Tóm tắt

• Cảnh quan ZK hiện tại có thể được phân loại một cách rộng rãi dựa trên hai tiêu chí chính. Tiêu chí đầu tiên là liệu nó hoạt động như một ứng dụng hay như cơ sở hạ tầng, và tiêu chí thứ hai là liệu nó ưu tiên quyền riêng tư hay tập trung vào tính tiện ích và tính mở rộng tốt hơn.
• Trong đó, ứng dụng ZK (ZKApps) là các ứng dụng sử dụng các chứng minh không có tri thức để cải thiện quyền riêng tư và tiện ích. ZKApps có thể mang lại lợi ích cho cuộc sống của chúng ta đặc biệt là trong lĩnh vực chứng chỉ, thanh toán, và thậm chí cả kỹ thuật y sinh.
• Xu hướng đầu tư và dữ liệu trên chuỗi cho thấy sự công nhận ngày càng tăng về nhu cầu bùng nổ về việc sử dụng Zero-Knowledge Proof (ZKP), cho thấy rằng phía bán lẻ đã bắt đầu chấp nhận các ứng dụng liên quan.
• ZKApps đã trở nên thực tế và khả thi hơn nhờ sự tiến bộ về hệ thống chứng minh mật mã và cơ sở hạ tầng chứng minh phi tập trung. Những phát triển này đã giảm thiểu rào cản về quá trình tạo và xác minh ZKP, cho phép nhiều người sử dụng ZKApps hơn.

1. Giới thiệu

Tại sao chúng ta nên chú ý đến ZKApps lúc này?

Sự hào hứng xung quanh công nghệ Zero-Knowledge (ZK) trong ngành Blockchain và Web3 đã kéo dài trong vài năm và vẫn tiếp tục vào nửa cuối năm 2024. Như Vitalik Buterin stated, “Trong vòng 10 năm tới, mặc dù sẽ cần phát triển cơ sở hạ tầng và tối ưu hóa bằng chứng, ZK sẽ là mục tiêu rõ ràng cuối cùng”, ZK không thể phủ nhận được rằng bởi các chuyên gia trong ngành coi đây là một công nghệ hứa hẹn để giải quyết bài toán ba khía cạnh của blockchain, bao gồm cân bằng An ninh, Khả năng mở rộng và Phân cấp mà không cần phải hy sinh bất kỳ yếu tố nào trong số chúng.

Đi trên làn sóng này của sự hào nhoáng, rất nhiều nhà đầu tư, bất kể trình độ kỹ thuật của họ, có thể đã nghe nhiều thuật ngữ như SNARKs, STARKs và KZG, những lĩnh vực công nghệ phức tạp đang được nghiên cứu và phát triển đặc biệt trong cộng đồng Ethereum. Tuy nhiên, từ quan điểm của người tiêu dùng, một câu hỏi căn bản không thể tránh khỏi đặt ra: “Tôi hiểu rằng ZK là một công nghệ ấn tượng, nhưng chúng ta có thể sử dụng một sản phẩm thú vị nào sử dụng nó không? Và công nghệ đã đủ trưởng thành để thay thế các giải pháp không liên quan đến Web3 hiện có chưa?”.

Chỉ vài năm trước, câu trả lời cho câu hỏi này sẽ là “Chưa, và chúng ta không biết”. Như Vitalik đã đề cập, cơ sở hạ tầng và công nghệ chứng minh mật mã cần thiết để thực tế chạy ứng dụng dựa trên ZK (ZKApps) trên phía máy khách vẫn còn thiếu, làm cho việc phát triển nó trở nên khó khăn. Tuy nhiên, vào năm 2024, mặc dù vẫn còn rất nhiều không gian để cải thiện, nhưng đã có những tiến bộ công nghệ đáng kể, cho phép tiềm năng để thương mại hóa ZKApps bắt đầu nảy mầm. Do đó, chúng ta cần chuyển sự tập trung của mình sang việc xác định các lĩnh vực mà công nghệ ZK thực sự cần và suy ngẫm cách tận dụng nó để thực tế cải thiện chất lượng cuộc sống của chúng ta. Từ góc độ của một nhà đầu tư, nghiên cứu các loại ZKApps sẽ được phổ biến trong tương lai cũng có thể mang lại cơ hội mới hứa hẹn.

