零知識證明技術正在改變2024年加密市場

一個可以被證明而不需要揭露的秘密。這就是Zero-Knowledge Proofs (ZKP)的核心——一項正成為當前區塊鏈革命關鍵因素的技術，為兩個長久以來的問題提供了解決方案：隱私和高速處理能力。

2024年見證了Zero-Knowledge Proofs應用的爆發。原因何在？這項技術允許交易發生和數據被驗證，而不需透露任何敏感細節。在用戶對數字隱私越來越擔憂、且市場需要既快速又安全的區塊鏈解決方案的背景下，ZKP已成為最佳選擇。使用這項技術的項目發展清楚展現了重塑整個加密貨幣生態系統的潛力。

Zero-Knowledge Proofs的運作機制

Zero-Knowledge Proofs的運作基於一個簡單但強大的原則：(證明者)一方可以說服(驗證者)另一方某個陳述的正確性，而不透露任何除了該陳述本身之外的資訊。

此機制依賴三個基本要素：

• 完全性（Completeness）：當資訊正確時，驗證者會完全相信所提供的證明。
• 健全性（Soundness）：即使是不誠實的人，也幾乎不可能騙過驗證者，除非概率極低。
• 資訊保密（Zero-Knowledge）：驗證者只會得知一件事——該陳述為真。沒有其他額外資訊被揭露。

在加密貨幣世界中，Zero-Knowledge Proofs的優勢顯而易見。它們通過允許安全交易而不需揭露個人資訊來保護隱私。例如，在區塊鏈投票中，ZKP可以驗證投票者身份，同時保持其選擇的秘密。同時，zk-Rollups等技術允許鏈外處理數百筆交易，然後將它們合併成一筆交易上鏈，降低負擔並提升速度。

一個著名的“阿里巴巴掛羊頭賣狗肉”範例常被用來說明：一個人證明自己知道秘密密碼可以打開山洞的秘密門，但從不透露密碼。他只需多次重複打開門的動作，通過結果證明自己知道密碼，而非口頭說明。

從理論到實踐，Zero-Knowledge Proofs已被整合到大型項目中，用於安全交易、身份驗證和數據保護，而不犧牲隱私。

Zero-Knowledge Proofs在區塊鏈的實際應用

Zero-Knowledge Proofs不僅是理論概念——它正被廣泛部署以解決區塊鏈的實際挑戰：

1. 私密交易：Zero-Knowledge Proofs允許驗證交易的有效性，而不揭露任何細節。Zcash是最典型的例子，允許用戶隱藏發送人、接收人和交易金額，同時保持帳本的完整性。

2. 提升處理速度：如zkSync和StarkWare等平台利用zk-Rollups在鏈外處理交易。只需將驗證證明提交到鏈上，減少數據壓力，交易成本更低、速度更快。

3. 安全投票：Zero-Knowledge Proofs確保每一票都被計算，但不揭露投票選擇。這在隱私與透明度之間達到完美平衡。

4. 無密碼驗證：ZKP可以在不傳遞密碼的情況下驗證用戶身份。此方法消除了傳輸過程中密碼遺失的風險，提升安全性。

5. 供應鏈驗證：企業可以證明其產品符合質量標準，而不揭露生產細節或供應商資訊。

6. 安全智能合約：如Aleph Zero和Mina Protocol等平台正開發能保密敏感數據的智能合約，為企業在公開鏈上進行安全交易提供可能。

領先市場的Zero-Knowledge Proofs項目

根據CoinGecko，截至2024年5月，已有40個加密貨幣項目採用ZKP，總市值超過21.27億美元。以下是一些突出的項目：

Polygon Hermez

Polygon Hermez是建立在以太坊上的去中心化擴展方案，採用zero-knowledge rollup技術。原名Hermez Network，後被Polygon收購並整合入其生態系。此技術能將多筆交易合併，降低Gas費用超過90%，較以太坊主網更具成本效益。

Polygon Hermez採用Proof of Efficiency (PoE)共識機制，旨在維持網絡的安全性與去中心化。主要挑戰在於Zero-Knowledge Proofs技術的複雜性，需專業知識才能部署。

Immutable X

Immutable X整合StarkWare的StarkEx技術，支持NFT和Web3遊戲。利用zk-Rollups實現高速交易和極低Gas費，主要優勢包括大幅擴展能力、降低運營成本及保持以太坊的安全性。

Mina Protocol (MINA)

Mina Protocol以其固定的區塊鏈大小（僅22KB）自豪，這得益於zk-SNARKs技術。用戶可以驗證網絡狀態而無需下載整個區塊鏈歷史，真正實現去中心化。

Mina採用Ouroboros Samisika的Proof of Stake機制，較傳統Proof of Work節省資源。近期更新包括提升節點性能和推出zkApps，支持鏈外計算。

dYdX (DYDX)

dYdX是一個去中心化交易所(DEX)，採用zk-STARKs技術提升隱私和擴展性。支持高槓桿交易，交易費用低。最新的v4.0版本包括獨立的dYdX Chain，基於Cosmos SDK。

