Entenda os aplicativos à prova de conhecimento zero no Blockchain com um artigo

2021-12-15, 09:41

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![](https://gimg2.gateimg.com/image/article/1639560921blog_blog-Understand-the-Applications.jpg)

RESUMO

1.Zero knowledge proof technology aims to prove a proposition to the validator, but in the process of proving, it does not disclose any information except "the proposition is true".

2.Zero knowledge proof needs three elements: completeness, reliability and zero knowledge.

A tecnologia 3.Zk-SNARKs pode provar que alguém possui certas informações com divulgação zero e é amplamente popular no campo blockchain.

4.Os processos de prova de replicação e prova espaço-temporal adotados pela Filecoin são baseados na tecnologia zk-SNARK que se refere ao upload do valor de hash calculado para a cadeia e comprovação periódica da validade do armazenamento.

5.ZK-rollup carrega os dados brutos de negociação para a cadeia e usa prova de conhecimento zero para validar automaticamente a validade da negociação.

Suponha que o Alibaba seja sequestrado um dia e esteja lidando com os sequestradores na frente do tesouro. Correspondentemente, existe algum método que ele possa provar ao sequestrador que ele realmente conhece a senha sem dizer ao sequestrador a senha para abrir a porta, para salvar sua vida? Existem alguns métodos. O Alibaba pode deixar o sequestrador ficar a uma distância apropriada com um arco e flecha, [NEM](https://www.gate.io/trade/XEM_USDT) muito perto dele (o sequestrador pode ouvir a senha usada para abrir a porta) [NEM](https://www.gate.io/trade/XEM_USDT) muito longe dele (talvez o Alibaba escape facilmente). Então, o Alibaba só precisa mostrar aos sequestradores uma porta aberta e uma fechada, para que ele possa provar que realmente sabe a senha sem contar aos sequestradores a senha real. Nesse processo, o Alibaba não forneceu nenhuma informação útil ao sequestrador (validador), mas permitiu que o sequestrador (validador) confirmasse a autenticidade de uma conclusão. Este também é o conceito básico de prova de conhecimento zero (ZKP).

**O que é ZKPs?**

Os ZKPs foram criados em 1985 e foram propostos pela primeira vez em um artigo intitulado “A complexidade do conhecimento de sistemas de prova interativos” pelos professores Safi Godwasser, Silvio Micali e Charles Lakford. A tecnologia ZKP visa provar uma proposição para o validador, mas no processo de provar, não revela nenhuma informação exceto "a proposição é verdadeira". Portanto, "ZKPs" também pode ser considerado uma "proposição de divulgação zero".
This concept sounds a bit awkward, but its connotation is clear. ZKPs need to have the following three elements:

1.Complete. The prover needs to be able to prove to the validator that the proposition is true, or to convince the validator.

2.Som. Se a proposição for falsa, o provador não pode provar ao validador que a proposição é verdadeira, de modo a garantir a credibilidade da prova.

3.Zero-Conhecimento. No processo de provar que a proposição é verdadeira para o validador, outras informações válidas não são expostas.

ZKP é um dos fundamentos da criptografia moderna. Shafi Godwasser e Silvio Micali também ganharam o Prêmio Turing 2012 por suas conquistas em ZKPs. Na Internet moderna, ZKP é uma das tecnologias mais básicas em computação de privacidade. No campo da blockchain, como os dados na cadeia são totalmente abertos ao público, não há mecanismo de proteção de privacidade, exceto que o endereço na cadeia não pode corresponder à identidade real offline das pessoas. Portanto, o conhecimento zero também obteve muitas aplicações no blockchain, como sistemas de identidade, proteção de privacidade, escalonamento fora da cadeia, etc. Em particular, a tecnologia zk-SNARKs (argumentos sucintos de conhecimento zero conhecimento) pode provar que alguém tem certas informações com divulgação zero e é amplamente popular no campo blockchain.

<center/>![](https://gimg2.gateimg.com/image/article/16395610091.png)</center></font>

<center/>Graphic: [An approximate introduction to how zk-SNARKs are possible](https://vitalik.ca/general/2021/01/26/snarks.html "An approximate introduction to how zk-SNARKs are possible")</center></font>

**Application of ZKPs**

**1/Filecoin**

Filecoin is a distributed storage project based on a new Internet protocol - interplanetary file system (IPFS protocol). It is also the most famous project based on IPFS. Meanwhile, due to the use of storage proof technology based on ZKPs, Filecoin is also the largest ZKPs network in the world. Specifically, the processes of replication proof and spatiotemporal proof adopted by Filecoin are based on zk-SNARK technology which refers to uploading the calculated hash value to on-chain by storing raw data to off-chain and periodically proving the storage validity.

