Menavigasi Lanskap Pengetahuan Nol

Lanjutan1/4/2024, 10:26:34 AM
Artikel ini memperkenalkan prinsip-prinsip teknis, kerangka kerja, dan aplikasi teknologi Zero-Knowledge (ZK), mencakup aspek-aspek dari privasi, identitas (ID), pertukaran terdesentralisasi (DEX), hingga orakel.
  • Zero-knowledge (ZK) telah muncul sebagai teknologi penting dalam ranah penskalaan blockchain dengan menggerakkan ZK rollups.
  • Namun, yang sering luput dari perhatian adalah potensi besar yang dimiliki ZK dalam solusi lapisan aplikasi. Dalam ranah ini, ZK dapat melindungi privasi data dan juga memastikan keaslian data di luar rantai.
  • Zk mencapai jaminan ini dengan menghasilkan bukti yang dapat diverifikasi dengan mudah tanpa persyaratan perangkat keras yang membebani. Meskipun pembuatan bukti ini membutuhkan komputasi yang memakan waktu, tugas ini dapat didelegasikan kepada pembuat perangkat keras khusus.
  • Penelitian tentang kemampuan Zk dan integrasinya ke dalam berbagai aplikasi selanjutnya siap menjadi sudut pijakan berikutnya dari kepercayaan terdesentralisasi.

Inti dari Zero-Knowledge

Satoshi merancang solusi yang genial untuk Masalah Jenderal Bizantium yang sudah berusia, yang pada dasarnya berurusan dengan bagaimana entitas terdesentralisasi dapat mencapai kesepakatan atau kebenaran bersama. Terobosan ini? Algoritma konsensus Proof of Work (PoW). Para penambang di seluruh dunia sekarang dapat menyelaraskan kepentingan ekonomi mereka, melahirkan sistem konsensus global. Bitcoin juga memberdayakan pengguna untuk mengendalikan kunci pribadi mereka dan memverifikasi transaksi secara independen, membuka jalan ke ekosistem kustodial yang benar-benar terdesentralisasi.

Ethereum membawa twist ke meja melalui mekanisme konsensus Proof of Stake (PoS), yang bergantung pada insentif validator dan hukuman untuk menjaga keamanan dan harmoni jaringan.

  • Ledger terdesentralisasi menegakkan kebenaran dengan mengeksekusi ulang perhitungan pada setiap node jaringan. Ini seperti membaca seluruh buku untuk memverifikasi satu kata. Pendekatan ini menghasilkan arsitektur yang tidak efisien secara komputasi, di mana setiap node harus mengunduh blok terbaru dan mengeksekusi seluruh rangkaian transaksi untuk memvalidasi kesesuaiannya dengan blok.
  • Komputasi terbuka bukan hanya membutuhkan sumber daya yang besar tetapi juga mengekspos sisi lemah: kurangnya privasi. Kerentanan ini dimanfaatkan oleh penjahat eksploitasi MEV, yang memanipulasi urutan transaksi untuk keuntungan pribadi.

Mengakui tantangan ini, komunitas blockchain beralih ke peningkatan skalabilitas dan privasi. Hal ini mengarah pada eksplorasi zk-Kriptografi, khususnya teknologi seperti zk-SNARKs (Zero-Knowledge Succinct Non-Interactive Argument of Knowledge) dan zk-STARKs (Zero-Knowledge Scalable Transparent Argument of Knowledge). Meskipun ada perbedaan halus dalam bagaimana teknologi ini berbeda, mari simpan itu untuk nanti dan lihat penjelasan yang disederhanakan.

Pada intinya, bukti ZK memungkinkan seseorang (si pembuktikan) untuk membuktikan kepada pihak yang tidak percaya (si verifikasi) bahwa mereka memiliki pengetahuan khusus tanpa mengungkapkan rincian apa pun tentang pengetahuan tersebut.

ZKPs memiliki dua properti penting:

  • Ringkas dan Hemat Waktu: Memverifikasi bukti lebih efisien daripada langsung memeriksa data asli.
  • Privasi: Tidak ada yang terbukti tentang data yang diungkapkan kepada pemeriksa.

Meskipun teknologi ini lahir pada tahun 1990-an, aplikasi awalnya sebagian besar terbatas pada solusi privasi. IBM memanfaatkan ZK pada tahun 2010 untuk membuat pencampur identitasnya, Bluemix, sementara Microsoft's Penjaga Pemilihanmenggunakan ZKP untuk memungkinkan pemilihan pribadi yang dapat diverifikasi.

Kemampuan ZKP untuk memvalidasi komputasi di luar rantai dengan ringkas telah membangkitkan penelitian yang bertujuan untuk memperluas platform seperti Ethereum. Lebih dari $725 juta dalam pendanaanmengalir ke teknologi ZK untuk blockchain tahun lalu, menegaskan signifikansinya yang semakin berkembang.

Meskipun keruwetan matematis dari ZKPs rumit, pengembang dapat menyertakan kriptografi ZK ke dalam aplikasi dengan cara yang sama seperti yang mereka lakukan dengan kriptografi kunci publik. Penelitian yang sedang berlangsung berfokus pada pengembangan pembuktian dan pemeriksa mutakhir, dengan penekanan pada menghasilkan bukti secara efisien dan memverifikasinya dengan cepat.

Blockchain bergantung pada data penting di luar rantai—seperti harga aset atau informasi dari blockchain alternatif. Secara tradisional, oracle seperti Chainlink telah bertindak sebagai kurir data terpercaya, menggunakan jaringan validator yang mendapat insentif ekonomi untuk memastikan keakuratan dan integritas data.

ZKP menambahkan sumbu kepercayaan baru ke lanskap kriptoekonomi. Dengan ZKP, aplikasi-aplikasi ini dapat dengan tak terbantahkan menunjukkan legitimasi data dan perhitungan di luar rantai, bertindak sebagai 'mata' yang waspada di luar blockchain

Pemandangan ZK

Pembesaran

Rollups Tujuan Umum

Saat Ethereum mengalami pertumbuhan pesat, transaksi biayauntuk token ERC20 dan ERC721 NFT sering melonjak hingga kisaran $5-$15, mendorong perlunya memikir ulang skalabilitas tanpa mengorbankan desentralisasi.

Masuki era rollups: pivot strategis Ethereum menuju kerangka modular yang berpusat pada rollup dengan tiga lapisan berbeda: lapisan Data Availability (DA), lapisan Pelaksanaan, dan lapisan Penyelesaian.

Ada dua jenis Rollups yang sedang dikembangkan: Optimistic Rollups dan ZK Rollups menawarkan solusi penskalaan Layer 2 yang mengeksekusi transaksi di luar rantai Ethereum dan menyelesaikan di rantai Ethereum, mewarisi keamanannya.

Kedua jenis bergantung pada pengurut untuk menerima transaksi pengguna, mengatur mereka ke dalam kelompok, dan menghasilkan bukti untuk komitmen ke Ethereum mainnet. Optimistic Rollups bergantung pada penonton untuk melihat transaksi penipuan dalam jendela penyelesaian sengketa, sementara ZK Rollups menggunakan Bukti Keabsahan untuk memastikan kevalidan transaksi tanpa verifikasi on-chain


Sumber: Messari

Layer Pelaksanaan: Pelaksanaan dan penyimpanan status terjadi di luar rantai dalam mesin virtual (VM) yang spesifik untuk rollup. Setiap ZK rollup memiliki pengurut untuk mengatur transaksi dan pembuktian untuk membuat bukti yang memvalidasi perhitungan perantara. Bukti Validitas ini dan data minimal kemudian diserahkan ke kontrak pintar verifikator pada mainnet Ethereum.

Kebanyakan ZK Rollups kompatibel dengan Mesin Virtual Ethereum (EVM) untuk mendukung kontrak pintar Ethereum. Fleksibilitas ini memungkinkan pengembang untuk bermigrasi aplikasi berbasis Ethereum ke platform Layer 2 tanpa hambatan. Namun, tantangan masih ada, termasuk efisiensi prover, kinerja blockchain, dan kompatibilitas opcode.

Lapisan Penyimpanan: Ketika berbicara tentang penyimpanan, sebagian besar rollups, termasuk zkEVM Polygon, Gulir, Era zkSync, dan Linea, lebih suka mendorong data dalam format terkompresi ke calldata Ethereum. Pendekatan ini menjamin kelangsungan hidup dan memungkinkan pengguna untuk membuat ulang status dari Ethereum dan melewati rollup jika diperlukan.

Namun, beberapa zk-rollups, seperti Starknet’s Validium, Matter Lab’s zkPorter, dan Polygon's Miden menyimpan data mereka di lapisan DA yang berbeda yang diamankan oleh Komite Ketersediaan Data (DAC). Solusi seperti EigenDAdanTersediamencoba pendekatan ini, bertujuan untuk meningkatkan throughput, sambil tetap mendapatkan manfaat dari jaminan keamanan dari blockchain Ethereum.

