Zero-Knowledge Proof — первый консенсус блокчейна, который уважает конфиденциальность

Прежде всего, мы уже знаем, что криптовалюты работают благодаря блокчейну: это реестр, в котором перечислены все транзакции, связанные с проектом (криптовалютой). Он обновлен на тысячах компьютеров и серверов по всему миру.

Представьте себе серию блоков, в которые вводятся все транзакции. Все эти блоки будут связаны друг с другом цепями. Это книга, в которой перечислены все транзакции, совершенные в сети с момента запуска проекта. Согласно Coinmarketrate.com, на данный момент существует более12 тысяч криптовалют, которые работают на различных консенсусах.

После того, как мы освежили в памяти, что такое технология блокчейн, нам кажется целесообразным определить, что такое консенсус валидации.

Консенсус проверки гарантирует, что каждый новый блок, созданный, проверенный и добавленный в цепочку блоков, является уникальной версией истины. Все узлы в сети должны иметь согласие на проверку аналогичной версии блокчейна. Конкретно, механизм консенсуса — это автоматический внутренний аудит сети блокчейнов.

Как работает консенсус валидации

Существует несколько типов консенсусных протоколов блокчейна. Все они имеют одно и то же назначение и обеспечивают синхронизацию всех узлов в сети. Консенсус направлен на обеспечение подлинности каждой транзакции, записанной в цепочке блоков.

Это можно сравнить с лицом, принимающим решения в цепочке блоков, поскольку любой может запросить добавление транзакции внутри цепочки блоков, поэтому важно иметь регулирующий механизм. И именно это работа консенсуса, где он будет анализировать запрос и проверять выполнение транзакции в своей сети.

Этот протокол важен и позволяет:

• обновлять цепочку блоков, обеспечивая при этом безопасность каждого блока.
• Узлы должны иметь мотивацию, чтобы участвовать в обеспечении сетевой

безопасности. За это обычно он получает вознаграждение.

• Это не позволяет одному объекту получить контроль над сетью и гарантирует децентрализацию.

Но, сегодня проблема персональных данных в Интернете — главная тема всей экосистемы. Как можно защитить конфиденциальную информацию? Как эффективно они их хранят, и используются ли они без ведома пользователей? Сегодня на эти вопросы часто сложно ответить.

Даже если последние европейские правила направлены на дальнейшую защиту пользователей, до сих пор существуют некоторые формы злоупотреблений в отношении использования этих данных в Интернете. Но, тогда как блокчейн может защитить пользователей?

Знакомьтесь — «Доказательство с нулевым разглашением»

По сути, сеть блокчейнов работает через протокол. Он определяет метод консенсуса для защиты сети. Алгоритм консенсуса позволяет валидаторам иметь правила, которым нужно следовать для проверки транзакций и защиты сети. Использование этого метода не только улучшает результаты текущих блокчейнов, но и защищает личные данные пользователей.

И так, давайте познакомим вас с тем, что такое Zero-Knowledge Proof — доказательство с нулевым разглашением, и как оно работает в среде блокчейна.

Консенсус блокчейна

Консенсус проверки гарантирует, что каждый новый блок, созданный, проверенный и добавленный в цепочку блоков, является уникальной версией истины. Все узлы и сетевые валидаторы должны иметь общее согласие для проверки аналогичной версии блокчейна. Конкретно, механизм консенсуса — это автоматический внутренний аудит блокчейна.

В 1985 году команда из трех человек, Чарльза Ракоффа, Шафи Гольдвассера и Сильвио Микали, разработала нововведение, касающееся комплексных знаний интерактивных систем доказательства. Напомним, что Сильвио Микали является создателем проекта Algorand и вместе с Шафи Гольдвассером получил премию Тьюринга в 2012 году.

Доказательство с нулевым разглашением или ZKP, в настоящее время становится все более популярным, поскольку этот метод может быть решением, касающимся защиты личных данных. Фактически, криптовалюта Loopring уже использует это решение в качестве консенсуса проверки для обеспечения безопасности своих пользователей.

Что такое доказательство с нулевым разглашением

Протокол ZKP, в некотором смысле это проверка, которая не предоставляет никакой личной информации. Эта система используется в криптографии для «аутентификации» или «идентификации» безопасным способом.

В схеме проверки есть провайдер доказательств и верификатор. Провайдер доказательств пытается доказать что-то валидатору математически. Однако он не сможет раскрыть никакой информации, кроме решения проблемы.