Trong nghiên cứu chung này của Presto Research và Ocular VC, chúng tôi cung cấp một tổng quan và triển vọng về ngành công nghiệp ZKApp, tận dụng phân tích xu hướng tiếp thị và các thông tin công nghệ tiên tiến từ cả hai nhóm nghiên cứu. Ở Phần 2, chúng tôi trước tiên đề cập đến cảnh quan chung hiện tại của việc áp dụng ZK và nhấn mạnh rằng cơ sở hạ tầng ZK và ZKApps nào đang thu hút sự chú ý. Trong số đó, Phần 3 tập trung vào lịch sử phát triển của ZKApps, thảo luận về sự cần thiết và lợi ích thực tế của chúng. Ở Phần 4 tiếp theo, chúng tôi xem xét xu hướng đầu tư và phân tích dữ liệu trên chuỗi trong ngành công nghiệp ZK tính đến năm 2024, giải thích tại sao ZKApps đang sẵn sàng trở thành xu hướng lớn tiếp theo. Cuối cùng, ở Phần 5, chúng tôi sẽ thảo luận về những nỗ lực nghiên cứu và các thành tựu kỹ thuật đang diễn ra đến nay trong cơ sở hạ tầng để làm cho ZKApps trở nên thực tế và trở thành một xu hướng chính stream.

2. Cảnh quan sử dụng ZK hiện tại

Cảnh quan chấp nhận ZK hiện tại có thể được phân loại dưới nhiều tiêu chí khác nhau, nhưng ở đây chúng ta phân loại chúng một cách rộng lớn dựa trên những điều sau: liệu dịch vụ có hoạt động như một cơ sở hạ tầng hay như một ứng dụng, và liệu dịch vụ ưu tiên quyền riêng tư bằng cách tận dụng tính chất không biết, hay ưu tiên tiện ích bằng cách tận dụng tính chất súc tích.

Hình 1: Cảnh quan hiện tại của việc áp dụng ZK

Nguồn: Ocular VC

2.1. Cơ sở hạ tầng ZK

Loại 1: Cơ sở hạ tầng tập trung vào quyền riêng tư

Các dịch vụ trong danh mục này chủ yếu nhằm giải quyết các vấn đề về quyền riêng tư trong các hệ thống ZK, vì nhiều nhà cung cấp ZKP vẫn có khả năng kiểm tra các giao dịch, tạo ra nguy cơ tiết lộ dữ liệu nhạy cảm. Nói cách khác, rò rỉ quyền riêng tư thường xảy ra trong quá trình khách hàng gửi giao dịch của họ cho một nhà cung cấp ZKP để tạo ra chứng minh ZK. Do đó, cơ sở hạ tầng tập trung vào quyền riêng tư này có thể được cung cấp thông qua cả lớp chứng minh (thêm giải thích trong Phần 5.2) và thành phần máy ảo (VM) để tăng cường kiểm soát truy cập và đảm bảo quyền riêng tư dữ liệu end-to-end. Các ví dụ đại diện bao gồm Ingonyama, Súc tích, và Espresso.

Loại 2: Cơ sở hạ tầng tập trung vào tiện ích

Công nghệ ZK không chỉ hữu ích để bảo quản sự riêng tư mà còn để tăng cường tính tiện ích của ZKApps. Một trong những ví dụ tốt nhất về việc tận dụng tính tiện ích của ZK là ZK L2 (tức ZK-rollups). Hiện nay, là một sự thật rất nổi tiếng rằng trong số các ZK L2 đang diễn ra, có rất ít trường hợp thực sự đảm bảo sự riêng tư giao dịch end-to-end. Tuy nhiên, chuỗi ZK L2 như Taiko, zkSync, Intmax, và Zekotận dụng tính ngắn gọn của công nghệ ZK để tăng cường tính khả thi của blockchain bằng cách tổng hợp tính hợp lệ của hàng ngàn giao dịch vào một chứng minh ZK duy nhất và gửi nó đến L1. Một ứng dụng khác tập trung vào tiện ích là lớp prover. Các lớp prover là các thực thể cung cấp sức mạnh tính toán để giúp cá nhân sử dụng thiết bị yếu tham gia vào quá trình tạo và xác minh ZKP. Các dịch vụ như RiscZero, Cysic, Irreducible, vàLớp được căn chỉnhđang hoạt động trong không gian này.