EigenDA berencana untuk meningkatkan throughput hingga 10Mbps

Lapis Penyelesaian: ZK Rollups mengirimkan status rollup baru bersama dengan 'Bukti Keabsahan' ke kontrak pintar verifikator di Ethereum. Verifikator ini memeriksa Bukti Keabsahan untuk menjamin kebenaran transisi status dalam VM di luar rantai dan mencatat transisi status baru.

Proses verifikasi dapat memakan banyak sumber daya, dengan biaya gas berkisar dari 300k hingga 5j untuk satu bukti. Waktu verifikasi juga bisa tinggi, sekitar 10 detik. Rollups seringkali memposting bukti ke L1 secara berkala, mengurangi biaya per transaksi dengan menerapkan transaksi secara masal.

Bukti ZK tidak dapat digunakan untuk konsensus atau pengurutan transaksi dalam rollup. Sequencer biasanya membuat keputusan konsensus berdasarkan aturan individu mereka, dengan banyak mengikuti prinsip pertama kali terlihat. Upaya terus dilakukan untuk mendesentralisasikan sequencer dari waktu ke waktu, dengan beberapa mengimplementasikan sequencer bersama seperti @espressosys/decentralizing-rollups-announcing-the-espresso-sequencer-81c4c7ef6d97">Espresso.

Rollups berbasis VM

Seperti yang kita bahas sebelumnya, ada beberapa tantangan saat bekerja dengan L2 EVM yang dapat membatasi efisiensi komputasi. Fungsi asli Ethereum, seperti fungsi hash, seringkali terbukti tidak kompatibel dengan teknologi ZK karena sifatnya yang membutuhkan sumber daya yang intensif. ZKSync menghapus dukungan untuk beberapa opcode ini, setelah menyadari bahwa sebagian besar biaya mereka berasal dari operasi-operasi mahal ini.

Tidak seperti EVM yang fokus pada set instruksi Ethereum, rollups berbasis zkVM menawarkan fleksibilitas untuk menjalankan berbagai perangkat lunak yang kompatibel dengan arsitektur komputer yang berbeda. VM ini, sebagai superset dapat mengimplementasikan set instruksi yang berbeda seperti RISC-V dan WebAssembly, dan menghasilkan ZKP untuk komputasi.

StarknetBerdiri sebagai pionir di ranah rollups berbasis zkVM. Telah mengembangkan Cairo, bahasa pemrograman tingkat rendah khusus yang beroperasi lebih dekat dengan bahasa rakitan. Miden Polygon menggunakan bahasa rakitan sendiri yang lebih dekat dengan Move, sementara Delphinus dan Fluent sedang mengerjakan rollups berbasis bahasa WASM. Fluent dan ZKM memungkinkan pengembang untuk membangun aplikasi dalam bahasa pemrograman umum seperti Rust, TypeScript, C/C++, Go, dan lainnya.

Rollup berbasis zkVM mendefinisikan kembali kemampuan Ethereum dengan memfasilitasi pembangunan aplikasi yang akan sulit atau tidak praktis untuk dikembangkan dalam batas-batas sistem berbasis akun.

Miden, misalnya, mengadopsi model pembuktian berbasis klien, di mana setiap akun berfungsi sebagai kontrak pintar, dan pengguna bertanggung jawab untuk membuat ZKP di perangkat klien mereka. Bukti zk ini kemudian diserahkan ke Miden rollup untuk memperbarui status global. Pendekatan ini memungkinkan untuk eksekusi transaksi paralel dan meningkatkan privasi, karena operasi seperti transfer token dan pertukaran NFT dapat terjadi tanpa memengaruhi status publik.

Kerangka Rollup

Beberapa tim telah memulai misi untuk menyederhanakan pengembangan Zero-Knowledge (ZK) rollups, membuka pintu bagi sejumlah pembangun yang lebih luas. Kerangka inovatif ini memberikan pembangun serangkaian komponen lengkap, termasuk sequencer, prover, lapisan Data Availability (DA), dan lapisan konsensus.

Pembangun yang memanfaatkan kerangka kerja ini mendapatkan keuntungan penting dengan mewarisi keamanan yang kuat dari Ethereum sambil tetap mempertahankan kebebasan untuk membuat pilihan. Mereka dapat memilih untuk mendeploy token asli atau menggunakan Ether (ETH) dan memiliki fleksibilitas untuk melibatkan validator eksternal atau menerapkan aturan yang disesuaikan untuk validator mereka.

Sovereign LabsdanPolygonsedang aktif mengembangkan Software Development Kits (SDK) yang memungkinkan siapa pun untuk membuat ZK Layer 2 (L2) rollups dengan aturan yang telah ditentukan dan jembatan yang dapat dioperasikan untuk likuiditas yang tangguh.

Lumozmengambil pendekatan komprehensif, memberikan tim pengembangan kedaulatan penuh atas rollups mereka melalui konsensus Proof of Work (PoW) yang didedikasikan, jaringan pembuktian yang didedikasikan, dan saluran komunikasi dengan rollups lainnya.

LayerNmemfasilitasi arsitektur hibrid zk-OP (Zero-Knowledge-Operator) dan menjanjikan biaya transaksi yang ribuan kali lebih murah dari Ethereum.

Gerhana MatahariBaru-baru ini melakukan pengumuman penting dengan mengungkapkan L2 serbaguna yang berfungsi sebagai contoh yang menggabungkan elemen modular yang berbeda - mesin eksekusi Solana yang memposting DA ke Celestia dan menghasilkan bukti ZK menggunakan Risc0 untuk menyelesaikan di Ethereum. Percobaan ini mendorong teori modular ke depan dan bertujuan untuk menggabungkan Mesin Virtual Ethereum (EVM) kinerja tinggi Solana dengan keamanan Ethereum.

Rollups-as-a-Service

Rollups-as-a-Service (RaaS) menyederhanakan lanskap kerangka kerja Rollup dan Kit Pengembangan Perangkat Lunak (SDK), menawarkan lapisan abstraksi yang memfasilitasi penyebaran, pemeliharaan, dan pembuatan rollup khusus aplikasi tingkat produksi yang mudah.

RaaS membebaskan pengembang dari kompleksitas manajemen infrastruktur dan pemantauan kinerja jaringan, memungkinkan mereka berkonsentrasi pada membangun lapisan aplikasi. Yang sebelumnya membutuhkan jam kerja rekayasa yang ekstensif kini berubah menjadi proses implementasi 10 menit yang mudah, tanpa kode.

Pikirkan mereka sebagai AWS (Amazon Web Services) dari Rollups, menyederhanakan proses implementasi dan pengembangan rollup.

Dengan platform seperti VistaradanGerbang, pengguna mendapatkan kekuatan untuk mencocokkan dan menggabungkan komponen modular, dengan cepat membuat rollups personal yang disesuaikan dengan kebutuhan mereka dalam hitungan detik.

Pendekatan modular ini memberdayakan pengembang untuk membuat ZK rollups yang sesuai dengan tujuan unik mereka. Dari Mesin Virtual Eksekusi (VM) dan lapisan Ketersediaan Data (DA) hingga Sequencer, Bridges, dan Provers, pengembang memiliki fleksibilitas untuk memilih komponen yang sesuai dengan kebutuhan mereka.

Vistara memberi fleksibilitas untuk memilih dari beberapa VM

Rollups Tujuan Khusus

Meskipun kemajuan dalam rollups tujuan umum, ada batasan dalam peningkatan skala karena persaingan untuk ruang blok L2 dan biaya posting batch L1 yang meningkat. Aplikasi dApps spesifik memerlukan fungsionalitas yang disesuaikan, seperti finalitas cepat untuk DeFi, latensi rendah untuk gaming, dan privasi untuk blockchain perusahaan, yang memerlukan rollups yang spesifik untuk aplikasi.

Pimpinan adalah ekosistem Starknet yang memproses lebih dari 418Mtransaksi, dengan aplikasi seperti dYdX, Sorare, dan Tidak dapat diubahmemanfaatkan rollups khusus aplikasi yang dibangun dengan teknologi Starkex milik Starkware. Operator Starknet menggabungkan transaksi, mengelompokkannya, dan memberikan bukti ZK ke rantai utama Ethereum, memastikan keamanan dan privasi dengan biaya yang lebih rendah.

Loopring, ZK rollup, berfokus secara eksklusif pada kasus penggunaan DeFi, menawarkan fitur seperti Block Trade untuk eksekusi instan dengan likuiditas tingkat CEX.Myria, ZK rollup lainnya, ditujukan untuk aplikasi permainan, dengan menekankan biaya transaksi rendah. Canto, baru-baru ini mengumumkan bahwa mereka bermigrasi ke L2 yang berfokus pada Aset Dunia Nyata dengan menggunakan Kit Pengembangan Rantai Polygon.

Privasi

Saat teknologi Web3 berkembang pesat, menarik jutaan pengguna, masalah privasi yang mendesak masih mengintai—terutama bagi lembaga, bank, dan bisnis, yang sering kali merasa terikat oleh persyaratan hukum untuk menjaga transaksi keuangan mereka.

