ZK证明

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什么是零知识证明？在不透露信息的情况下证明某件事情

零知识证明（ZKP）是一种密码学方法，它允许一方，即证明者，向另一方，即验证者，证明一个陈述是正确的，而不透露任何超出该陈述本身真实性的信息。

经典的例子：想象一下你想证明给某人你知道一个秘密密码，而不实际说出密码。ZK证明正是通过数学实现这一点。验证者可以确信密码是正确的，而不需要知道它是什么。

在区块链应用中，ZK证明允许在链上证明强有力的声明，而不透露底层数据：即一个交易是有效的，而不透露金额，一个人超过18岁而不透露他们的出生日期，或者一批10,000个交易正确执行，而不需要重放每一个。这种可证明性和隐私性结合的特性使得ZK技术具有变革性。

在区块链应用中，使用了两种主要的 ZK 证明系统，每种都有不同的权衡。

ZK-SNARKs（简洁非交互式知识证明）产生非常小的证明，并且验证速度快，使它们在以太坊上发布和验证效率高。它们的限制是对受信设置的要求：生成加密参数需要一个仪式，其中一个被妥协的参与者可能会破坏所有后续证明的安全性。

ZK-STARKs（可扩展透明知识证明）不需要受信设置。它们的安全性仅依赖于哈希函数，使它们在潜在上对量子攻击更具抵抗力。权衡是更大的证明大小和更高的链上验证成本。StarkNet 使用 STARKs。大多数其他的 ZK rollups 使用 SNARKs。

最近的发展，包括 PlonK 和其他通用的 SNARKs，大大减少了受信设置的要求，随着技术的发展，两种家族之间的实际差异正在缩小。

到 2026 年，ZK 证明最广泛应用于 ZK rollup。ZK rollup 操作员在链外执行数千个交易，然后生成一个有效性证明，证明批次中的所有交易都是根据 rollup 规则正确执行的。

该证明被发布到以太坊，智能合约在毫秒内验证它。优雅之处在于不对称性：生成证明需要大量计算，但验证证明是微不足道的便宜。因此，以太坊可以通过检查一个小的证明来验证数千个交易的正确性，而不是重新执行每个交易。

这项技术已经为以太坊交易提供了数量级的成本降低。证明生成速度和效率的进一步改善继续扩大实际可实现的范围，ZK 证明每年都变得更快、更便宜。

区块链中ZK证明的最初动机是隐私，而不是可扩展性。

Zcash是第一个主要应用程序，于2016年推出，使用ZK-SNARKs的保护交易来隐藏发送者、接收者和交易金额。这提供了类似现金的真实财务隐私。

Tornado Cash使用ZK证明打破了存款和提取ETH之间的链上链接，在以太坊上提供交易隐私。它在2022年被美国财政部制裁，表明隐私保护工具在可以用于洗钱时会引起重要的监管关注。

身份和凭证应用程序代表了ZK隐私更广泛可接受的用途：证明您符合资格要求而无需透露您的身份，验证学术凭证而不暴露个人记录，或展示认可的投资者身份而不分享财务报表。这些应用程序正在积极开发中。

ZK技术正在沿多个维度快速发展，这将大大扩展其应用。

zkEVM，即以太坊虚拟机的ZK可证明实现，允许任何以太坊智能合约在不修改的情况下在ZK rollup中运行，从而使整个DeFi生态系统可证明且可扩展。包括Polygon、zkSync、Scroll和Taiko在内的多个团队正在构建不同EVM兼容性和证明效率权衡的zkEVM实现。

证明生成硬件正在迅速加速。针对ZK证明生成的专用ASIC正在开发中，类似于比特币ASIC加速挖矿的方式。从几分钟减少到几秒，然后是毫秒的证明生成，对于使ZK证明适用于实时应用至关重要。

完全链上可验证的游戏、私人投票系统、基于ZK的身份基础设施和DeFi中的可编程隐私都将在2026年从理论转向实践。

零知识证明是区块链上实现的最重要的密码技术之一。它们同时提供了两个最有价值的特性：在不牺牲安全性的情况下实现可扩展性，以及在不牺牲可验证性的情况下保护隐私。

ZK rollup生态系统已经在大规模上展示了可扩展性的应用。隐私和身份应用程序的部署尚处于早期阶段，但也代表了同样巨大的机会。

对于任何对区块链行业的技术方向感兴趣的人来说，ZK证明是最重要的单一技术。未来五到十年内它们的发展将比任何其他因素更能决定去中心化应用程序的可能性。

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