Zero-knowledge proof là một phương pháp được sử dụng trong cryptography để chứng minh rằng một cái gì đó đã được biết đến mà không tiết lộ thông tin đã biết một cách trực tiếp.

Tóm tắt

• Zero knowledge proof là một loại mật mã cryptography nắm giữ các chi tiết của một giao dịch.

• Phương pháp này lần đầu tiên được phát triển vào những năm 1980 bởi một nhóm các nhà toán học.

• Zcash là loại cryptocurrency đầu tiên triển khai công nghệ này và những công nghệ khác cũng đã theo sau.

Trên các mạng lưới blockchain như Bitcoin, tất cả các hoạt động tài chính của chúng tôi được ghi lại trên một sổ cái công khai cho tất cả mọi người xem. Những kẻ buôn ma túy trên Silk Road đã bị chứng kiến khi cố gắng rửa tiền bằng Bitcoin vì Bộ An ninh Nội địa có thể theo dõi các giao dịch trở lại ban đầu rõ ràng của chúng. Có lẽ những kẻ buôn bán ma túy sẽ bị bắt, nhưng điều gì sẽ xảy ra nếu chính phủ bị tham nhũng hoặc vi phạm các quyền cơ bản của con người.

Các tài sản crypto như Bitcoin đã từng hứa hẹn sự tự do khỏi sự thống trị độc đoán của các quốc gia, nhưng liệu sự tự do mà không có quyền riêng tư có thể tồn tại không? Đó là nơi xuất hiện zero-knowledge proofs.

Chúng ta sẽ khám phá cách thức hoạt động của zero-knowledge proofs, ai đã phát minh ra chúng và cách chúng hiện đang được triển khai trong blockchain và ở các nơi khác.

Zero-knowledge proofs là gì?

Zero-knowledge proof là một phương pháp được sử dụng trong cryptography để chứng minh rằng một cái gì đó đã được biết đến mà không tiết lộ trực tiếp thông tin đã biết. Về cơ bản, nó cho phép thông tin cá nhân được giữ bí mật trong một sàn giao dịch. Zero-knowledge proofs là bằng chứng gián tiếp cho phép chứng minh một bí mật mà không bao giờ tiết lộ cho bất kỳ ai khác. Bạn chỉ chứng minh được chúng hoạt động đúng cách nếu bạn nói sự thật.

Khái niệm: Provers (người thử nghiệm) và Verifiers (người xác minh)

Trong zero-knowledge proofs, vai trò cơ bản là người thử nghiệm và người xác minh. Người xác minh phải chứng minh rằng họ biết được bí mật. Người xác minh phải có khả năng xác minh người thử nghiệm đang nói sự thật.

Nó hoạt động khi người xác minh yêu cầu người thử nghiệm thực hiện những điều mà chỉ có thể được hoàn thành nếu người thử nghiệm chắc chắn biết bí mật. 

Nếu người thử nghiệm đoán, người đó cuối cùng sẽ được chứng minh là sai bằng các bài kiểm tra của người xác minh. Nếu biết được bí mật, thì người thử nghiệm sẽ dễ dàng vượt qua bài kiểm tra của người xác minh mà không có vấn đề gì. 

Điều nàygiống như khi một ngân hàng hoặc tổ chức yêu cầu bạn cung cấp các chữ cái của một từ bí mật đã được cung cấp để xác minh danh tính của bạn. Bạn không cần nói cho ngân hàng biết có gì trong tài khoản ngân hàng, bạn chỉ cần nói với họ rằng bạn biết trình tự của một dãy từ nhất định.

Sơ lược về lịch sử

• 1985 - Các bằng chứng về zero-knowledge proofs đầu tiên được viết trên một tờ báo có tên là "The Knowledge Complexity of Interactive Proof-Systems" của Shafi Goldwasser, Silvio Micali và Charles Rackoff.

• 2012 - Alessandro Chiesa và một nhóm các nhà nghiên cứu đã nghĩ ra thuật ngữ zk-SNARKs.

• 2016 - Zcash được phát hành và trở thành cryptocurrency tập trung vào quyền riêng tư được sử dụng nhiều nhất để sử dụng zk-SNARK.

Những điểm đặc biệt của Zcash?

Zcash là use case được biết đến rộng rãi đầu tiên và ứng dụng zero-knowledge proofs trong thế giới crypto. Coin bảo mật sử dụng một dạng zero-knowledge proofs được gọi là zk-SNARKs, viết tắt của “Zero-Knowledge Succinct Non-Interactive Argument of Knowledge”. 

Trong các zero-knowledge proofs cơ bản mà chúng ta đã thảo luận, người thử nghiệm và người xác minh phải tương tác một vài lần để người xác minh tin chắc về tính trung thực của người thử nghiệm. Trong zk-SNARKs, tương tác được đưa ra ngoài nên bằng chứng trở nên phức tạp hơn. Tuy nhiên, zk-SNARK cũng cho phép các bằng chứng trở nên hiệu quả hơn và sử dụng ít dữ liệu hơn – một tính năng quan trọng trong các mạng lưới blockchain, nơi bộ nhớ và không gian rất quý giá để giữ cho mạng lưới hoạt động.

Có thể bạn chưa biết

Trong giao thức dựa trên zk-SNARKs, phải có "trusted setup"(thiết lập đáng tin cậy) để khởi động hệ thống. Thông tin được sử dụng khi khởi động – nếu rơi vào tay kẻ xấu – thì có thể sẽ bị sử dụng để gây nguy hiểm và làm hỏng toàn bộ hệ thống sau khi được triển khai. Trong Zcash, các khóa cá nhân được sử dụng để khởi chạy và các máy tính xử lý chúng đã bị phá hủy trong một buổi lễ đặc biệt.

Điểm gì khác biệt

Giai đoạn thiết lập đáng tin cậy được xem 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 zero-knowledge proof không yêu cầu giai đoạn thiết lập đáng tin cậy dễ bị tấn công và cũng tuyên bố có khả năng mở rộng và hiệu quả hơn so với zk-SNARK.

StarkWare là một công ty đang phát triển các công cụ và phần mềm zk-STARKs để làm cho các blockchain trở nên bảo mật 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.

Bạn có thể làm gì với zero-knowledge proofs?

Aztec là một dự án đang tìm cách mang lại các zero-knowledge proofs cho mạng lưới Ethereum hiện có bằng cách xây dựng một stack 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 ra Ethereum token riêng tư và các tổ chức phi tập trung (DAOs). Bản nâng cấp Ethereum, có tên mã là Istanbul, được thiết kế đặc biệt để giảm chi phí của zero-knowledge proofs giống như các bằng chứng được sử dụng bởi Aztec.

Các blockchain khác cũng bắt đầu xem trọng quyền riêng tư. Tron đã triển khai một phiên bản zk-SNARK trên mạng lưới – mặc dù không phải tất cả các giao dịch đều là riêng tư.

Tương lai

Trên các nền tảng tập trung như Facebook, Amazon và Google, dữ liệu của được bán để thu lợi nhuận nhằm điều khiển hành vi thông qua quảng cáo. Trên các mạng lưới blockchain hoàn toàn mở, tất cả các hoạt động đều được ghi lại và công khai. Những gì zero-knowledge proofs cung cấp là một mạng lưới công khai và minh bạch bảo vệ mọi người khỏi những kẻ rình mò, nhìn trộm và kẻ gian trong thời đại kỹ thuật số của chúng ta.