Bukti ZK menambahkan elemen perlindungan dari mata-mata, dan ini adalah kasus penggunaan awal yang dipopulerkan oleh zCash. Zcash menggunakan zk-SNARKs untuk membuktikan bahwa transaksi valid tanpa mengungkapkan informasi tentang pengirim, penerima, atau jumlah transaksi. Saldo dompet tidak disimpan sebagai teks biasa tetapi disimpan sebagai 'Catatan Komitmen'

Teknik kriptografi ini memungkinkan pengguna untuk menyembunyikan rincian transaksi mereka sambil tetap membuktikan bahwa mereka memiliki dana yang cukup dan mengikuti aturan protokol:

  • Konservasi Nilai: Ini mengkonfirmasi bahwa total jumlah koin yang masuk ke transaksi (input) sama dengan total jumlah koin yang keluar dari transaksi (output), tanpa mengungkapkan jumlah sebenarnya.
  • Otoritas Pengeluaran: Ini membuktikan bahwa pengirim memiliki kunci pengeluaran pribadi yang benar untuk input yang mereka gunakan, sehingga mengkonfirmasi otoritas mereka untuk mengeluarkan koin.
  • Pencegahan Pengeluaran Ganda: Ini mengonfirmasi bahwa koin-koin belum pernah dihabiskan sebelumnya, mencegah pengeluaran ganda.

L1s yang berfokus pada privasi

Sejumlah protokol seperti Aleo, Aleph Zero, Ironfish, dan Mina mendorong batas-batas lebih jauh, mengkhususkan diri dalam solusi Layer 1 yang memprioritaskan privasi. Berbeda dengan kerangka kerja berbasis akun Ethereum, yang tidak optimal untuk privasi, protokol-protookl ini mengadopsi versi modifikasi model UTXO Bitcoin.

  • Model Konsensus: Setiap protokol yang berorientasi pada privasi ini menggunakan model konsensus yang berbeda. Sebagai contoh, Aleo menggunakan mekanisme Sustainable Proof of Work (SPoW), di mana "kerja" melibatkan pembuatan bukti zk daripada penambangan yang menghabiskan sumber daya. Ironfish mengikuti model Proof of Work (PoW) yang mirip dengan Bitcoin, menghasilkan koin semata-mata melalui penambangan tanpa Penawaran Koin Awal (ICO). Aztec, yang awalnya dirancang sebagai solusi Layer 1 (L1), telah beralih ke kerangka kerja Layer 2 (L2), menetapkan jaringan Ethereum.
  • Mendefinisikan Ulang Lapisan Jaringan: Melampaui konsensus, protokol ini memperbarui lapisan jaringan, memajukan pertukaran data peer-to-peer untuk memaksimalkan privasi. Sebagai contoh, Ironfish menggunakan kombinasi WebRTC dan WebSockets untuk menjalin hubungan dengan node. Pengguna dapat menjalin hubungan langsung, melakukan transaksi, membuat ZKPs untuk memvalidasi kepatuhan terhadap aturan, dan kemudian menyelesaikan transaksi di blockchain—semua sambil menjaga privasi mereka.

L2s yang berfokus pada privasi

Sementara itu, proyek-proyek seperti AztecdanOlaberkomitmen untuk meningkatkan privasi pada jaringan Ethereum dengan mengaktifkan ZK rollups dengan akun pribadi dan transaksi terenkripsi. Kedua proyek sedang mengembangkan zkVM mereka sendiri, memberikan penekanan tinggi pada pengelolaan akun pribadi, daripada hanya fokus pada kompatibilitas Ethereum.

ZK Apps

Aplikasi memanfaatkan kemampuan privasi ZKPs untuk membawa kepercayaan pada data dan komputasi di luar rantai. Kita dapat mengkondensasikan sebagian besar kasus penggunaan ke dalam kategori-kategori berikut:

a. Berbagi Rahasia Secara Aman: Teknologi ZK memberdayakan pengguna untuk berbagi rahasia secara rahasia melalui lapisan penyelesaian tanpa kepercayaan. Aplikasi terkemuka seperti protokol zkMail dan zkVoting memfasilitasi berbagi data terenkripsi ujung ke ujung, memastikan privasi yang kokoh.

b. Identitas On-Chain Rahasia: Aplikasi ZK memungkinkan pengguna untuk membuat identitas on-chain yang rahasia secara bersifat komposabel, melampaui batasan metode penyamaran data konvensional seperti pencampuran.

Jaminan Keamanan Offchain: Memanfaatkan teknologi ZK memberikan jaminan keamanan off-chain yang kuat, memastikan integritas dan keadaan yang dimaksud dari data dan perhitungan off-chain yang luas.

d. Kepercayaan yang Dapat Dioperasikan: Orakel dan jembatan yang didukung oleh ZK memainkan peran penting dalam menjaga integritas kriptografis saat memindahkan data di luar rantai ke jaringan blockchain.

Middleware Privasi

Daripada membuat blockchain yang benar-benar baru yang dilengkapi dengan privasi asli, protokol middleware privasi memperkenalkan mekanisme privasi ke dalam jaringan blockchain yang sudah ada. Platform-platform ini memperkenalkan lapisan privasi yang bertindak sebagai perantara antara alamat pengguna dan alamat anonim atau 'stealth', menawarkan pendekatan praktis untuk peningkatan privasi.

Tornado Cash, yang terinspirasi oleh model privasi Zcash, mendeploy kontrak pintar berbasis Ethereum untuk mengelola saldo pengguna yang disimpan di alamat tersembunyi. Dengan menggunakan bukti pengetahuan nol, protokol memverifikasi integritas setiap transaksi, memastikan bahwa pengguna tidak dapat menarik dana melebihi saldo akun mereka setelah mereka mencampur dana. Namun, Tornado Cash menghadapi tantangan regulasi, karena pelaku jahat mengeksploitasi fitur privasinya untuk tujuan yang melanggar hukum.

Mengakui kebutuhan akan kepatuhan, pemimpin industri seperti Vitalik Buterin dan Ameen Soleimani sedang memimpin generasi mendatang kolam privasimodel-model yang seimbang antara privasi yang kokoh dengan kepatuhan terhadap regulasi. Model-model ini menjelajahi berbagai metodologi:

  • Pemeriksaan Daftar Hitam: Kemampuan untuk melarang deposit dari alamat yang terdaftar dalam daftar hitam FATF, memastikan penggunaan protokol yang sah untuk kegiatan yang meningkatkan privasi.
  • Kunci Peninjauan yang Dikontrol Pengguna: Pengguna mempertahankan kunci hanya-baca yang dapat selektif dibagikan dengan badan regulasi. Kunci-kunci ini memverifikasi sumber dana dan kewajiban pajak sambil mengonfirmasi bahwa dana tidak berasal dari alamat yang termasuk dalam daftar hitam.
  • Kunci Peninjauan yang Dikendalikan oleh Server: Dalam pengaturan ini, protokol tetap mempertahankan kemampuan untuk melihat semua dana dan transaksi pengguna, memberikan pengungkapan selektif kepada badan regulasi untuk kepatuhan yang ditingkatkan.

Platform seperti Panther dan Railgun menawarkan token berpelindung yang dicetak dengan cara mendepositkan dana ke dalam platform tersebut untuk mendapatkan aset berpelindung yang dapat digunakan di berbagai blockchain seperti Ethereum, BSC, Polygon, Solana, dan lainnya.

Nocturne memanfaatkan Komputasi Multi-Pihak (MPC) dan Agregator Akun (AA) untuk membuat lapisan alamat stealth. Alih-alih mencetak aset zk, alamat-alamat ini dirancang untuk berinteraksi dengan protokol. Pengguna mendepositokan dana ke Pengelola Deposit, yang mencampur semua dana pengguna dan menyediakan alamat-alamat stealth untuk setiap interaksi aplikasi. DApps tidak pernah mengakses sumber dari alamat-alamat ini, meningkatkan privasi.

Pemeriksa Setoran Nocturne memeriksa kepatuhan sebelum menyetujui transaksi

DEX

Menyikapi permintaan yang semakin meningkat untuk pertukaran aset yang aman dan pribadi dalam ruang institusional, tim pengembangan sedang aktif menjelajahi ranah Bursa Desentralisasi (DEX) berbasis ZK. Berbeda dengan Pencipta Pasar Otomatis (AMM), DEX berbasis ZK menggunakan buku pesanan, menawarkan sejumlah manfaat termasuk likuiditas yang ditingkatkan, transaksi bebas gas, pasangan perdagangan tak terbatas, beragam jenis pesanan, dan antarmuka yang ramah pengguna.

