNet と同様、zkSync 2.0 もイーサリアムのレイヤー 2 拡張ソリューションです。 Volition インフラストラクチャは、スマート コントラクトをサポートするために採用されています。 zkSync は、zk-SNARK を使用してトランザクションを検証し、PoS システム zkPorter を使用してデータの可用性を保証します。 zkSync 2.0 と StarkNet の主な違いは、前者は有効性の証明に加えて EVM と互換性があることです。 1inch、Alchemix、Curve はすべて zkSync 2.0 でリリースされる予定です。

ZigZag: ZigZag は、オーダーブック モデルを使用して ERC-20 トークンを取引する分散型取引プラットフォームです。対照的に、ほとんどの DEX は自動マーケット メーカー (AMM) モデルを使用します。 ZigZag のオーダーブック モードは、zk-rollup の強力なスケーラビリティの恩恵を受けています。 zkSync レジストリ内のトークンはすべて ZigZag で取引できます。このプロトコルは現在 zkSync 1.0 で実行されていますが、zkSync 2.0 および StarkNet でリリースされる予定です。

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ゼロ知識証明のインフラストラクチャの役割

Web3 トランザクションによって生成される信頼問題には多くの新しい解決策がありますが、ブロックチェーン テクノロジーとコンセンサス フォームの発展により、ゼロ知識証明は徐々にインフラストラクチャの力の一部になってきました。現在、ゼロ知識証明には 2 つの主な用途があります。

  • プライバシー: ブロックチェーン上で活動を行う際に公開されるデータの量を最小限に抑えます。

  • スケーラビリティ: 集中的な計算をオフチェーンで実行できるため、計算が誠実に実行されたことを示す簡潔な証拠を作成するコストが安くなり、オンチェーンでリリースできます。

特にスケーラビリティの利点と価格の点で、次のような多くの DAPP のパフォーマンスをさらに向上させることができます。

  • 正確な市場データ

  • 検証可能な乱数

  • スマートコントラクトの自動化

  • 予備金証明書

  • 要約する

要約する

プライバシーの要求とスケーラビリティの利点により、より多くのブロックチェーン プロジェクトの推進と開発が改善されており、ゼロ知識証明の技術とサービス オブジェクトも絶えず開発されており、これによりブロックチェーン業界全体のレベルが向上し、ニーズとニーズを備えたユーザーが作成されています。変革を望む伝統的な業界は Web3 に参入し、信頼コストと取引の障害を取り除き、Web3 の繁栄したエコロジーを実現します。

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