2.2. Ứng dụng ZK

Loại 3: Ứng dụng tập trung vào quyền riêng tư

Ứng dụng tập trung vào quyền riêng tư thường là trường hợp sử dụng đầu tiên khi chúng ta nghĩ đến “Ứng dụng ZK”. Các dịch vụ trong danh mục này chủ yếu là các ứng dụng tận dụng tính năng không tiết lộ thông tin của công nghệ ZK và ưu tiên quyền riêng tư hơn các tính chất khác. Tính năng này được áp dụng rộng rãi trong các lĩnh vực xử lý thông tin cá nhân nhạy cảm, như KYC, xác minh và giấy tờ, để bảo vệ quyền riêng tư của khách hàng. Một số dự án đáng chú ý đang tiếp tục triển khai bao gồm zkPass, Lumina, 0xKYC, và zkMe. Cảnh quan này cũng đang mở rộng sang các lĩnh vực như ví tiền an toàn và email, với các ví dụ như ZKSafevàzkEmail.

Loại 4: Các ứng dụng tập trung vào tiện ích

Các ứng dụng tập trung vào tiện ích chủ yếu hoạt động trên các ZK L2. Hiện tại, các ứng dụng liên quan đến DeFi như DEXs và các nền tảng cho vay chiếm ưu thế trong không gian này. Mặc dù ZK L2 không đảm bảo quyền riêng tư, những ứng dụng này tận dụng tiện ích của ZK L2 để cung cấp xử lý giao dịch nhanh và chi phí thấp, điều quan trọng trong lĩnh vực DeFi. Các ứng dụng đáng chú ý hiện đang hoạt động bao gồm zkFinance, ZKX, zkEra Tài chính, zkLend, và eZKalibur.

3. ZKApps: Origin and Evolution

3.1. Các Con Đường Đến Cảnh Quan ZK Hiện Đại

Zero-Knowledge Proofs (ZKPs) đã trỗi dậy như một công nghệ mang tính chuyển đổi trong ngành công nghiệp blockchain, mang lại những tiến bộ cách mạng về quyền riêng tư và khả năng mở rộng. Bắt nguồn từ nghiên cứu mật mã, ZKPs đã phát triển từ các khái niệm lý thuyết thành các ứng dụng ZK thực tế (ZKApps), tạo nên sự đổi mới đáng kể trong cảnh quan tài chính phi tập trung (DeFi), an toàn thông tin và nhiều lĩnh vực khác.

Sự ra đời của ZKPs

Khái niệm về ZKP lần đầu tiên được giới thiệu vào năm 1985 bởi Shafi Goldwasser, Silvio Micali và Charles Rackoff. Ban đầu, đó là một bước đột phá lý thuyết trong mật mã, chứng minh khả năng chứng minh sở hữu một số kiến thức cụ thể mà không tiết lộ chính kiến thức đó. ZKPs đặc biệt hữu ích trong hệ thống xác thực nơi mà mật khẩu được sử dụng, vì chúng cho phép xác minh mà không cần tiết lộ nó. Đáng chú ý, các công ty hạ tầng web như Cloudflare đã áp dụng cơ chế ZKP để xác minh web an toàn bằng phần cứng của nhà cung cấp.

Chuyển đổi sang Công nghệ Blockchain

Sự tích hợp của ZKPs vào công nghệ blockchain đánh dấu một thời điểm quan trọng trong quá trình tiến hóa của nó. Một trong những người thông thái sớm nhất là Zcash, đã giới thiệu khái niệm ZK vào hệ thống thanh toán của mình để đảm bảo quyền riêng tư giao dịch từ đầu đến cuối. ZKPs cho phép xác minh các giao dịch (tức là người gửi có đủ số lượng đồng coin và nó không bị gian lận hai lần) mà không tiết lộ người gửi, người nhận hoặc số lượng giao dịch. Trường hợp sử dụng này làm nổi bật tiềm năng tích hợp ZKPs trực tiếp vào các nền tảng blockchain, đưa ra một ứng dụng hấp dẫn.

Sự mở rộng tích hợp ZKP đã đạt được đà tăng trưởng với việc triển khai ban đầu trên các giải pháp Ethereum L2 như zkSync và Starknet. Những nền tảng này sử dụng ZKP như các giải pháp mở rộng để giải quyết vấn đề tốc độ TPS thấp, là một rào cản phổ biến trong hệ thống blockchain. Việc triển khai thành công ZKP trong những ngữ cảnh này đã thúc đẩy thêm sự quan tâm trong việc phát triển các ứng dụng thực tế hơn sử dụng cơ sở hạ tầng hiện có, nâng cao cả sự riêng tư và hiệu suất.

Khi cơ sở hạ tầng đã hợp nhất và trưởng thành trong những năm gần đây, mọi người bắt đầu quan tâm đến ZKApps. Chúng ta sẽ nói về chi tiết và lợi ích của ZKApps trong phần tiếp theo.

