ゼロ知識証明とは？

2022-04-14, 02:54

ゼロ知識証明またはプロトコル（ZKP）は、秘密情報を明らかにすることなく、秘密情報について主張する「検証者」を「証明者」が説得する間接的な方法です。

ゼロ知識証明プロトコルにはインタラクティブZKPと非インタラクティブZKPの2つのタイプがあります。

ゼロ知識証明には、健全性、完全性、ゼロ知識という3つの基本的な前提があります。

ZKPをブロックチェーンとともに使用して、メッセージングアプリケーション、詳細レポート、およびプライベートトランザクションのセキュリティを確保できます。

毎日、何千人もの人々がオンラインにアクセスし、Cookieを受け取り、個人情報を共有して、さまざまなオンラインサービスや製品を利用しています。残念ながら、ユーザーは毎年、データ侵害や情報の不正使用に対してますます脆弱になっています。さらに、推奨事項、コンサルティング、カスタマイズされた支援など、GoogleやFacebookなどのプラットフォームが提供するサービスにアクセスするためにプライバシーを放棄せざるを得ない場合があります。プライベートブラウジングを選択すると、これらのサービスにアクセスできなくなります。

BBVA New Digital Businessesは、プライバシーとデータの所有権は「保護しなければならない基本的権利」であるため、現在のデジタル社会では情報へのアクセスに深刻な非対称性があると考えています。そのため、NDB（New Digital Enterprise）は、プライバシーを保護しながらデータベース経済を保護するための新しいメカニズム、ツール、科学的手法を研究してきました」と、プロジェクトを担当するDe la Gandara氏は説明します。

ゼロナレッジプルーフ（ZKP） ZKPは、証明情報データを公開せずに情報を検証できるツールのセットです。数学的に計算されたステートメントが正しいと検証できるため、このテクノロジーは実現可能です。一方、データを明らかにしない「テスター」は暗号化アルゴリズムを使用して行われます。

ゼロナレッジプルーフまたはプロトコルは、「証明者」が秘密を明らかにすることなく秘密について「検証者」を説得する間接的な方法です。情報のステートメントが相互作用できるかどうかは、証明プロトコルに依存します。

対話型プロセスを備えたZKPは、必要な情報を持っていることを検証者に納得させるために、証明者がタスクまたはアクションを完了する必要があります。インタラクティブなZKPでは、必要なタスクを実行するために数学を使用する必要があることがよくあります。

非対話型ZKPでは、証明者と検証者の間に対話は必要ありません。または、後で検証を行うことができます。これらのタイプのゼロ知識証明では、コンピューターまたはソフトウェアを使用する必要があります。

ゼロ知識証明には、次の3つの基本的な前提があります

1.健全性：ステートメントが真の場合、検証者は、証明者が入力した情報が正しいことを確認できます。

2.完全性：ステートメントを改ざんすることはできません。また、証明者が必要な入力を持っていない場合、検証者は、証明者が必要な入力を持っていることを確信できません。

3.ゼロ知識：検証者は、ステートメントが真であるか偽であるか以外は何も知りません。他の当事者に関するデータおよび情報は機密情報として扱われます。

ブロックチェーンにおけるゼロ知識証明の適用

ZKPは、ユーザーが情報を制御および管理したい場合に、柔軟なオプションをユーザーに提供します。言い換えれば、ブロックチェーンとゼロ知識証明には複数のアプリケーションがあります。

プライベートトランザクション（EYおよびNightfall）

EYは、プライバシーおよびデータ主権の問題に対するブロックチェーンおよびゼロ知識証明ソリューションを開発しています。

2019年、EYはNightfallと呼ばれる公開ZKPプロトコルをリリースしました。このプロトコルを使用している企業は、機密性を維持しながら、プライベートで安全なトランザクションにパブリックブロックチェーンを使用できます。

複雑なビジネスプロトコルのニーズを満たすために、EYはプロトタイプコンパイラであるStarlightを設計します。コンパイラはZKPプロトコルを使用して、競合他社のプライバシーを維持しながら、当事者がネットワークで共同作業できるようにします。

