zk-SNARKs teknolojisinin Blok Zinciri alanındaki uygulamaları ve gelişimi
Sıfır Bilgi Kanıtı (ZKP) teknolojisi, blok zinciri alanında önemli bir kriptografik yenilik olarak son yıllarda geniş bir ilgi gördü. Bu makalede ZKP teknolojisinin gelişim süreci, temel prensipleri ve blok zincirindeki uygulamaları kapsamlı bir şekilde ele alınmıştır.
Bir, zk-SNARKs Temelleri
Zero bilgi kanıtı, ilk olarak Goldwasser ve diğerleri tarafından 1985 yılında önerilmiştir ve bir ispatlayıcının doğrulayıcıya bir ifadenin doğru olduğunu kanıtlamasına izin veren, ancak bu ifadenin doğruluğundan başka hiçbir bilgiyi ifşa etmeden gerçekleştirilen etkileşimli bir kanıt sistemidir. ZKP'nin üç temel özelliği vardır: tamlık, güvenilirlik ve sıfır bilgi.
ZKP'nin tipik bir uygulama senaryosu, bir kanıtlayıcının doğrulayıcıya belirli bir gizli sayıyı bildiğini kanıtlamasıdır, ancak bu sayının kendisini ifşa etmeden. Bu, ayarlama, meydan okuma ve yanıt olmak üzere üç adımda gerçekleştirilir ve matematiksel teknikler kullanarak doğrulayıcının kanıtlayıcının gerçekten bu gizli sayıya sahip olduğunu doğrulamasını sağlarken, aynı zamanda belirli değeri öğrenememesini sağlar.
İki, Etkileşimsiz zk-SNARKs
Geleneksel ZKP, bazı uygulama senaryolarında kısıtlamalar getiren çoklu etkileşim gerektirir. 1988 yılında, Blum ve diğerleri, kanıtlayıcı ile doğrulayıcının çoklu etkileşim olmadan kimlik doğrulaması yapabilmesini sağlamak için etkileşimsiz sıfır bilgi kanıtı (NIZK) kavramını önerdiler. NIZK, kamu referans dizisi (CRS) modelini tanıtarak gerçekleştirilir.
Bundan sonra, Fiat-Shamir dönüşümü gibi yöntemler, etkileşimli ZKP'yi etkileşimsiz hale getirmek için önerilmiştir. Groth ve diğerleri bu temel üzerinde bir dizi iyileştirme yaparak daha verimli NIZK çözümleri önermişlerdir.
Üç, Devre Tabanlı zk-SNARKs
Devre tabanlı ZKP sistemi, kanıtlanacak hesaplama problemini devre biçiminde temsil eden önemli bir gerçekleştirme yöntemidir. Bu yöntem, problemi devreye dönüştürme, devre tasarımını optimize etme, çok terimli temsil oluşturma gibi adımları içerir.
Devre tabanlı yöntemlerin evrenselliği olmasına rağmen, karmaşık hesaplama görevlerini işlerken devre boyutunun çok büyük olması ve optimizasyon zorluğu gibi zorluklarla karşılaşabilir. Bu nedenle, farklı uygulama senaryoları için araştırmacılar çeşitli geliştirilmiş ZKP modelleri önermiştir.
Dört, Ana zk-SNARKs Modelleri
zkSNARK: Küçük kanıt boyutu ve hızlı doğrulama hızı olan basit bir etkileşimsiz sıfır bilgi kanıtı sistemidir.
Bulletproofs: Güvenilir ayar gerektirmeyen ZKP modeli, özellikle aralık kanıtları için uygundur.
STARK: Ölçeklenebilir, şeffaf zk-SNARKs sistemi, kuantum güvenliğine sahiptir.
Plonk: Genel bir zk-SNARK çözümü, genel ve güncellenebilir ayarları destekler.
Marlin: Cebirsel kanıt sisteminin verimliliği ile genel güncellenebilir ayarları birleştirir.
Bu modellerin her birinin kendine özgü özellikleri vardır ve farklı uygulama senaryolarına uygundur. Araştırmacılar, verimlilik ve güvenliği artırmak için yeni zk-SNARKs modellerini sürekli olarak keşfetmektedir.
Beş, zk-SNARKs Sanal Makinesi
zk-SNARKs Sanal Makinesi ( ZKVM ), zk-SNARKs üretimi ve doğrulaması için özel olarak tasarlanmış bir sanal makine ortamıdır. ZKVM'nin ortaya çıkması, zk-SNARKs devrelerinin geliştirilme eşiğini düşürmüş, geliştiricilerin ZKP tabanlı uygulamalar oluşturmasını kolaylaştırmıştır.
Şu anda önde gelen ZKVM uygulamaları şunlardır:
RISCZero: RISC-V talimat setine dayalı ZKVM.