3.2. Định nghĩa và lợi ích của ZKApps

Như đã giới thiệu ngắn gọn từ Phần 2, chúng tôi xác định ZKApps như một ứng dụng sử dụng ZKPs và Cơ sở hạ tầng ZK để tạo ra giao dịch chủ yếu nhằm mục đích 1) bảo vệ sự riêng tư của người dùng và/hoặc 2) tăng cường hiệu quả.

Tập trung vào khía cạnh quyền riêng tư, các ứng dụng không muốn lưu trữ dữ liệu giao dịch của họ (ví dụ: thủ tục KYC, xét nghiệm gen và dữ liệu cá nhân bí mật) trên các chuỗi công khai đưa ra các trường hợp sử dụng hấp dẫn. Tận dụng ZKP, những dữ liệu này có thể được lưu trữ an toàn trong cơ sở dữ liệu cục bộ mà không cần tiết lộ cho công chúng, nhưng có thể được xác minh (ví dụ: chứng minh rằng nhóm máu của Alice là B, chứng minh rằng Bob trên 20 tuổi) trên toàn cầu. Cách tiếp cận này đặc biệt thuận lợi cho các ứng dụng nhạy cảm với quyền riêng tư, nơi cũng cần có trách nhiệm giải trình và tính minh bạch. Các dự án làm việc về chủ đề này bao gồm zkPass, nuAuthvàBioSnark.

Bhutan, một quốc gia châu Á nhỏ nằm giữa Ấn Độ và Trung Quốc, là một ví dụ điển hình. Quốc gia này đã được sử dụng ZKPsTrong những năm gần đây, cả nước đã xây dựng cơ sở hạ tầng danh tính số của họ. Phương pháp này giúp cho chính phủ quản lý dữ liệu dễ dàng hơn trong khi đảm bảo rằng nó có thể được xác minh trên các biên giới mà không xung đột với các quy định về quyền riêng tư dữ liệu của các quốc gia khác.

Điều thú vị là việc sử dụng ZKP này có thể được triển khai thêm vào các hệ thống cho vay tín dụng và cơ chế kiểm tra danh tính, tạo điều kiện hợp tác quốc tế và tin tưởng vào các dịch vụ kỹ thuật số được chia sẻ. Ví dụ: các khoản vay USDT có thể sử dụng ZKP để bảo vệ và xác minh các khoản tín dụng ngoài chuỗi. Cách tiếp cận này có thể tạo điều kiện thuận lợi hơn nữa cho việc phát hành các khoản vay không thế chấp trên chuỗi bằng cách sử dụng stablecoin. Các ứng dụng như vậy của ZKP có thể cách mạng hóa cách đánh giá tín dụng và các khoản vay được phát hành, tăng cường bảo mật và tin cậy trong khi mở rộng khả năng tiếp cận các dịch vụ tài chính.

Vẫn còn một số lĩnh vực chưa được khai thác đầy đủ, như GambleFi, nơi mà phương pháp này có thể mang lại lợi ích đặc biệt. ZKP cho phép cờ bạc công bằng và chống gian lận bằng cách xác minh mật mã kết quả và hành động mà không tiết lộ dữ liệu cơ bản. Một ví dụ có thể là việc tạo ra các hồ bơi cược nơi mà sự đóng góp và chiến thắng của người dùng được giữ ẩn danh, nhưng kích thước và phân phối tổng hồ bơi có thể được xác minh. Những lợi ích này hy vọng sẽ thu hút thêm người dùng đến GambleFi bằng cách tạo niềm tin và mang lại trải nghiệm cờ bạc riêng tư và có thể mở rộng hơn.

Việc sử dụng ZKP, tất nhiên, không giới hạn ở những ví dụ này. Ngoài những trường hợp sử dụng đã đề cập, ZKP cũng có thể được áp dụng trong mạng xã hội để bảo vệ sự ẩn danh của người tạo nội dung, và những game thủ xếp hạng cao không muốn chia sẻ chiến thuật speedrun của họ cũng có thể chào đón việc áp dụng công nghệ này. Do đó, nghiên cứu liên tục khám phá cách mà ZKP có thể cung cấp các dịch vụ tiên tiến hơn trong các lĩnh vực khác nhau của cuộc sống hàng ngày so với các phương pháp hiện có, và nhiều trường hợp sử dụng khác sẽ tiếp tục được phát hiện trong tương lai.