Ao armazenar arquivos, é necessário construir uma árvore Merkle para os dados brutos, calcular o VDE camada por camada e, finalmente, carregar a raiz da árvore Merkle para o on-chain. Esse processo de criptografia consome muito poder de computação, mas o tamanho dos dados na cadeia é muito limitado. Ele pode compactar centenas de KBS de dados em apenas centenas de bytes. Portanto, é um método de processamento de "trocar o tempo pelo espaço". Depois que os dados são encadeados, é necessário validar os dados em uma folha Merkle selecionada aleatoriamente em intervalos regulares e calcular todos os caminhos da raiz até a folha. Este processo também é chamado de prova espaço-temporal. Se o nó necessário para fornecer a prova não armazenar os dados correspondentes, ele não poderá fornecer os valores de hash de todos os caminhos necessários em um tempo limitado e, portanto, não poderá passar na validação. Dessa forma, validamos a validade do armazenamento de dados sem expor os próprios dados armazenados por meio de ZKPs.

<center/> ![](https://gimg2.gateimg.com/image/article/16395610772.png)</center></font>

Para mais detalhes sobre IPFS e FileCoin, consulte:
[O protocolo IPFS que pode revolucionar a Internet e o FileCoin que surgiu](https://www.gate.io/blog_detail/47/the-ipfs-protocol-that-could-revolutionize-the-internet-and-the-filecoin-that-came-along "O protocolo IPFS que pode revolucionar a Internet e o FileCoin que surgiu")

**2/zk-Rollup**

A Filecoin usa a tecnologia zk-SNARKs para armazenamento distribuído para validar a validade do armazenamento geral de dados. O ZK-rollup carrega os dados brutos de negociação na cadeia e usa ZKPs para validar automaticamente a validade da negociação. No entanto, todos os dados de negociação precisam ser comprovados, o que leva a uma enorme sobrecarga computacional e baixo desempenho do ZK rollup.

In the blockchain system, each node needs to calculate the block information to validate the reliability of the trading information. For the whole system, this calculation is highly repetitive, and it is obviously faster to directly validate the block information than to calculate the block information. This is the basic principle of Zk-rollup's scaling of blockchain. In terms of data structure, it also maintains a global Merkle tree for trading states in the system, and each state is a leaf node on the tree. If the binary Merkle tree structure is adopted, in order to support 1 million users and 1000 kinds of assets, the depth of the Merkle tree needs to reach about 30. If each trade changes the information of 5 to 10 leaf nodes, about 200 hash calculations will be required.

Para obter mais detalhes sobre as soluções zk-Rollup, consulte:
[Quebre o "triângulo impossível": visão geral das soluções da camada 2](https://www.gate.io/blog_detail/372/crack-the-impossible-triangle-overview-of-layer-2-solutions "Quebre o "triângulo impossível": visão geral das soluções da camada 2")
[A camada 2 e a atualização de fragmentação futura a ser ativada em 2022 serão a solução definitiva da Ethereum para aumentar a escalabilidade?](https://www.gate.io/blog_detail/377/will-layer-2-and-the-future-sharding-update-to-be-activated-in-2022-be-ethereum-s-ultimate-solution-to-boost-scalability "A camada 2 e a atualização de fragmentação futura a ser ativada em 2022 serão a solução definitiva da Ethereum para aumentar a escalabilidade?")

**Conclusão**

ZKPs são a pérola da criptografia. Ele desempenha um papel importante na proteção da privacidade e na redução da computação dupla. Esses excelentes recursos, sem dúvida, nos ajudarão a abrir um futuro blockchain privado, seguro e rápido.

[Responda às perguntas para ganhar recompensas](https://www.gate.io/questionnaire/1194 "Responda às perguntas para ganhar recompensas")
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Autor: **Ashley.H** , pesquisador da Gate.io.
*Este artigo representa apenas as opiniões do pesquisador e não constitui nenhum conselho de investimento.
*Gate.io reserva todos os direitos deste artigo. A republicação do artigo será permitida desde que Gate.io seja referenciado. Em todos os outros casos, serão tomadas medidas legais devido à violação de direitos autorais.

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[O SocialFi será a próxima grande novidade na era da Web 3.0?](https://www.gate.io/blog_detail/389/is-socialfi-going-to-be-the-next-big-thing-in-the-web3.0-era "O SocialFi será a próxima grande novidade na era da Web 3.0?")
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