Mari kita telusuri Brine sebagai contoh. Brine menggunakan model hibrida yang membagi operasinya secara efektif antara komponen di luar rantai dan di dalam rantai:

  • Bagian Off-Chain: Di bagian off-chain, Brine mengelola data dompet dan status real-time dari semua pesanan dan perdagangan. Komponen off-chain ini memainkan peran penting dalam pelaksanaan pesanan yang efisien dan menjaga buku pesanan yang terbaru.
  • Bagian On-Chain: Segmen on-chain menangani komitmen status dan aset sistem. Untuk memastikan keamanan dan integritas transaksi, Brine menggunakan prover STARK, dan bukti-bukti ini kemudian divalidasi pada jaringan Ethereum melalui kontrak StarkEx yang didedikasikan, menjamin akurasi transisi status.

Platform DEX Brine menggunakan layanan StarkEx untuk pengumpulan bukti

Karena pesanan Brine disimpan di luar rantai, platform dapat menampung berbagai jenis pesanan, termasuk pesanan batas dan berhenti. Pembuat pasar dapat turun tangan untuk menyediakan likuiditas, menghasilkan biaya serupa dengan yang terlihat di bursa terpusat (CEXs).

Mesin pencocokan Brine memiliki skalabilitas yang mengesankan, dengan kemampuan untuk menangani hingga 600.000 TPS. Hal ini melebihi batasan yang biasanya terkait dengan AMM. Yang penting, karena hanya bukti kriptografis yang diposting di rantai, para pedagang menikmati privasi 100% mengenai posisi mereka.

Selain Brine, platform seperti ZkexdanSatorijuga membuat gebrakan di pasar dengan memungkinkan perdagangan derivatif dan kontrak perpetual menggunakan mekanisme serupa.

Interoperabilitas

Menghubungkan data dan aset antara dua rantai sering bergantung pada kelompok validator terpercaya atau penjaga multi-tanda tangan terpercaya untuk memastikan transmisi data yang akurat. Ketergantungan pada validasi eksternal ini telah mengakibatkan kerentanan keamanan yang signifikan, seperti yang terjadi pada jembatan seperti Perantau, Lubang cacing, dan Ronin, yang secara akumulatif mencapai lebih dari $1.5 miliar kerugian. Jembatan tradisional ini sering bergantung pada komite eksternal untuk mengunci aset di rantai asal sebelum mencetak aset yang sesuai di rantai target.

Pengenalan klien ringan berbasis Zero-Knowledge (ZK) menawarkan kemajuan revolusioner. Klien ringan ini menggunakan bukti ZK untuk memvalidasi perubahan konsensus pada rantai sumber. Menjalankan klien ringan dari seluruh rantai blok akan mahal secara komputasi sehingga jembatan ZK mengirim bukti zkSNARK perubahan konsensus ke lapisan eksekusi rantai tujuan. Rantai tujuan memvalidasi kebenaran perubahan konsensus dengan memverifikasi bukti ZK. Pendekatan ini secara signifikan mengurangi biaya komputasi dari menjalankan sebuah node, memfasilitasi interoperabilitas tanpa bergantung pada asumsi kepercayaan.

Succinct, misalnya, sedang mengembangkan light client bernama Telepatiyang dapat memvalidasi konsensus Ethereum hanya dengan 300.000 gas pada rantai EVM. Klien ringan ini dapat mendukung berbagai fungsi pada rantai tujuan, termasuk:

  • Mengirim pesan sewenang-wenang di seluruh rantai untuk mengatur implementasi lintas-rantai.
  • Membaca taruhan dan saldo validator Ethereum untuk solusi Layer 2 dan protokol restaking.
  • Memfasilitasi jembatan likuiditas antar rantai tanpa bergantung pada protokol kunci/cetak.
  • Mengakses data orakel Chainlink dari Ethereum di seberang rantai tujuan untuk Pembuat Pasar Otomatis Layer 2 (AMM) dan protokol DeFi.

PolihedradanzkLinkberfokus pada menjembatani likuiditas di berbagai rantai. Daripada memelihara kolam likuiditas sendiri di setiap jaringan yang terhubung, zklink bertujuan untuk menggabungkan likuiditas dan menggabungkan token di semua dApps yang menggunakan infrastruktur zkLink.

Oracles dan Coprocessors

Oracles dapat dibagi menjadi dua jenis utama

  • Masukan Oracles- Membawa data di luar rantai ke dalam konteks rantai (misal: Chainlink Price Feeds)
  • Oracles Output- Memberikan data on-chain ke konteks off-chain untuk perhitungan lanjutan (The Graph)

Kontrak pintar memiliki keterbatasan inheren, terutama ketika menangani komputasi kompleks seperti operasi titik mengambang, perhitungan intensif, atau analisis statistik. Di sinilah Output Oracles muncul ke depan, mengatasi tantangan komputasi ini dengan memindahkannya ke sistem eksternal.

Orakel berbasis staking seperti Chainlink dan Graph menjalankan sekelompok validator yang diberi imbalan atas impor data dari dunia nyata (seperti harga di CEXs atau data cuaca) dan melakukan perhitungan pada data ini. Namun, kekhawatiran keamanan muncul ketika total jumlah yang dipertaruhkan lebih rendah dari nilai potensial yang bisa dicuri. Peretas dapat memanfaatkan ketidakseimbangan ini untuk memanipulasi data orakel, yang menyebabkan serangan sering terjadi dan eksploitasi peluang arbitrase.

Di sinilah ZK Oracles masuk, khususnya dalam domain orakel Output. Mereka memastikan keakuratan perhitungan yang dilakukan di luar rantai dengan menyediakan bukti zk untuk memverifikasi bahwa perhitungan berlangsung sesuai yang dimaksud. Ini telah melahirkan kategori baru yang disebut co-processors.

HyperOracle sedang memimpin orakel 'trustless' dengan memanfaatkan node orakel khusus yang menghasilkan bukti Zero-Knowledge (zk) bersama dengan data yang ditransmisikan ke kontrak verifikasi pada blockchain Ethereum.

Pendekatan ini mengubah model keamanan menjadi model "1 dari N", di mana bahkan jika satu node mengirimkan data yang benar, kontrak verifier dapat mendeteksi setiap perbedaan. Penyiapan ini menjamin integritas komputasi 100% untuk komputasi off-chain sambil mengurangi finalitas menjadi hanya 12 detik, sejalan dengan waktu blok Ethereum.

Mengatasi tantangan lain, Aksiomamenghadirkan mekanisme tanpa kepercayaan untuk mengakses data status historis pada Ethereum. Karena sifat mesin status Ethereum, kontrak pintar hanya dapat mengakses status saat ini dan mengandalkan orakel terpusat di luar rantai untuk mengakses data status historis.

Axiom memecahkan masalah ini dengan menyediakan bukti Zero-Knowledge untuk memvalidasi keaslian header blok, status, transaksi, dan kwitansi dari blok Ethereum masa lalu mana pun.

Herodotuskhusus dalam bukti penyimpanan, yang pada dasarnya adalah bukti ZK yang mengkonfirmasi inklusi data dalam root status di seluruh L1 dan L2. Pengembang dapat membangun aplikasi lintas rantai seperti aplikasi peminjaman yang mengamankan pinjaman di satu rantai dengan menyediakan jaminan di rantai lain, dan aplikasi game yang dapat memanfaatkan aset NFT di rantai lain.

Identitas / Bukti Kepribadian

Jaminan privasi dari ZKPs telah menciptakan kesempatan untuk merancang primitif kriptografi baru di setiap aspek identitas: bukti lokasi, bukti kepemilikan, bukti suara, pendidikan, pengalaman, data kesehatan, dan KYC.

Gempa bumiadalah contoh bagus dari ZKPs di segmen ini. Tim sedang bekerja untuk mengembangkan ZK badges yang memungkinkan pengguna untuk secara selektif berbagi data pribadi mereka dengan aplikasi web3 dan pengguna. Sebuah ZK badge adalah token terikat jiwayang mengategorikan pengguna ke dalam kelompok-kelompok tertentu berdasarkan data pribadi mereka. Misalnya, seorang pengguna dapat membuktikan bahwa mereka adalah pengguna Ethereum jangka panjang, kontributor ke repositori GitHub tertentu, atau warga negara Amerika dengan menghasilkan bukti ZK yang memvalidasi kondisi-kondisi tersebut. Setelah memvalidasi bukti, Sismo memberikan pengguna lencana yang sesuai dengan data pribadi mereka. Lencana tersebut menandai identitas pengguna tanpa sebenarnya mengungkapkan rincian sensitif apa pun.

Worldcoinmewakili aplikasi inovatif lain dari ZKPs, menetapkan World ID sebagai protokol identitas terbuka dan tanpa izin. Protokol ini menggunakan biometrik iris untuk verifikasi identitas yang tepat, mengubah pemindaian iris resolusi tinggi menjadi bentuk yang terkompresi melalui jaringan saraf konvolusi. Data ini dimasukkan ke dalam implementasi Semaphore ZKP mereka untuk menghasilkan komitmen identitas yang disimpan dalam kontrak World ID.

Untuk membuktikan identitas mereka, seorang pengguna memberikan ID Dunianya, yang diperiksa terhadap seluruh daftar untuk memverifikasi keanggotaan, memberikan akses ke fungsi-fungsi berguna, seperti pemungutan suara dan airdrops sekali pakai.