4. Một phân tích: Tại sao ZKApps là xu hướng tiếp theo

Trong phần này, chúng tôi cung cấp một phân tích dựa trên dữ liệu về lý do tại sao xu hướng chính trong ngành công nghiệp ZK đang dịch chuyển từ cơ sở hạ tầng sang ứng dụng. Ở Phần 4.1, chúng tôi khám phá lý do tại sao ZKApps là xu hướng hứa hẹn tiếp theo, dựa trên xu hướng đầu tư của năm 2024. Và ở Phần 4.2, chúng tôi xem xét làm thế nào nhu cầu từ phía khách hàng về ZKApps thực tế đã tăng, sử dụng dữ liệu on-chain làm bằng chứng.

4.1. Xu hướng Đầu tư

Khi xem xét lịch sử đầu tư trong ngành công nghiệp ZK, rõ ràng những khoản đầu tư đáng kể nhất đã được chuyển hướng vào cơ sở hạ tầng ZK (tức là ZK L1/L2s, Tăng tốc phần cứng), bao gồm các dự án như zkSync, Starknet, Aleo và Cysics. Tổng số tiền đầu tư vào thị trường này đã vượt qua 1 tỷ đô la, với nhiều dự án chuẩn bị ra mắt sản phẩm trong những quý tới. Xu hướng này tiếp tục vào năm 2024, như đã chứng minh bằng hiệu suất mạnh mẽ của 5 giao dịch gây quỹ liên quan đến ZK hàng đầu (Hình 2), trong đó có 4 giao dịch nhận đầu tư vượt quá 15 triệu đô la. Đáng chú ý, 4 trong số 5 giao dịch hàng đầu liên quan đến lớp chứng minh, trong khi một giao dịch liên quan đến các giải pháp L2.

Tại sao lớp prover nhận được nhiều sự chú ý như vậy? Như được giải thích trong Phần 3, lớp prover là một thành phần quan trọng hỗ trợ nhu cầu ngày càng tăng về ZKP bằng cách cho phép những người sử dụng thiết bị yếu tham gia vào quá trình tạo ra và xác minh ZKP. Nhu cầu tăng cao về lớp prover cho thấy sự tăng đáng kể về ZKP, cho thấy có nhiều người muốn tạo giao dịch từ việc sử dụng ZK L1/L2s.

Hình 2: Xu hướng Đầu tư ZK năm 2024

Nguồn: Cointelegraph, The Block, Ocular VC

Có hai cách giải thích có thể cho nhu cầu giao dịch gia tăng trên chuỗi ZK L1 / L2. Đầu tiên là nhu cầu về ZKApps đã tăng lên, dẫn đến nhiều giao dịch được gửi đến chuỗi ZK cơ sở. Thứ hai là khối lượng chuyển tiền trên chuỗi ZK đã tăng đáng kể do sự ra mắt mainnet của ZK L1 / L2 trong hai năm qua, dẫn đến sự gia tăng số lượng giao dịch. Bất kể cách giải thích nào là đúng, triển vọng cho ZKApps vẫn tích cực. Trong trường hợp trước, nó báo hiệu rằng nhiều người muốn sử dụng ZKApps. Trong trường hợp thứ hai, nó chỉ ra rằng khi nhiều người sử dụng chuỗi ZK cơ sở và hệ sinh thái và cơ sở hạ tầng trưởng thành, một môi trường thuận lợi để phát triển ZKApps đang được thiết lập.

4.2. Phân tích Dữ liệu trên chuỗi

Bây giờ, chúng ta hãy xác nhận trực tiếp nhu cầu tăng lên cho ZKApps thông qua việc phân tích dữ liệu trên chuỗi. Ta có thể quan sát được rằng các khoản phí tích lũy được sử dụng trong quá trình xác minh ZKP trong 1,5 năm qua đã vượt quá 198 triệu đô la, cho thấy sự tăng đáng kể về nhu cầu về ZKP so với những năm trước. Quan trọng hơn, hầu hết sự tăng đều đến từ nhu cầu ngày càng tăng về ZKApps. Sau khi phân tích việc sử dụng phí xác minh ZKP vào hạ tầng và ZKApps, chúng tôi nhận thấy rằng tỷ lệ của ZKApps, từ 40% trong quá khứ, đã tăng lên 70-80% vào năm 2024. Dữ liệu này làm chứng cho việc sự tăng đột ngột gần đây về nhu cầu về ZKP chủ yếu đến từ ZKApps.