NightfallとStarlightを使用すると、ユーザーはセキュリティとプライバシーを強化したブロックチェーンアプリケーションにアクセスできます。

メッセージベースのアプリケーション

エンドツーエンド暗号化により、プライベートメッセージングが可能になります。ただし、従来のメッセージングアプリケーションでは、ユーザーがサーバーに対してIDを認証する必要があります。ZKPを使用すると、ユーザーは個人情報を公開することなく自分の身元を証明できます。

詳細なドキュメント

ZKPとブロックチェーンの組み合わせにより、複雑なドキュメントを共有する際のユーザーのセキュリティが保証されます。ZKPは、暗号化されたデータをセグメント化するだけでなく、特定のブロックとそれに含まれる情報の可視性を制御して、一部のユーザーにアクセスを許可し、他のユーザーへのアクセスを制限することもできます。

ゼロ知識証明を使用した人気のあるプロジェクト

NuCypher

NuCypherは、プロキシネットワークを再暗号化するためのシステムを構築するイニシャルコインオファリング（ICO）プロジェクトです。このプロジェクトは所有権の概念に基づいています。つまり、所有しているドキュメントを秘密鍵でロック（暗号化）できます。ドキュメントを共有するには、受信者に秘密鍵を提供する必要があります。そうすること自体が不合理です。したがって、プロキシの再暗号化が必要です。

プロキシ再暗号化を使用して、暗号化キーを他の人の公開キーに再暗号化できます。完了したら、再暗号化されたキーを使用してドキュメントを共有できます。したがって、受信者は公開鍵を使用してドキュメントを開くことができます。

NuCypherは、キーを再暗号化できる相互接続されたノードのセットを実行します。このノードのグループは、すべてのノードでセグメント化されたキーを格納するため、キーのセキュリティが向上します。この操作の速度は、NIKP（非対話型ゼロ知識証明）と呼ばれるZKPから派生した手法に依存します。このテクノロジーは時計のように機能し、すべてのKMSノードの再暗号化が正しく安全であることを保証します。

Nuggets

Nuggetsは、オンラインショッピングの際にユーザーがトランザクションをより細かく制御できるようにするために設計されたプロジェクトです。ナゲットを使用すると、ユーザーはオンラインサプライヤーを通じて商品を購入するときにユーザーが公開する個人データを定量化できます。

その作業ポリシーは、これらのオンラインプロバイダーが所有する一元化されたデータベースが安全ではないという事実によって推進されています。その結果、このデータはハッカーにとって簡単な標的となり、データ侵害につながります。ナゲッツプロジェクトは、ZKPテクノロジーを使用してユーザーの個人情報を隠します。

ZCash

ZCash（ZeroCashとも呼ばれます）は、ビットコインの基盤となるソフトウェアとプロトコルを使用して実行されます。最近、ブロックチェーンネットワークにZK-SNARKを追加して、すべての元帳が暗号化され、二重支払いが発生しないようにしました。このブロックチェーンプロトコルは、ZKPプロトコルを使用して機能します。

投票検証

投票検証はZKPのアプリケーションであり、現在世界中で広く使用されています。ZKPをブロックチェーンと組み合わせると、選挙での投票を検証するための民主的な方法が作成されます。これにより、システムが透過的になり、監査と投票プロセス全体へのアクセスが可能になります。

したがって、第三者が選挙結果を確認する必要はありません。ZKPは、有権者が有権者を確認するためのプラットフォームも提供します。これにより、有権者は個人情報を保護できます。

INGトランザクションの有効性

これは、実際の問題を解決することを目的とした、ブロックチェーンと組み合わせたZKPのもう1つの実用的なアプリケーションです。INGは最近、プラットフォーム上のトランザクションを検証するために、ZKPとCordaと呼ばれる有名なブロックチェーンプラットフォームの使用を開始すると発表しました。

以前は、ユーザーはセキュリティとプライバシーを前提としてしかサービスを選択できなかったため、Cordaプラットフォームの使用は制限されていました。今では、より多くのオプションを提供しています。

著者：Olatunji M.

翻訳者：Cedar W.

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