Cairo-VM: zk-SNARKs için optimize edilmiş sanal makine.
Bu ZKVM'ler tasarım felsefesi ve kullanım senaryoları açısından farklılık göstermektedir ve geliştiricilere çeşitli seçenekler sunmaktadır.
Altı, zk-SNARKs Ethereum Sanal Makinesi
zk-SNARKs Ethereum Sanal Makinesi ( zkEVM ), Ethereum için özel olarak tasarlanmış bir ZKVM'dir ve akıllı sözleşme yürütümünün doğruluğunu doğrulamak ve işlem gizliliğini korumak amacıyla geliştirilmiştir. zkEVM, Ethereum'un komut setini ZK sistemine dönüştürerek çalıştırır ve her bir komutun bir kanıt sağlaması gerekmektedir.
Şu anda önde gelen zkEVM çözümleri arasında STARKWARE, zkSync, Polygon-Hermez ve Scroll bulunmaktadır. Bu çözümler, EVM uyumluluğu ve uygulama yöntemleri açısından farklılık göstererek Ethereum'un ölçeklenebilirliği ve gizlilik koruması için çeşitli seçenekler sunmaktadır.
Yedi, zk-SNARKs İkincil Ağ Planı
zk-SNARKs ikinci katman ağ çözümü ( ZK Rollup ), ZKP teknolojisine dayalı bir Blok Zinciri genişletme çözümüdür. ZK Rollup, işlemleri zincir dışında gerçekleştirerek ve geçerlilik kanıtı üreterek, işlem işleme verimliliğini ve verimliliğini büyük ölçüde artırır.
ZK Rollup'un performansını daha da optimize etmek için, araştırmacılar çeşitli iyileştirme önerileri sunmuştur:
Şifreleme algoritması hesaplamasını optimize et
Optimistik ve ZK Rollup'ın karışımı
Özel zkEVM Geliştirme
Donanım Hızlandırma
Bu optimizasyon çözümleri, ZK Rollup'ın verimliliğini ve ölçeklenebilirliğini farklı açılardan artırmaktadır.
Sekiz, Gelecek Gelişim Yönleri
Hesaplama ortamı hızlandırma: ZKP üretim ve doğrulama verimliliğini artırmak için ZK-ASIC ve ZK yardımcı işlemcileri gibi özel donanımlar geliştirmek.
ZKML: ZKP teknolojisini makine öğrenimi ile birleştirerek, gizlilik koruma altında model eğitimi ve çıkarımını gerçekleştirmek.
ZK Durum Kanalları: ZKP'yi kullanarak durum kanallarının gizliliğini ve güvenliğini artırma.
Zincirler Arası İşlem Yapabilirlik: Farklı blok zincirleri arasında güvenli veri alışverişi sağlamak için ZKP tabanlı bir zincirler arası iletişim protokolü geliştirmek.
Bu yeni teknolojiler ve kavramlar, ZKP'nin Blok Zinciri alanındaki geniş uygulama potansiyelini göstermektedir. Araştırmaların derinleşmesi ve teknolojinin olgunlaşmasıyla, ZKP'nin Blok zinciri sistemlerinin verimliliğini artırma, gizliliği koruma ve etkileşimlilik gibi alanlarda daha büyük bir rol oynaması beklenmektedir.
Sonuç
Sıfır Bilgi Kanıtı teknolojisi, kriptografi alanında önemli bir atılım olarak, Blok Zinciri uygulamalarında büyük potansiyel göstermektedir. ZKP temel teorisi, ana modeller, sanal makine uygulamaları ve Layer 2 ölçeklendirme çözümlerinin kapsamlı analizi yoluyla, bu çalışmada ZKP teknolojisinin Blok Zinciri sistemlerinin verimliliğini ve güvenliğini artırmadaki kilit rolü sergilenmiştir.
Gelecekte, donanım hızlandırması, ZKML gibi yeni teknolojilerin gelişimi ile ZKP'nin daha geniş alanlarda rol oynaması bekleniyor. Ancak, pratik uygulamalarda verimlilik, güvenlik ve kullanılabilirlik gibi faktörlerin dengelenmesi gerekmektedir. Genel olarak, ZKP teknolojisindeki sürekli yenilikler, Blok Zinciri ekosisteminin gelişimine güçlü bir teknik destek sağlayacaktır.
This page may contain third-party content, which is provided for information purposes only (not representations/warranties) and should not be considered as an endorsement of its views by Gate, nor as financial or professional advice. See Disclaimer for details.
10 Likes
Reward
10
5
Share
Comment
0/400
SillyWhale
· 13m ago
Hiçbir şey anlamıyorum, ama gerçekten çok etkileyici.
View OriginalReply0
AirdropHunterWang
· 07-25 12:03
Bu gün her şey sıfır bilgi, bana biraz Airdrop yap, anlıyor musun?