Hình 3: Động lực Phí Xác minh ZKPs

Nguồn: dune.xyz@nebra, Ocular VC

5. Tiến bộ kỹ thuật làm cho ZKApps trở nên thực tế

Cho đến nay, chúng tôi đã khám phá những gì ZKApps là, xác định các trường hợp sử dụng chính để chú ý và thảo luận vì sao xu hướng chính trong ngành công nghiệp ZK có vẻ đang chuyển từ cơ sở hạ tầng sang ứng dụng. Sự khả thi của những ZKApps này, tất nhiên, phụ thuộc vào các tiến bộ công nghệ làm cho chúng trở nên thực tế và khả thi. Trước đây, chúng tôi đã nhận thấy rằng hạ tầng ZK đã trưởng thành đủ, và ZKApps sử dụng công nghệ này một cách phù hợp sẽ trở thành xu hướng chính trong ngành công nghiệp Blockchain/Web3 trong những năm tới. Vậy, những tiến bộ cụ thể nào đã làm cho điều này trở thành điều có thể, và còn gì nữa?

5.1. Hệ Thống Chứng Minh ZK

Điều đầu tiên cần thảo luận là tiến bộ trong hệ thống chứng minh ZK. Với độ phức tạp liên quan, đối với những người không có nền tảng kỹ thuật, thường khá mập mờ về quá trình nào sử dụng những loại công nghệ mật mã và làm thế nào những cải tiến của chúng đã nâng cao hệ thống chứng minh ZK. Do đó, trong phần này, chúng tôi nhấn mạnh các tiến bộ đáng chú ý trong hệ thống chứng minh ZK cùng với các ẩn dụ dễ hiểu. Tóm lại, những tiến bộ này đã mang đến hai lợi ích chính: “Một sự tăng cường các chức năng được hỗ trợ” và “Tối ưu hóa quá trình tính toán”.

*Đối với độc giả muốn kiểm tra đầy đủ chi tiết về vòng đời của hệ thống chứng minh ZK và các tiến bộ trong từng quá trình cụ thể, vui lòng tham khảo Phụ lục.

Hỗ trợ nhiều chức năng hơn: Ngôn ngữ Đặc thù cho Lĩnh vực (DSLs)

Ngôn ngữ đặc thù (DSLs) trong hệ thống chứng minh ZK là các ngôn ngữ lập trình chuyên dụng được thiết kế để xử lý các nhiệm vụ cụ thể trong hệ sinh thái ZK. Những ngôn ngữ này làm giàu việc tạo ra ZKP bằng cách cung cấp cú pháp và chức năng tùy chỉnh được tối ưu hóa cho các hoạt động ZK. Các DSLs như Leo, Zinc, Cairo, Noir và ZoKrates hiện đang được nghiên cứu và phát triển để hỗ trợ thêm các chức năng như biến có thể thay đổi, câu lệnh if và mảng.

Điều này tương tự như tình huống Bob cần chứng minh cho Alice rằng anh ấy đã làm một chiếc bánh với một công thức hợp lệ, mà không tiết lộ nó. Điều đầu tiên Bob cần làm là tạo công thức của mình. Công thức nên bao gồm tất cả các bước và nguyên liệu cấp cao cần thiết để làm bánh (ví dụ: tạo một hỗn hợp với các nguyên liệu, sau đó nướng). Sẽ rất tuyệt nếu Bob có thể sử dụng các nguyên liệu và kỹ năng nấu nướng thời thượng hơn trong công thức của mình (Hình 4)!

Hình 4: DSLs hỗ trợ nhiều chức năng hơn cho ZKPs

Nguồn: DALL E, nghiên cứu Presto

Tối ưu hóa quá trình tính toán: Số học, Hệ thống chứng minh (IOP + FCS)

Sau khi viết một chương trình với DSL, nó trải qua quá trình như Arithmetization và Proof System (bao gồm Interactive Oracle Proof (IOP) và Functional Commitment Scheme (FCS)) để chuyển đổi thành ZKPs. Thách thức phổ biến trong những quy trình này là giảm thiểu áp lực tính toán, nhằm làm cho quá trình tạo ra và xác minh ZKP trở nên dễ tiếp cận hơn đối với nhiều người.

