零知識證明協議：2024年領先的加密貨幣項目

為什麼 Zero Knowledge Protocol 這麼重要？

請想像一個情境：你需要證明自己知道一個敏感資訊，但又不想透露它。這正是 zero knowledge protocol 的內容——一項正在改變我們對安全性與隱私看法的區塊鏈技術。2024 年標誌著一個重要的轉折點，當「非知識證明」(Zero-Knowledge Proofs - ZKPs) 成為區塊鏈生態系統中重大改進的基礎技術。

原因很簡單：傳統的區塊鏈面臨兩大挑戰——擴展性和用戶隱私保護。Zero knowledge protocol 同時解決這兩個問題。這種結合使得 ZKP 不再是理論概念，而是被多個頂尖項目廣泛應用的實用工具。

根據 CoinGecko，截至 2024 年 5 月初，約有 40 個 ZK 類型的加密貨幣項目，總市值超過 21.27 億美元。這個數字證明市場已經認可了這項技術的實際價值。

Zero Knowledge Protocol 的運作方式

核心概念非常有趣：一方可以證明自己知道(或擁有)某樣東西，而不必透露細節。這個過程基於三個基本原則：

• 完整性（Completeness）： 如果資訊正確，驗證者會完全相信。
• 正確性（Soundness）： 如果資訊錯誤，騙子幾乎不可能騙過驗證者(或成功率非常低)。
• 不透露資訊（Zero-knowledge）： 驗證者只知道結果正確，並不會獲得任何其他細節。

舉例來說，常用的「阿里巴巴洞穴」故事：一個人知道開門密碼，能證明自己知道，但不會說出密碼。這不僅是智力遊戲——它也是現代區塊鏈交易的基礎。

Zero Knowledge Protocol 如何應用？

在區塊鏈領域，zero knowledge protocol 開啟了全新的可能性：

安全交易： 用戶可以轉帳而不透露寄件人、收件人或金額。像 Zcash 這樣的加密貨幣已經成功實現。

擴展性提升： 如 zkSync 和 StarkWare 等項目使用 zk-Rollups 技術——在鏈外處理交易，然後將證明提交到鏈上。這種方式將資料負載降低約 90%，使交易更快、更便宜。

匿名投票： 電子投票系統能驗證投票結果的正確性，同時保持投票者身份的隱私。

無密碼驗證： 用戶可以證明身份而不傳送密碼，降低資料被竊取的風險。

供應鏈追蹤： 公司能證明產品符合標準，而不揭露供應商或生產流程。

私有智能合約： Aleph Zero 和 Mina Protocol 正在開發能保留部分資訊秘密的合約，適合需要高安全性的企業應用。

知名的 Zero Knowledge Protocol 加密貨幣項目

Polygon Hermez：以太坊擴展解決方案

Polygon Hermez 利用 ZK 滾動技術將多筆交易合併處理。結果是 gas 費用降低超過 90%，吞吐量大幅提升。該項目採用 Proof of Efficiency (PoE) 共識機制，旨在維持網路安全的同時降低複雜度。

Immutable X：高效 NFT 平台

利用 StarkWare 的 StarkEx，Immutable X 允許幣鑄和交易 NFT，gas 費幾乎為零。這創造了一個真正高效的 NFT 市場，用戶不用擔心高昂的 gas 費。

Mina Protocol：超輕量區塊鏈

Mina 依靠 zk-SNARKs 技術將區塊鏈大小維持在 22KB。用戶可以用手機驗證網路，而不需下載整個歷史資料。這是實現真正去中心化的革命性方法。

dYdX：去中心化交易平台

dYdX 使用 zk-STARKs 提供低費用的期貨合約交易。4.0 版本升級推出了 dYdX Chain，一個具有更佳擴展性的獨立區塊鏈。

Loopring：高速支付協議

Loopring 透過 zkRollups 每秒處理超過 2000 筆交易。該協議引入「ring miners」——撮合訂單並獲得交易費或利潤。

Horizen：全面隱私平台

由 Zcash 發展而來，Horizen 使用 zk-SNARKs 建立一個完整的隱私生態系統，提供訊息、出版和 dApp 的私密基礎設施。近期推出了 EVM 相容的 EON sidechain。

Zcash：領先的私密幣

Zcash 於 2016 年推出，成為私密交易的象徵，提供「shielded」選項，隱藏寄件人、收件人和金額。Halo (2019) 取消了可信設定，提升安全性。

Worldcoin：基於區塊鏈的數位身份

Worldcoin 利用 zero knowledge protocol 和 Semaphore 協議，讓用戶證明身份和唯一性，卻不透露個人資料。不過，該項目也因生物識別資料的隱私問題引發爭議。

Marlin：鏈外計算平台

Marlin 結合 ZKPs 和 TEEs，驗證鏈外複雜計算。支援多種程式語言，由 POND 代幣運營。

Aleph Zero：快速且私密的區塊鏈

Aleph Zero 採用 AlephBFT 協議，結合 PoS 和 DAG 技術。其私密層 Liminal 使用 ZKPs 和 sMPC，適合企業高安全需求。

Zero Knowledge Protocol 面臨的挑戰

儘管前景光明，這項技術仍面臨一些障礙：

部署複雜： ZKP 需要深厚的密碼學知識。部署錯誤可能導致嚴重的安全漏洞。

計算負擔： 生成 ZK 證明需要大量資源，尤其是複雜證明，可能導致成本較高和速度較慢。

可信設定： zk-SNARKs 需進行「可信設定」階段。若遭破壞，可能造成安全漏洞。

整合困難： 將 ZKP 融入現有系統需大幅修改協議，過程繁瑣且耗時。

法律不確定性： Zero knowledge protocol 的匿名性可能在某些法域引發合規問題。

Zero Knowledge Protocol 的未來

前景非常樂觀。zk-STARKs 和 zk-SNARKs 的持續進步，將帶來速度和擴展性的提升，同時不犧牲安全。

一個令人興奮的發展是跨鏈私密層——允許不同區塊鏈之間安全且私密的交易。這將擴展 zero knowledge protocol 的應用範圍，使其成為數字基礎設施中不可或缺的元素。

隨著互動性提升，預計 ZKP 項目將在多鏈交易的無縫整合中扮演重要角色。

結論

Zero knowledge protocol 不僅是先進技術，更是下一代區塊鏈的基石。它能讓區塊鏈應用更安全、更私密且更具擴展性，代表著我們在建立加密貨幣網路方面的一大飛躍。

任何關心區塊鏈未來的人，都應密切關注 zero knowledge protocol 及其應用項目的發展。這是擴展區塊鏈、同時保持安全與隱私的關鍵所在。