View OriginalReply0
RektCoaster
· 07-25 11:59
Gizlilik hala sıfır bilgiye bağlı dostum
View OriginalReply0
ChainPoet
· 07-25 11:54
Harika! Gizlilik koruma bununla sağlanıyor.
View OriginalReply0
BearMarketMonk
· 07-25 11:47
İçinde bir tat var, bakalım ZKP'nin birincisi kim.
zk-SNARKs teknolojisi: Blok Zinciri verimliliği ve gizliliğin ana itici gücü
zk-SNARKs teknolojisinin Blok Zinciri alanındaki uygulamaları ve gelişimi
Sıfır Bilgi Kanıtı (ZKP) teknolojisi, blok zinciri alanında önemli bir kriptografik yenilik olarak son yıllarda geniş bir ilgi gördü. Bu makalede ZKP teknolojisinin gelişim süreci, temel prensipleri ve blok zincirindeki uygulamaları kapsamlı bir şekilde ele alınmıştır.
Bir, zk-SNARKs Temelleri
Zero bilgi kanıtı, ilk olarak Goldwasser ve diğerleri tarafından 1985 yılında önerilmiştir ve bir ispatlayıcının doğrulayıcıya bir ifadenin doğru olduğunu kanıtlamasına izin veren, ancak bu ifadenin doğruluğundan başka hiçbir bilgiyi ifşa etmeden gerçekleştirilen etkileşimli bir kanıt sistemidir. ZKP'nin üç temel özelliği vardır: tamlık, güvenilirlik ve sıfır bilgi.
ZKP'nin tipik bir uygulama senaryosu, bir kanıtlayıcının doğrulayıcıya belirli bir gizli sayıyı bildiğini kanıtlamasıdır, ancak bu sayının kendisini ifşa etmeden. Bu, ayarlama, meydan okuma ve yanıt olmak üzere üç adımda gerçekleştirilir ve matematiksel teknikler kullanarak doğrulayıcının kanıtlayıcının gerçekten bu gizli sayıya sahip olduğunu doğrulamasını sağlarken, aynı zamanda belirli değeri öğrenememesini sağlar.
İki, Etkileşimsiz zk-SNARKs
Geleneksel ZKP, bazı uygulama senaryolarında kısıtlamalar getiren çoklu etkileşim gerektirir. 1988 yılında, Blum ve diğerleri, kanıtlayıcı ile doğrulayıcının çoklu etkileşim olmadan kimlik doğrulaması yapabilmesini sağlamak için etkileşimsiz sıfır bilgi kanıtı (NIZK) kavramını önerdiler. NIZK, kamu referans dizisi (CRS) modelini tanıtarak gerçekleştirilir.
Bundan sonra, Fiat-Shamir dönüşümü gibi yöntemler, etkileşimli ZKP'yi etkileşimsiz hale getirmek için önerilmiştir. Groth ve diğerleri bu temel üzerinde bir dizi iyileştirme yaparak daha verimli NIZK çözümleri önermişlerdir.
Üç, Devre Tabanlı zk-SNARKs
Devre tabanlı ZKP sistemi, kanıtlanacak hesaplama problemini devre biçiminde temsil eden önemli bir gerçekleştirme yöntemidir. Bu yöntem, problemi devreye dönüştürme, devre tasarımını optimize etme, çok terimli temsil oluşturma gibi adımları içerir.
Devre tabanlı yöntemlerin evrenselliği olmasına rağmen, karmaşık hesaplama görevlerini işlerken devre boyutunun çok büyük olması ve optimizasyon zorluğu gibi zorluklarla karşılaşabilir. Bu nedenle, farklı uygulama senaryoları için araştırmacılar çeşitli geliştirilmiş ZKP modelleri önermiştir.
Dört, Ana zk-SNARKs Modelleri
zkSNARK: Küçük kanıt boyutu ve hızlı doğrulama hızı olan basit bir etkileşimsiz sıfır bilgi kanıtı sistemidir.
Bulletproofs: Güvenilir ayar gerektirmeyen ZKP modeli, özellikle aralık kanıtları için uygundur.
STARK: Ölçeklenebilir, şeffaf zk-SNARKs sistemi, kuantum güvenliğine sahiptir.
Plonk: Genel bir zk-SNARK çözümü, genel ve güncellenebilir ayarları destekler.
Marlin: Cebirsel kanıt sisteminin verimliliği ile genel güncellenebilir ayarları birleştirir.
Bu modellerin her birinin kendine özgü özellikleri vardır ve farklı uygulama senaryolarına uygundur. Araştırmacılar, verimlilik ve güvenliği artırmak için yeni zk-SNARKs modellerini sürekli olarak keşfetmektedir.