Trong số những nỗ lực để giảm chi phí tính toán, dễ hiểu nhất về mặt trực quan là giảm kích thước trường trong Hệ thống bằng chứng. Ở đây, kích thước trường đề cập đến kích thước của trường toán học được sử dụng trong quá trình tạo ZKP. Nói một cách dễ hiểu, nó đại diện cho tổng số giá trị có thể được sử dụng để tạo mã bí mật; Kích thước trường lớn hơn khiến ai đó khó đoán mã hơn nhưng mất nhiều thời gian hơn để tạo. Các hệ thống chứng minh mật mã nổi tiếng như Groth16, Plonk và Halo2, mà ngay cả những người không quen thuộc với ZKP cũng có thể đã nghe nói đến, sử dụng kích thước trường là 256 bit. Tuy nhiên, với những tiến bộ trong công nghệ, các hệ thống chứng minh gần đây như Goldilocks và Plonky3 sử dụng kích thước trường từ 31 đến 64 bit mà không phải hy sinh bảo mật. Hệ thống chứng minh hiện đại, Binius, đã tăng đáng kể tốc độ tính toán bằng cách chỉ sử dụng 1 bit (số không và số một) làm kích thước trường của nó.

5.2. Cơ sở hạ tầng chứng minh phi tập trung

Sự tiến bộ công nghệ thứ hai cần thảo luận là sự phát triển của cơ sở hạ tầng chứng minh phi tập trung. Trong khi các tiến bộ trong hệ thống chứng minh ZK tối ưu hóa và đơn giản hóa quá trình tạo và xác minh chứng minh bằng cách giảm lượng tính toán yêu cầu, cơ sở hạ tầng chứng minh phi tập trung cho phép cá nhân đặt ra ngoài năng lực tính toán mạnh mẽ để tạo ra ZKP.

Hiện tại, có hai phương pháp chính để triển khai cơ sở hạ tầng chứng minh phi tập trung trong ngành ZK. Phương pháp đầu tiên liên quan đến một chuỗi dựa trên ZK xây dựng lớp prover nội bộ của riêng mình và phương pháp thứ hai là vận hành một lớp prover thuê ngoài có thể xử lý các yêu cầu tạo ZKP từ các chuỗi và ứng dụng khác nhau.

Lớp In-house Prover

Đối với phương pháp lớp prover nội bộ, các thực thể tạo ZKP (tức là các provers) phụ thuộc vào các chuỗi cụ thể. Nút thắt cổ chai lớn nhất của lớp prover nội bộ là quá trình bootstrapping: Vì các nhà phát triển chuỗi không khả thi về mặt kinh tế khi trang bị cho mình các thiết bị chứng minh ZK để cung cấp lớp prover liền mạch cho tất cả người dùng mạng (cách tiếp cận này cũng tác động tiêu cực đến sự an toàn và sống động của mạng), thông thường họ triển khai các giao thức thu hút các cá nhân hoặc nhóm có sức mạnh tính toán tham gia vào lớp prover bằng cách cung cấp phần thưởng dưới dạng mã thông báo gốc.

Một ví dụ đại diện cho một dự án hoạt động trên một lớp prover nội bộ là Aleo, một blockchain ZK Layer 1. Tương tự như PoW trong Bitcoin, Aleo yêu cầu prover tạo ra ZKP đáp ứng một ngưỡng nhất định (tức là "Mục tiêu chứng minh") cho mỗi khối. Nếu tổng số chứng minh tích lũy vượt quá "Mục tiêu Coinbase", phần thưởng coinbase (token Aleo) sẽ được chia sẻ cho các prover theo tỷ lệ dựa trên đóng góp của họ. Giao thức chứng minh khai thác này có thể thúc đẩy sự phát triển phần mềm và phần cứng nhanh hơn cho ZKP và phân tán hóa hệ sinh thái prover do sự phân phối rộng rãi của phần thưởng prover.

Outsourced Prover Layer

Mặt khác, các lớp prover thuê ngoài được đặt bên ngoài blockchain; và cung cấp sức mạnh tính toán theo yêu cầu từ các chuỗi dựa trên ZK và ZKApps khác nhau. Bạn có thể nghĩ về các blockchain mô-đun như Celestia, nhưng với chức năng tạo ZKP. Các lớp prover thuê ngoài này thường được vận hành dưới dạng "thị trường prover": nơi khách hàng gửi các giao dịch của họ yêu cầu tạo ZKP, trong khi các nhà chứng minh đấu thầu để cung cấp các dịch vụ chứng minh của họ, bao gồm cả năng lực và chi phí để tạo ZKP.