Worldcoin menegaskan bahwa mereka membuang gambar Iris setelah menghitung hash, tetapi tidak ada cara yang sempurna untuk memverifikasi penghancuran gambar tersebut

Penghitungan yang dapat diverifikasi

Bukti perhitungan adalah teknik kriptografis yang memungkinkan satu pihak membuktikan kepada pihak lain bahwa suatu perhitungan tertentu telah dilakukan dengan benar, tanpa mengungkapkan informasi sensitif tentang masukan, keluaran, atau perhitungan itu sendiri.

RisczeroMesin virtual Gate menghasilkan tanda terima komputasi ZKP ketika sebuah kode berjalan di mesin mereka - jejak eksekusi ini memungkinkan siapa pun memverifikasi catatan dari keadaan mesin pada setiap siklus jam komputasi sambil menjaga privasi data. Ini seperti memiliki notaris digital untuk komputasi pada arsitektur RISC-V.

Ini membuka dunia kemungkinan seperti:

  1. Memverifikasi bahwa perhitungan telah terjadi tanpa pengungkapan penuh - ZKBukti Eksploitasi, yang memungkinkan para peretas topi putih untuk melaporkan kerentanan secara real-time dalam kontrak pintar tanpa mengungkap rincian rahasia dari eksploitasi. Selain itu, ZK Bukti Penyimpanan, digunakan oleh Filecoin memastikan bahwa para penambang menyimpan salinan data pada setiap waktu yang diberikan.
  2. Verifikasi keaslian media- Membedakan gambar asli dari yang dimanipulasi telah menjadi tantangan yang meningkat, memicu penyebaran berita palsu. Koalisi untuk Asal Usul Konten dan Keaslian (C2PA) mengusulkansebuah standar untuk memverifikasi asal usul gambaruntuk memastikan bahwa gambar-gambar tersebut memang asli dan diambil dalam konteks yang disebutkan. Standar ini mengharuskan kamera untuk “menandatangani digital” setiap foto yang diambil bersama dengan serangkaian pernyataan tentang foto tersebut (misalnya, lokasi, cap waktu). Namun, sebelum gambar-gambar diposting di internet, mereka mungkin mengalami penyusutan ukuran, pemotongan, dan peningkatan yang dapat mengubah pernyataan-pernyataan ini. Boneh dan timnya telah menerapkan ZKP untuk @boneh/menggunakan bukti zk untuk melawan disinformasi-17e7d57fe52f">berbagai pengeditan foto, termasuk memotong, mentranspos, membalik, memutar, dan menyesuaikan kontras/kecerahan. Sebagai hasilnya, setiap pengguna dapat dengan mudah memeriksa bukti untuk memverifikasi apakah sebuah berita autentik tanpa bergantung pada ‘catatan komunitas’.
  3. Verifikasi informasi keuangan- Dengan memanfaatkan ZK attestation, individu dapat mengubah data KYC mereka menjadi bukti ZKpada perangkat klien mereka dan membagikannya dengan Dapp untuk kepatuhan tanpa mengungkapkan informasi sensitif. Sebagai alternatif, bank dapat menandatangani bukti ZK untuk memastikan integritas skor kredit. Sementara aplikasi Fintech mengandalkan Plaid untuk memverifikasi data tersebut, izin diperlukan dari bank untuk menyiapkan integrasi tersebut. \
    \
    Protokol seperti Mengklaim, zkPass, dan Chainlink's DECOlewati persyaratan izin ini dan simpan data keuangan sebagai bukti zk yang dapat digabungkan, digunakan oleh setiap Dapp. Protokol ini bekerja dengan berfungsi sebagai proxy antara server situs web dan perangkat klien, menghasilkan tanda terima TLS untuk memastikan keakuratan data. Mereka memungkinkan impor tanpa kepercayaan dari berbagai data, seperti repos Github, pos Facebook, Saldo Bank, Catatan Tanah, dokumen Pajak, dan pencapaian Gaming, semuanya dicatat sebagai bukti zk on-chain. Protokol ini membebaskan data web2 dari server terpusat yang berizin dan mengubahnya menjadi kredensial web3 yang dapat digabungkan.
  4. Verifikasi keaslian model-model besar -Giza, Ruang dan Waktu, dan Modulus Labssedang bekerja pada integritas algoritmik yang dapat diverifikasi - berfokus pada ZKML.
    Algoritma memiliki pengaruh yang sangat besar pada kehidupan sehari-hari kita, menggerakkan segalanya mulai dari pencarian online dan media sosial hingga rekomendasi personal, mengendalikan perhatian kita, dan membentuk keyakinan kita. Mengingat pentingnya, transparansi dan keterbukaan algoritma-algoritma ini sangat penting, karena pengguna berhak tahu bagaimana algoritma-algoritma ini bekerja dan bagaimana mereka digunakan.
    \
    Teknologi ZKML memungkinkan pengguna untuk memverifikasi apakah platform seperti Twitter benar-benar menggunakan algoritma yang mereka klaim, dengan menyediakan bukti kriptografis untuk skor output akhir dari postingan individu. ZKP menawarkan jalan yang menjanjikan untuk mempertanggungjawabkan perusahaan teknologi, dan aplikasi mereka meluas di luar media sosial ke berbagai sektor, termasuk kecerdasan buatan dan perawatan kesehatan.

  1. @danieldkang/mempertajam-pengguna-untuk-mengonfirmasi-integritas-algoritmik-twitter-dengan-zkml-65e56d0e9dd9">Daniel Kang menunjukkan bagaimana Twitter dapat mempublikasikan skor dengan setiap cuitan untuk memverifikasi bahwa peringkatnya akurat

Komputasi Pribadi

(ZKPs) sendiri sangat kuat, tetapi ketika digabungkan dengan teknologi kriptografi lain seperti Komputasi Multi-Pihak (MPC), enkripsi homomorfik sepenuhnya (FHE), dan lingkungan eksekusi tepercaya (TEEs), mereka membuka ranah baru desain yang aman dan pribadi.

Pemberontaksedang mengerjakan dark pool on-chain, memastikan para trader menikmati privasi yang lengkap baik sebelum maupun setelah melakukan perdagangan. Dalam pengaturan tradisional, ketika dua pihak ingin bertukar informasi dan aset, mereka harus mengandalkan server pusat untuk mendekripsi dan memproses data. Namun, jika salah satu pihak mendapatkan wawasan tentang output dan membatalkan koneksi sebelum pertukaran token, hal ini bisa mengakibatkan kebocoran informasi dan manipulasi pasar.

Untuk mengatasi hal ini, Renegade memperkenalkan jaringan gosip peer-to-peer dengan beberapa pihak pihak perantara. Ketika seorang pedagang mencari untuk melakukan perdagangan, pihak perantara mengidentifikasi pihak lawan dan mendirikan koneksi MPC, melindungi informasi perdagangan dari paparan pihak ketiga.

MPC, sebuah teknik kriptografis, memungkinkan beberapa pihak untuk secara bersama-sama menghitung output fungsi tanpa mengungkapkan input mereka. Para pedagang dapat bertukar aset tanpa mengungkapkan seluruh saldo mereka dan fungsionalitas inti ini membentuk dasar dark pool lengkap, menghilangkan kebutuhan akan operator tepercaya. Namun, protokol MPC sendiri tidak memberikan jaminan tentang validitas data masukan. Renegade menghasilkan bukti zk-SNARK di dalam perhitungan MPC, memastikan bahwa saldo para pedagang sejajar dengan klaim mereka.

Pedagang dapat menjalankan node relayer di Renegade untuk mempertahankan privasi penuh

Enkripsi Homomorfik Penuh memberdayakan komputasi cloud pada data yang dienkripsi, melindungi informasi sensitif dari akses pihak ketiga. Sementara itu, ZKP menyediakan cara untuk membuktikan kebenaran komputasi melalui bukti verifikasi yang ringkas.

Konvergensi MPC, FHE, dan ZKPs membuka pintu bagi aplikasi baru.zkHoldemmerevolusi poker on-chain dengan menghasilkan bukti ZK untuk setiap pengocokan dan pembagian, memastikan permainan yang adil secara terbukti. Dengan mengimplementasikan teknologi MPC untuk menyembunyikan kartu-kartu pemain bahkan dari server mereka, zkHoldem meningkatkan standar integritas permainan on-chain.