Beş, zk-SNARKs Sanal Makinesi
zk-SNARKs Sanal Makinesi ( ZKVM ), zk-SNARKs üretimi ve doğrulaması için özel olarak tasarlanmış bir sanal makine ortamıdır. ZKVM'nin ortaya çıkması, zk-SNARKs devrelerinin geliştirilme eşiğini düşürmüş, geliştiricilerin ZKP tabanlı uygulamalar oluşturmasını kolaylaştırmıştır.
Şu anda önde gelen ZKVM uygulamaları şunlardır:
RISCZero: RISC-V talimat setine dayalı ZKVM.
Cairo-VM: zk-SNARKs için optimize edilmiş sanal makine.
zkWASM: WebAssembly talimat setini destekleyen ZKVM.
Bu ZKVM'ler tasarım felsefesi ve kullanım senaryoları açısından farklılık göstermektedir ve geliştiricilere çeşitli seçenekler sunmaktadır.
Altı, zk-SNARKs Ethereum Sanal Makinesi
zk-SNARKs Ethereum Sanal Makinesi ( zkEVM ), Ethereum için özel olarak tasarlanmış bir ZKVM'dir ve akıllı sözleşme yürütümünün doğruluğunu doğrulamak ve işlem gizliliğini korumak amacıyla geliştirilmiştir. zkEVM, Ethereum'un komut setini ZK sistemine dönüştürerek çalıştırır ve her bir komutun bir kanıt sağlaması gerekmektedir.
Şu anda önde gelen zkEVM çözümleri arasında STARKWARE, zkSync, Polygon-Hermez ve Scroll bulunmaktadır. Bu çözümler, EVM uyumluluğu ve uygulama yöntemleri açısından farklılık göstererek Ethereum'un ölçeklenebilirliği ve gizlilik koruması için çeşitli seçenekler sunmaktadır.
Yedi, zk-SNARKs İkincil Ağ Planı
zk-SNARKs ikinci katman ağ çözümü ( ZK Rollup ), ZKP teknolojisine dayalı bir Blok Zinciri genişletme çözümüdür. ZK Rollup, işlemleri zincir dışında gerçekleştirerek ve geçerlilik kanıtı üreterek, işlem işleme verimliliğini ve verimliliğini büyük ölçüde artırır.
ZK Rollup'un performansını daha da optimize etmek için, araştırmacılar çeşitli iyileştirme önerileri sunmuştur:
Bu optimizasyon çözümleri, ZK Rollup'ın verimliliğini ve ölçeklenebilirliğini farklı açılardan artırmaktadır.
Sekiz, Gelecek Gelişim Yönleri
Hesaplama ortamı hızlandırma: ZKP üretim ve doğrulama verimliliğini artırmak için ZK-ASIC ve ZK yardımcı işlemcileri gibi özel donanımlar geliştirmek.
ZKML: ZKP teknolojisini makine öğrenimi ile birleştirerek, gizlilik koruma altında model eğitimi ve çıkarımını gerçekleştirmek.
ZK Sharding: ZKP ve parçalama teknolojisini birleştirerek blok zincirinin ölçeklenebilirliğini artırır.
ZK Durum Kanalları: ZKP'yi kullanarak durum kanallarının gizliliğini ve güvenliğini artırma.
Zincirler Arası İşlem Yapabilirlik: Farklı blok zincirleri arasında güvenli veri alışverişi sağlamak için ZKP tabanlı bir zincirler arası iletişim protokolü geliştirmek.
Bu yeni teknolojiler ve kavramlar, ZKP'nin Blok Zinciri alanındaki geniş uygulama potansiyelini göstermektedir. Araştırmaların derinleşmesi ve teknolojinin olgunlaşmasıyla, ZKP'nin Blok zinciri sistemlerinin verimliliğini artırma, gizliliği koruma ve etkileşimlilik gibi alanlarda daha büyük bir rol oynaması beklenmektedir.
Sonuç
Sıfır Bilgi Kanıtı teknolojisi, kriptografi alanında önemli bir atılım olarak, Blok Zinciri uygulamalarında büyük potansiyel göstermektedir. ZKP temel teorisi, ana modeller, sanal makine uygulamaları ve Layer 2 ölçeklendirme çözümlerinin kapsamlı analizi yoluyla, bu çalışmada ZKP teknolojisinin Blok Zinciri sistemlerinin verimliliğini ve güvenliğini artırmadaki kilit rolü sergilenmiştir.
Gelecekte, donanım hızlandırması, ZKML gibi yeni teknolojilerin gelişimi ile ZKP'nin daha geniş alanlarda rol oynaması bekleniyor. Ancak, pratik uygulamalarda verimlilik, güvenlik ve kullanılabilirlik gibi faktörlerin dengelenmesi gerekmektedir. Genel olarak, ZKP teknolojisindeki sürekli yenilikler, Blok Zinciri ekosisteminin gelişimine güçlü bir teknik destek sağlayacaktır.