挑戰在於技術的複雜性及用戶資產自我管理。

Loopring (LRC)

Loopring利用zkRollups將數百筆交易合併。平台每秒處理超過2000筆交易，大幅降低Gas費用和處理時間。

引入“ring miners”(（撮合訂單和驗證交易的人）)，由交易費LRC或部分利潤作為報酬。

Horizen (ZEN)

Horizen是一個專注於隱私的區塊鏈，採用zk-SNARKs。由Zcash發展而來，擴展使命，提供訊息傳遞、出版和dApps的完全隱私基礎設施。

近期亮點是推出與EVM兼容的sidechain EON，允許在平台上運行多個dApp和DeFi項目。

Zcash (ZEC)

Zcash利用zk-SNARKs提供“保護型”交易選項，隱藏發送人、接收人和金額資訊。2016年作為比特幣分支推出，結合金融隱私與全球加密貨幣的便利性。

如Sapling、Heartwood和Canopy等升級持續改善交易效率。2019年推出的“Halo”技術，免除了可信設置，增強網絡安全。

Worldcoin (WLD)

Worldcoin結合數字身份驗證與區塊鏈。由Sam Altman共同創立，利用“Orb”設備掃描虹膜，創建World ID。採用Zero-Knowledge Proofs驗證身份，且不透露個人資料，使用Semaphore協議進行匿名投票。

但該項目也因生物識別數據隱私和智能合約集中化而引發爭議。

Marlin (POND)

Marlin是一個去中心化協議，用於鏈外執行複雜計算。結合Zero-Knowledge Proofs與Trusted Execution Environments (TEEs)，以低成本驗證計算。

支持多種編程語言(Solidity、C++、Rust、Go)，架構可擴展，包含閘道節點、執行節點和監控節點。網絡由POND代幣運行，用於抵押和保障安全。

Aleph Zero (AZERO)

Aleph Zero是一個公開區塊鏈，採用AlephBFT共識協議，結合Proof of Stake與Directed Acyclic Graph (DAG)。旨在實現高吞吐量與低費用。

特別的是，Aleph Zero提供多鏈私有層Liminal，利用Zero-Knowledge Proofs和安全多方計算@sMPC(，非常適合企業在公開鏈上進行安全交易。

Zero-Knowledge Proofs面臨的挑戰

儘管具有巨大優勢，Zero-Knowledge Proofs仍需克服一些障礙：

1. 部署複雜性：ZKP需要深厚的密碼學知識。若開發者不熟悉基本原理，可能導致錯誤和漏洞。

2. 計算資源需求高：生成Zero-Knowledge Proofs耗費大量計算資源，尤其是複雜證明，可能增加成本並降低速度。

3. 可信設置風險：某些ZKP（如zk-SNARKs）需要“可信設置”。若遭破壞，可能導致嚴重安全漏洞，包括偽造證明的可能。

4. 擴展性挑戰：雖然ZKP減少了鏈上數據，但高效處理大量交易的能力仍在開發中。

5. 整合困難：將ZKP融入現有系統需修改協議和基礎設施，過程漫長且複雜。

6. 法律不確定性：ZKP的匿名交易能力可能與多國嚴格的金融規範產生衝突。項目需謹慎應對潛在的法律挑戰。

不過，隨著Zero-Knowledge Proofs技術的不斷進步與開發者日益熟悉，這些風險正逐步被解決，為安全且私密的區塊鏈應用鋪平道路。

未來展望：Zero-Knowledge Proofs的期待

Zero-Knowledge Proofs的未來前景非常光明。預計將開發出更友好用戶的ZKP系統，促進在多領域的廣泛應用。

如zk-STARKs和zk-SNARKs的創新，預計將在交易速度和擴展性方面帶來顯著提升，同時不損失安全性或隱私。一個令人興奮的發展是跨鏈隱私層的建立，使在多個區塊鏈間進行安全且私密的交易成為可能。

隨著跨鏈交互的改善，Zero-Knowledge Proofs預計將在促進不同區塊鏈之間的無縫交易中扮演關鍵角色，徹底改變敏感數據在分散式系統中的處理方式。

與未來的連結

Zero-Knowledge Proofs在重塑區塊鏈格局方面具有巨大潛力。它能讓區塊鏈應用既安全又具擴展性，代表著下一代區塊鏈的技術基礎。

隨著項目持續發展與技術成熟，追蹤Zero-Knowledge Proofs領域的進展變得至關重要。從Polygon Hermez到Zcash、從Mina Protocol到dYdX，這些項目將重塑數字隱私與區塊鏈效率的未來。

相關資料參考

• Ethereum的ZK-Rollup擴展方案是什麼？
• 區塊鏈中Zero-Knowledge Proofs的全面指南
• 2024年頂尖的Ethereum ZK Rollup項目
• 2024年優化的Layer-2解決方案
• Layer 1與Layer 2區塊鏈的詳細比較
• Solana與Ethereum：2024年哪個更佳？