ZK Tooling

sistem pembuktian

Sebuah sistem bukti adalah protokol dua pihak yang melibatkan seperangkat aturan dan prosedur yang memungkinkan pihak pembuktian meyakinkan pihak verifikasi akan kebenaran suatu pernyataan. Beberapa sistem ZKP tersedia bagi para pengembang, masing-masing dengan kekuatan dan tantangan uniknya:

  • zk-SNARKs (Zero-Knowledge Succinct Non-Interactive Arguments of Knowledge):
    • Keuntungan: Ukuran bukti yang ringkas; verifikasi cepat.
    • Cons: Membutuhkan “setup” yang dapat dipercaya – inisialisasi satu kali yang, jika ditangani dengan sembarangan, dapat mengaktifkan bukti palsu.
  • zk-STARKs (Zero-Knowledge Scalable Transparent Arguments of Knowledge):
    • Kelebihan: Tidak perlu setup yang dipercayai; dilindungi dari ancaman kuantum.
    • Cons: Ukuran bukti yang lebih besar; tuntutan komputasi yang lebih tinggi.
  • Bulletproofs:
    • Keuntungan: Menghindari kebutuhan akan setup yang dipercayai; ukuran bukti yang cukup kecil.
    • Cons: Verifikasi dan pembuatan memerlukan lebih banyak waktu daripada zk-SNARKs.
  • PLONK:
    • Kelebihan: Memiliki aritmatika yang efisien dan pengaturan yang disederhanakan.
    • Cons: Masih menjadi topik penelitian yang sedang berlangsung; belum seestablish.

Perangkat Lunak

Bahasa Khusus Domain mentransformasikan logika abstrak menjadi representasi sirkuit yang dapat dikonsumsi oleh sistem pembuktian. DSL mengekspresikan logika tingkat lebih tinggi dalam bentuk yang sangat dekat dengan bahasa rakitan. Beberapa seperti Noir Aztec kompatibel dengan beberapa sistem pembuktian yang membuatnya menjadi pilihan yang bagus untuk pengembang. Namun, kompleksitas bahasa-bahasa ini berperan sebagai hambatan, membuat desain sirkuit menjadi tantangan bagi sebagian besar pengembang.

Gelombang inovasi sedang melanda lanskap ZKP, dengan banyak tim yang merancang bahasa tingkat tinggi yang mengabstraksi kompleksitas bahasa rakitan.

Dua contoh dari ini adalah SnarkyJS, sebuah kerangka kerja TypeScript yang disesuaikan untuk blockchain Mina, dan Polylang, kerangka kerja TypeScript lain yang dikembangkan oleh Polybase Labs yang bekerja sama dengan VM Miden.

Secara umum, alat ZK bertujuan untuk tiga tujuan inti: fleksibilitas, kemudahan penggunaan, dan kinerja. Solidity tidak ramah untuk menghasilkan representasi ZK, jadi tim Starknet menciptakan Cairo, yang dirancang khusus untuk membuat kontrak pintar berbasis STARK.

Aspirasi Ethereum termasuk integrasi ZK-EVM ke dalam protokol inti melalui zkEVM tipe 0. Namun, ambisi ini datang dengan sejumlah tantangan karena Ethereum tidak dirancang untuk ramah zk, dan menghasilkan bukti untuk blok Ethereum membutuhkan biaya komputasi yang mahal. RiscZero baru-baru ini mengumumkan proyek mereka Zethyang dapat membuktikan semua aspek Ethereum, dari setiap opcode EVM dan EIP hingga konstruksi blok tetapi masih jauh sebelum ZK dapat diabadikan ke dalam Ethereum.

Perangkat keras

Peningkatan industri gaming telah mendorong kemajuan signifikan dalam pengembangan perangkat lunak dan perangkat keras, mengubah PC dan konsol gaming. Pada tahun 1993, Nvidia memasuki pasar dengan fokus pada GPU yang dirancang khusus untuk percepatan 3D, memenuhi pasar gaming yang berkembang pesat. Saat kegilaan kecerdasan buatan (AI) dan pembelajaran mesin (ML) semakin berkembang, Nvidia mengakui potensi belum tergarap dari GPU-nya untuk mempercepat komputasi kompleks dalam bidang ini. Akibatnya, mereka beralih untuk memanfaatkan kembali GPU untuk meningkatkan efisiensi tugas AI dan ML, akhirnya mengamankan pangsa pasar 95% yang dominan.pasar chip AI.

Dalam semangat yang sama, kami mengantisipasi bahwa Teknologi Zero-Knowledge (ZK) akan membawa masuk era baru perangkat keras silikon khusus. Perangkat keras ini - GPU, FPGA, dan ASIC akan dirancang untuk mempercepat pembuatan dan validasi bukti sambil tetap menjaga keterjangkauan biaya.

Generasi bukti ZK pada perangkat pengguna benar-benar lambat tetapi perlu untuk menjaga privasi. Melakukan hashing 10kb data dengan SHA2 pada ponsel memerlukan beberapa milidetik, namun menghasilkan bukti ZK dari ini akan memakan waktu setidaknya 2 menit.

Tim akselerasi perangkat keras seperti IngoyamadanCysicdapat menghasilkan bukti di cloud melalui perangkat keras khusus dan mengembalikan bukti kepada pengguna.

Protokol yang memerlukan komputasi zk yang berat juga dapat bekerja sama dengan penyedia perangkat keras khusus, memastikan kinerja optimal dan tarif yang kompetitif. Sebagai contoh, Ulvetennamengoperasikan klaster FPGA yang dibangun khusus untuk komputasi ZKP rollup.

Startup-startup ini menawarkan berbagai pilihan, mulai dari model Software as a Service (SaaS) online hingga penjualan perangkat keras khusus ke organisasi. Beberapa menawarkan layanan konsultasi untuk merancang sirkuit kustom yang disesuaikan dengan kebutuhan aplikasi tertentu.

Pasar bukti

Bagi pengembang yang baru muncul yang memerlukan pembuktian ZK, menetapkan kontrak dengan penyedia perangkat keras khusus dan menavigasi lanskap untuk solusi yang hemat biaya dapat menimbulkan tantangan signifikan.

Pasar bukti seperti Bonsai RiscZero, Nil'sPasar Proof, dan Marlin’sKalypsoberfungsi sebagai jembatan, menghubungkan startup yang membutuhkan generator ZKP dengan mereka yang menawarkan layanan pembuatan bukti. Dalam pasar ini, ada penekanan yang kuat pada dua aspek kritis dari pembuatan bukti: biaya yang terkait dan waktu yang diperlukan untuk menghasilkan bukti.

Broady, ada dua segmen pengguna - konsumen yang peduli privasi dan startup yang didorong oleh efisiensi

  • Proving sisi klien: Individu ingin menghasilkan ZKP untuk menjaga privasi, bertujuan untuk menjaga informasi sensitif mereka terlindungi dari entitas terpusat. Pilihan terbaik mereka adalah menghasilkan ZKP pada perangkat seluler atau laptop tetapi karena hal ini memakan waktu, mereka mencari cara untuk memindahkan ini ke akselerator yang didedikasikan. Para peneliti sedang aktif mengeksplor metode delegasi pribadi menggunakan protokol seperti DIZK, yang bertujuan untuk memastikan bahwa tidak ada pekerja tunggal yang mendapatkan akses ke rahasia lengkap, memaksimalkan privasi dan keamanan.
  • Pembuktian sisi server: Startup membutuhkan kemampuan pembuktian besar-besaran, seperti pertukaran terdesentralisasi (DEX) yang menghasilkan bukti untuk semua transaksi yang mengalir melalui sistemnya dan membutuhkan kemampuan pemrosesan yang cepat untuk menghilangkan latensi dalam kinerja aplikasi mereka.

Kepercayaan Lebih

Di Polygon Ventures, kami telah mendapat kehormatan untuk secara dekat mengamati evolusi teknologi ZK. Perjalanan ini telah memungkinkan kami untuk berkolaborasi dengan para pionir seperti JordidanDaniel, menyelami kedalaman teknologi transformatif ini.

Dalam tarian siklus pasar bear dan bull, infrastruktur sering muncul sebagai pahlawan tanpa nama selama penurunan, memperkuat diri untuk pemulihan selanjutnya. Merenung tentang pasar bull sebelumnya, teknologi ZK hanya berada dalam tahap embrio. Melihat ke depan hingga hari ini, sungguh menginspirasi melihat pertumbuhan eksponensial dalam aplikasi ZK, kemajuan monumental dalam penskalaan ZK, dan pengembangan paradigma komputasi tanpa kepercayaan yang telah berkembang secara signifikan.

Teknologi ZK telah berkembang dengan kecepatan yang luar biasa; aplikasi yang tampaknya tidak praktis beberapa tahun yang lalu kini menjadi kenyataan. Proyek ZK baru dapat memilih dari berbagai perpustakaan, DSL, zkVMs, dan alat lainnya. - Daniel Lubarov, PLONKY2

Kami sedang beralih ke era di mana institusi terpusat, yang dulunya dianggap tak tergoyahkan, kini dilihat dengan keraguan yang semakin meningkat. Sementara pilar-pilar terpusat seperti Google, Twitter, dan Meta memiliki kekuatan untuk mengkurasi dan menyensor, jelas bahwa angin perubahan sedang bertiup.

Seperti halnya dengan teknologi yang menjanjikan lainnya, ZK tidaklah tanpa tantangannya. Perjalanan untuk mengamankan ZKPs akan membutuhkan waktu, mengingatkan pada masa awal kerentanan kontrak pintar Ethereum. Meskipun ada rintangan ini, ZK menyimpan dalam dirinya sebuah janji — sebuah janji untuk secara mendasar mengubah cara kita berinteraksi dan saling percaya.