Các ví dụ đại diện cho các dự án hiện đang hoạt động trong lớp cung cấp dịch vụ được outsourced bao gồm =nil và Gevulot. =nil duy trì một sổ đặt hàng cho mỗi mạch với các đơn đặt hàng mua từ người dùng và đơn đặt hàng bán từ provers. Việc khám phá giá để tạo ra một bằng chứng được quản lý thông qua cơ chế sổ đặt hàng này. Gevulot hoạt động theo cách thức PoS: nó yêu cầu provers gửi một cọc và hoàn thành các nhiệm vụ proof of workload để tham gia. Ngoài hệ thống đấu giá, các công việc tạo ra bằng chứng được phân bổ ngẫu nhiên bằng cách sử dụng một hàm ngẫu nhiên có thể xác minh (VRF) để đảm bảo tính công bằng.

Tuy nhiên, phương pháp lớp chứng minh bên ngoài cũng có một vấn đề lớn, đó là khó khăn trong việc bảo vệ quyền riêng tư từ đầu đến cuối, vì dữ liệu giao dịch được bao gồm trong yêu cầu chứng minh được gửi cho các bên chứng minh trong khi chưa được mở. Để giải quyết vấn đề này, các dự án như Marlin và zkPass sử dụng các vùng khuôn mẫu (môi trường thực thi cách ly an toàn bảo vệ tính toàn vẹn dữ liệu) để đảm bảo không có rò rỉ thông tin riêng tư trong quá trình tạo ZKP.

Hình 5: Tổng quan về cơ sở hạ tầng chứng minh phi tập trung

Nguồn: Presto Research

Kết luận

Đến nay, chúng ta đã xem xét toàn cảnh về sự lựa chọn của ngành công nghiệp ZK, những lợi ích mà ZKApps có thể mang lại cho chúng ta, bằng chứng cho thấy tại sao xu hướng chính trong ngành công nghiệp ZK đang chuyển dịch từ cơ sở hạ tầng sang ZKApps, và những tiến bộ công nghệ sẽ hỗ trợ cho sự phát triển của ZKApps. Việc phát triển các hệ thống chứng minh mật mã và cơ sở hạ tầng chứng minh phi tập trung đã mở đường cho ZKApps được sử dụng nhanh hơn và phù hợp hơn, đưa công nghệ không có kiến thức gần hơn với cuộc sống hàng ngày.

Ngành công nghiệp Blockchain/Web3 thường đối mặt với sự chỉ trích vì phát triển các công nghệ được quảng bá quá mức nhằm thu hút các nhà đầu tư mà ít quan tâm đến nhu cầu thực tế của thị trường. Để vượt qua sự chỉ trích này, các nhà phát triển phải tiến bộ về công nghệ một cách thực sự cải thiện cuộc sống của chúng ta; tuy nhiên, việc quan trọng không kém là chúng ta, người dùng, phải liên tục đánh giá xem công nghệ này có thể được áp dụng một cách hiệu quả trong lĩnh vực nào. Chúng tôi hy vọng bài viết này sẽ giúp độc giả hiểu rõ về ZKP và ZKApps, và kích thích thêm sự tìm hiểu của người dùng đối với ngành công nghiệp này.

Trong loạt hợp tác Presto Research & Ocular VC sắp tới, chúng ta sẽ xem xét danh sách các dự án liên quan đến ZK tiên tiến (tức là cuộn quyền riêng tư, chứng minh phía máy khách, các lớp prover bảo vệ quyền riêng tư) cả về cơ sở hạ tầng và ứng dụng, được thiết lập để khởi chạy dựa trên những tiến bộ công nghệ mà chúng tôi đã đề cập trong bài viết này. Giữ nguyên!

Tuyên bố từ chối trách nhiệm:

1. Bài viết này được sao chép từ [Focal Point - Bản tin Web3 của Ocular], Chuyển tiếp Tiêu đề Gốc 'ZKApps 101: Tổng quan và Triển vọng của Cảnh quan ZKApps', Tất cả bản quyền thuộc về tác giả gốc [YIWEI]. Nếu có ý kiến ​​phản đối về việc tái bản này, vui lòng liên hệ với Gate Learnnhóm, và họ sẽ xử lý ngay lập tức.

2. Tuyên bố từ chối trách nhiệm: Các quan điểm và ý kiến được trình bày trong bài viết này chỉ là của tác giả và không cấu thành bất kỳ lời khuyên đầu tư nào.

3. Các bản dịch của bài viết sang các ngôn ngữ khác được thực hiện bởi đội ngũ Gate Learn. Trừ khi được đề cập, việc sao chép, phân phối hoặc đạo văn các bài viết đã được dịch là cấm.