Протоколы относятся к типу «запрос / ответ», где два объекта обмениваются информацией, а валидатор проверяет, является ли окончательный ответ положительным или отрицательным.

Цель ZKP:

1. Конфиденциальность

Доказательство с нулевым разглашением ускоряет существующие процессы. Это доказательство позволяет проверить что-то без передачи конфиденциальной информации. Делает упор на правдивость предложения.

Все блокчейны имеют свои собственные системы консенсуса. Это позволяет достичь соглашения между пользователями сети о реализации нового блока, а также о проверке транзакций внутри цепочки блоков. Самый известный, Proof of Work для Биткойна и (забегая немного вперед) Proof of Stake для Ethereum — это два алгоритма, которые позволяют более или менее безопасно интегрировать транзакции в сети.

Эти криптовалюты записывают подробную информацию во время проверки транзакций: например, эмитент, получатель, дату и сумму. Таким образом, легко узнать участников использования сети, но некоторые организации хотят поддерживать определенный уровень конфиденциальности. Здесь становится интересным использование протокола ZKP.

Именно криптовалюта Zcash была первой, кто инициировал использование этого протокола с нулевым разглашением. Это позволяет скрыть детали транзакции при проверке и обеспечении ее реализации в блокчейне.

2. Соблюдение

Европейские требования к защите персональных данных претерпели изменения в течение 2018 года. Теперь компания обязана отслеживать и защищать использование данных своих пользователей. Но вопрос не возникает, когда она использует протокол с нулевым разглашением, поскольку конфиденциальная информация не используется. Никаких манипуляции с личными данными, что позволяет соблюдать действующее законодательство.

3. Анонимизация

Полная анонимность данных является проблемой в случаях незаконного использования или судебных разбирательств, поскольку невозможно связать использование и пользователя. Сегодня компании находятся на перепутье: с одной стороны, они должны поддерживать развитие инноваций и новых технологий, например, посредством искусственного интеллекта и конвергенции технологий. Но, помимо этого, они получают все более строгие правила в отношении личных данных. Анонимизация может стать дверью для создания анонимной базы данных, например, для развития искусственного интеллекта.

Как работает протокол ZKP

Протокол ZKP позволяет обмениваться доказательствами, а не личной информацией, тогда как большинство систем сегодня используют конфиденциальные данные.

Для работы протокол должен удовлетворять трем свойствам:

• ZK — Zero Knowledge — нет информации

Поставщик доказательств не предоставляет никакой информации, никаких конфиденциальных личных данных. Валидатору поручено проверить достоверность доказательства, предоставленного инициатором запроса. Это математический процесс решения проблемы, который будет служить доказательством, например, для проверки запроса транзакции.

• Надежность

В случае, если предложение ложное, ни один злонамеренный участник не сможет убедить честного валидатора. Используемый метод расчета проверяется, чтобы все результаты не могли быть ложными.

• Последовательность

Если обе стороны будут следовать правилам, продиктованным протоколом, то они обе убедятся в правдивости решения.

Конфиденциальность и уважение к частной жизни

Вопрос оставался в том, как обслуживать более двух участников сети одновременно. Появился более продвинутый метод под названием NIZKP (не интерактивное доказательство с нулевым разглашением), который имеет несколько преимуществ:

• Предоставляемые доказательства менее сложны, а время, связанное с проверкой, короче.
• Между сторонами очень мало взаимодействия. Это не обязательно требует наличия стабильного канала связи между сторонами для подачи протокола.
• Для этого обновления протокола просто требуется отправить подтверждение в систему. Таким образом, он хранится, чтобы все валидаторы могли иметь к нему доступ.

Семейство zk-SNARKs

Это семейство zk-SNARK используется в блокчейне Loopring, что позволяет проверять точность вычислений, не выполняя их. В публичной цепочке блоков, когда мы хотим выполнить транзакцию, мы знаем открытый ключ. Он связан с различной информацией, портфолио, псевдонимами или личностями, суммой и т. д.

Благодаря этому улучшенному протоколу система, внешняя по отношению к цепочке блоков, будет проверять всю информацию, доступную для подтверждения транзакции. Это обеспечит доказательство того, что информация верна и проверена. Таким образом, майнеры, работающие с сетью, имеют доступ только к доказательствам правдивости транзакции.

Протокол хранит информацию в секрете внутри публичной цепочки блоков.