Jika Anda sedang membangun sesuatu yang inovatif di domain ini, kami akan senang bergabung dan membuka kemungkinan besar dari ruang ini.

Terima kasih besar kepada Nathan dan Daniel atas masukan mereka. Pengungkapan - Kami telah berinvestasi di banyak proyek yang terdaftar di sini termasuk Space dan Time, Airchains, Ingoyama, ZKLink, Eclipse, dan Gateway.

Penolakan:

  1. Artikel ini dicetak ulang dari [Buletin Polygon Ventures]. Semua hak cipta adalah milik penulis asli [Tim Polygon Ventures]. Jika ada keberatan terhadap cetakan ulang ini, silakan hubungi Gate Belajartim, dan mereka akan menanganinya dengan segera.
  2. Penafian Tanggung Jawab: Pandangan dan opini yang terdapat dalam artikel ini semata-mata milik penulis dan tidak merupakan nasihat investasi apa pun.
  3. Terjemahan artikel ke dalam bahasa lain dilakukan oleh tim Gate Learn. Kecuali disebutkan, menyalin, mendistribusikan, atau menjiplak artikel yang diterjemahkan dilarang.

Menavigasi Lanskap Pengetahuan Nol

Lanjutan1/4/2024, 10:26:34 AM
Artikel ini memperkenalkan prinsip-prinsip teknis, kerangka kerja, dan aplikasi teknologi Zero-Knowledge (ZK), mencakup aspek-aspek dari privasi, identitas (ID), pertukaran terdesentralisasi (DEX), hingga orakel.
  • Zero-knowledge (ZK) telah muncul sebagai teknologi penting dalam ranah penskalaan blockchain dengan menggerakkan ZK rollups.
  • Namun, yang sering luput dari perhatian adalah potensi besar yang dimiliki ZK dalam solusi lapisan aplikasi. Dalam ranah ini, ZK dapat melindungi privasi data dan juga memastikan keaslian data di luar rantai.
  • Zk mencapai jaminan ini dengan menghasilkan bukti yang dapat diverifikasi dengan mudah tanpa persyaratan perangkat keras yang membebani. Meskipun pembuatan bukti ini membutuhkan komputasi yang memakan waktu, tugas ini dapat didelegasikan kepada pembuat perangkat keras khusus.
  • Penelitian tentang kemampuan Zk dan integrasinya ke dalam berbagai aplikasi selanjutnya siap menjadi sudut pijakan berikutnya dari kepercayaan terdesentralisasi.

Inti dari Zero-Knowledge

Satoshi merancang solusi yang genial untuk Masalah Jenderal Bizantium yang sudah berusia, yang pada dasarnya berurusan dengan bagaimana entitas terdesentralisasi dapat mencapai kesepakatan atau kebenaran bersama. Terobosan ini? Algoritma konsensus Proof of Work (PoW). Para penambang di seluruh dunia sekarang dapat menyelaraskan kepentingan ekonomi mereka, melahirkan sistem konsensus global. Bitcoin juga memberdayakan pengguna untuk mengendalikan kunci pribadi mereka dan memverifikasi transaksi secara independen, membuka jalan ke ekosistem kustodial yang benar-benar terdesentralisasi.

Ethereum membawa twist ke meja melalui mekanisme konsensus Proof of Stake (PoS), yang bergantung pada insentif validator dan hukuman untuk menjaga keamanan dan harmoni jaringan.

  • Ledger terdesentralisasi menegakkan kebenaran dengan mengeksekusi ulang perhitungan pada setiap node jaringan. Ini seperti membaca seluruh buku untuk memverifikasi satu kata. Pendekatan ini menghasilkan arsitektur yang tidak efisien secara komputasi, di mana setiap node harus mengunduh blok terbaru dan mengeksekusi seluruh rangkaian transaksi untuk memvalidasi kesesuaiannya dengan blok.
  • Komputasi terbuka bukan hanya membutuhkan sumber daya yang besar tetapi juga mengekspos sisi lemah: kurangnya privasi. Kerentanan ini dimanfaatkan oleh penjahat eksploitasi MEV, yang memanipulasi urutan transaksi untuk keuntungan pribadi.

Mengakui tantangan ini, komunitas blockchain beralih ke peningkatan skalabilitas dan privasi. Hal ini mengarah pada eksplorasi zk-Kriptografi, khususnya teknologi seperti zk-SNARKs (Zero-Knowledge Succinct Non-Interactive Argument of Knowledge) dan zk-STARKs (Zero-Knowledge Scalable Transparent Argument of Knowledge). Meskipun ada perbedaan halus dalam bagaimana teknologi ini berbeda, mari simpan itu untuk nanti dan lihat penjelasan yang disederhanakan.

Pada intinya, bukti ZK memungkinkan seseorang (si pembuktikan) untuk membuktikan kepada pihak yang tidak percaya (si verifikasi) bahwa mereka memiliki pengetahuan khusus tanpa mengungkapkan rincian apa pun tentang pengetahuan tersebut.

ZKPs memiliki dua properti penting:

  • Ringkas dan Hemat Waktu: Memverifikasi bukti lebih efisien daripada langsung memeriksa data asli.
  • Privasi: Tidak ada yang terbukti tentang data yang diungkapkan kepada pemeriksa.

Meskipun teknologi ini lahir pada tahun 1990-an, aplikasi awalnya sebagian besar terbatas pada solusi privasi. IBM memanfaatkan ZK pada tahun 2010 untuk membuat pencampur identitasnya, Bluemix, sementara Microsoft's Penjaga Pemilihanmenggunakan ZKP untuk memungkinkan pemilihan pribadi yang dapat diverifikasi.

Kemampuan ZKP untuk memvalidasi komputasi di luar rantai dengan ringkas telah membangkitkan penelitian yang bertujuan untuk memperluas platform seperti Ethereum. Lebih dari $725 juta dalam pendanaanmengalir ke teknologi ZK untuk blockchain tahun lalu, menegaskan signifikansinya yang semakin berkembang.

Meskipun keruwetan matematis dari ZKPs rumit, pengembang dapat menyertakan kriptografi ZK ke dalam aplikasi dengan cara yang sama seperti yang mereka lakukan dengan kriptografi kunci publik. Penelitian yang sedang berlangsung berfokus pada pengembangan pembuktian dan pemeriksa mutakhir, dengan penekanan pada menghasilkan bukti secara efisien dan memverifikasinya dengan cepat.

Blockchain bergantung pada data penting di luar rantai—seperti harga aset atau informasi dari blockchain alternatif. Secara tradisional, oracle seperti Chainlink telah bertindak sebagai kurir data terpercaya, menggunakan jaringan validator yang mendapat insentif ekonomi untuk memastikan keakuratan dan integritas data.

ZKP menambahkan sumbu kepercayaan baru ke lanskap kriptoekonomi. Dengan ZKP, aplikasi-aplikasi ini dapat dengan tak terbantahkan menunjukkan legitimasi data dan perhitungan di luar rantai, bertindak sebagai 'mata' yang waspada di luar blockchain

Pemandangan ZK

Pembesaran

Rollups Tujuan Umum

Saat Ethereum mengalami pertumbuhan pesat, transaksi biayauntuk token ERC20 dan ERC721 NFT sering melonjak hingga kisaran $5-$15, mendorong perlunya memikir ulang skalabilitas tanpa mengorbankan desentralisasi.

Masuki era rollups: pivot strategis Ethereum menuju kerangka modular yang berpusat pada rollup dengan tiga lapisan berbeda: lapisan Data Availability (DA), lapisan Pelaksanaan, dan lapisan Penyelesaian.

Ada dua jenis Rollups yang sedang dikembangkan: Optimistic Rollups dan ZK Rollups menawarkan solusi penskalaan Layer 2 yang mengeksekusi transaksi di luar rantai Ethereum dan menyelesaikan di rantai Ethereum, mewarisi keamanannya.

Kedua jenis bergantung pada pengurut untuk menerima transaksi pengguna, mengatur mereka ke dalam kelompok, dan menghasilkan bukti untuk komitmen ke Ethereum mainnet. Optimistic Rollups bergantung pada penonton untuk melihat transaksi penipuan dalam jendela penyelesaian sengketa, sementara ZK Rollups menggunakan Bukti Keabsahan untuk memastikan kevalidan transaksi tanpa verifikasi on-chain


Sumber: Messari

Layer Pelaksanaan: Pelaksanaan dan penyimpanan status terjadi di luar rantai dalam mesin virtual (VM) yang spesifik untuk rollup. Setiap ZK rollup memiliki pengurut untuk mengatur transaksi dan pembuktian untuk membuat bukti yang memvalidasi perhitungan perantara. Bukti Validitas ini dan data minimal kemudian diserahkan ke kontrak pintar verifikator pada mainnet Ethereum.

Kebanyakan ZK Rollups kompatibel dengan Mesin Virtual Ethereum (EVM) untuk mendukung kontrak pintar Ethereum. Fleksibilitas ini memungkinkan pengembang untuk bermigrasi aplikasi berbasis Ethereum ke platform Layer 2 tanpa hambatan. Namun, tantangan masih ada, termasuk efisiensi prover, kinerja blockchain, dan kompatibilitas opcode.

Lapisan Penyimpanan: Ketika berbicara tentang penyimpanan, sebagian besar rollups, termasuk zkEVM Polygon, Gulir, Era zkSync, dan Linea, lebih suka mendorong data dalam format terkompresi ke calldata Ethereum. Pendekatan ini menjamin kelangsungan hidup dan memungkinkan pengguna untuk membuat ulang status dari Ethereum dan melewati rollup jika diperlukan.

Namun, beberapa zk-rollups, seperti Starknet’s Validium, Matter Lab’s zkPorter, dan Polygon's Miden menyimpan data mereka di lapisan DA yang berbeda yang diamankan oleh Komite Ketersediaan Data (DAC). Solusi seperti EigenDAdanTersediamencoba pendekatan ini, bertujuan untuk meningkatkan throughput, sambil tetap mendapatkan manfaat dari jaminan keamanan dari blockchain Ethereum.

EigenDA berencana untuk meningkatkan throughput hingga 10Mbps

Lapis Penyelesaian: ZK Rollups mengirimkan status rollup baru bersama dengan 'Bukti Keabsahan' ke kontrak pintar verifikator di Ethereum. Verifikator ini memeriksa Bukti Keabsahan untuk menjamin kebenaran transisi status dalam VM di luar rantai dan mencatat transisi status baru.

Proses verifikasi dapat memakan banyak sumber daya, dengan biaya gas berkisar dari 300k hingga 5j untuk satu bukti. Waktu verifikasi juga bisa tinggi, sekitar 10 detik. Rollups seringkali memposting bukti ke L1 secara berkala, mengurangi biaya per transaksi dengan menerapkan transaksi secara masal.

Bukti ZK tidak dapat digunakan untuk konsensus atau pengurutan transaksi dalam rollup. Sequencer biasanya membuat keputusan konsensus berdasarkan aturan individu mereka, dengan banyak mengikuti prinsip pertama kali terlihat. Upaya terus dilakukan untuk mendesentralisasikan sequencer dari waktu ke waktu, dengan beberapa mengimplementasikan sequencer bersama seperti @espressosys/decentralizing-rollups-announcing-the-espresso-sequencer-81c4c7ef6d97">Espresso.

Rollups berbasis VM

Seperti yang kita bahas sebelumnya, ada beberapa tantangan saat bekerja dengan L2 EVM yang dapat membatasi efisiensi komputasi. Fungsi asli Ethereum, seperti fungsi hash, seringkali terbukti tidak kompatibel dengan teknologi ZK karena sifatnya yang membutuhkan sumber daya yang intensif. ZKSync menghapus dukungan untuk beberapa opcode ini, setelah menyadari bahwa sebagian besar biaya mereka berasal dari operasi-operasi mahal ini.

Tidak seperti EVM yang fokus pada set instruksi Ethereum, rollups berbasis zkVM menawarkan fleksibilitas untuk menjalankan berbagai perangkat lunak yang kompatibel dengan arsitektur komputer yang berbeda. VM ini, sebagai superset dapat mengimplementasikan set instruksi yang berbeda seperti RISC-V dan WebAssembly, dan menghasilkan ZKP untuk komputasi.

StarknetBerdiri sebagai pionir di ranah rollups berbasis zkVM. Telah mengembangkan Cairo, bahasa pemrograman tingkat rendah khusus yang beroperasi lebih dekat dengan bahasa rakitan. Miden Polygon menggunakan bahasa rakitan sendiri yang lebih dekat dengan Move, sementara Delphinus dan Fluent sedang mengerjakan rollups berbasis bahasa WASM. Fluent dan ZKM memungkinkan pengembang untuk membangun aplikasi dalam bahasa pemrograman umum seperti Rust, TypeScript, C/C++, Go, dan lainnya.

Rollup berbasis zkVM mendefinisikan kembali kemampuan Ethereum dengan memfasilitasi pembangunan aplikasi yang akan sulit atau tidak praktis untuk dikembangkan dalam batas-batas sistem berbasis akun.

Miden, misalnya, mengadopsi model pembuktian berbasis klien, di mana setiap akun berfungsi sebagai kontrak pintar, dan pengguna bertanggung jawab untuk membuat ZKP di perangkat klien mereka. Bukti zk ini kemudian diserahkan ke Miden rollup untuk memperbarui status global. Pendekatan ini memungkinkan untuk eksekusi transaksi paralel dan meningkatkan privasi, karena operasi seperti transfer token dan pertukaran NFT dapat terjadi tanpa memengaruhi status publik.

Kerangka Rollup

Beberapa tim telah memulai misi untuk menyederhanakan pengembangan Zero-Knowledge (ZK) rollups, membuka pintu bagi sejumlah pembangun yang lebih luas. Kerangka inovatif ini memberikan pembangun serangkaian komponen lengkap, termasuk sequencer, prover, lapisan Data Availability (DA), dan lapisan konsensus.

Pembangun yang memanfaatkan kerangka kerja ini mendapatkan keuntungan penting dengan mewarisi keamanan yang kuat dari Ethereum sambil tetap mempertahankan kebebasan untuk membuat pilihan. Mereka dapat memilih untuk mendeploy token asli atau menggunakan Ether (ETH) dan memiliki fleksibilitas untuk melibatkan validator eksternal atau menerapkan aturan yang disesuaikan untuk validator mereka.

Sovereign LabsdanPolygonsedang aktif mengembangkan Software Development Kits (SDK) yang memungkinkan siapa pun untuk membuat ZK Layer 2 (L2) rollups dengan aturan yang telah ditentukan dan jembatan yang dapat dioperasikan untuk likuiditas yang tangguh.

Lumozmengambil pendekatan komprehensif, memberikan tim pengembangan kedaulatan penuh atas rollups mereka melalui konsensus Proof of Work (PoW) yang didedikasikan, jaringan pembuktian yang didedikasikan, dan saluran komunikasi dengan rollups lainnya.

LayerNmemfasilitasi arsitektur hibrid zk-OP (Zero-Knowledge-Operator) dan menjanjikan biaya transaksi yang ribuan kali lebih murah dari Ethereum.

Gerhana MatahariBaru-baru ini melakukan pengumuman penting dengan mengungkapkan L2 serbaguna yang berfungsi sebagai contoh yang menggabungkan elemen modular yang berbeda - mesin eksekusi Solana yang memposting DA ke Celestia dan menghasilkan bukti ZK menggunakan Risc0 untuk menyelesaikan di Ethereum. Percobaan ini mendorong teori modular ke depan dan bertujuan untuk menggabungkan Mesin Virtual Ethereum (EVM) kinerja tinggi Solana dengan keamanan Ethereum.

Rollups-as-a-Service

Rollups-as-a-Service (RaaS) menyederhanakan lanskap kerangka kerja Rollup dan Kit Pengembangan Perangkat Lunak (SDK), menawarkan lapisan abstraksi yang memfasilitasi penyebaran, pemeliharaan, dan pembuatan rollup khusus aplikasi tingkat produksi yang mudah.

RaaS membebaskan pengembang dari kompleksitas manajemen infrastruktur dan pemantauan kinerja jaringan, memungkinkan mereka berkonsentrasi pada membangun lapisan aplikasi. Yang sebelumnya membutuhkan jam kerja rekayasa yang ekstensif kini berubah menjadi proses implementasi 10 menit yang mudah, tanpa kode.

Pikirkan mereka sebagai AWS (Amazon Web Services) dari Rollups, menyederhanakan proses implementasi dan pengembangan rollup.

Dengan platform seperti VistaradanGerbang, pengguna mendapatkan kekuatan untuk mencocokkan dan menggabungkan komponen modular, dengan cepat membuat rollups personal yang disesuaikan dengan kebutuhan mereka dalam hitungan detik.

Pendekatan modular ini memberdayakan pengembang untuk membuat ZK rollups yang sesuai dengan tujuan unik mereka. Dari Mesin Virtual Eksekusi (VM) dan lapisan Ketersediaan Data (DA) hingga Sequencer, Bridges, dan Provers, pengembang memiliki fleksibilitas untuk memilih komponen yang sesuai dengan kebutuhan mereka.

Vistara memberi fleksibilitas untuk memilih dari beberapa VM

Rollups Tujuan Khusus

Meskipun kemajuan dalam rollups tujuan umum, ada batasan dalam peningkatan skala karena persaingan untuk ruang blok L2 dan biaya posting batch L1 yang meningkat. Aplikasi dApps spesifik memerlukan fungsionalitas yang disesuaikan, seperti finalitas cepat untuk DeFi, latensi rendah untuk gaming, dan privasi untuk blockchain perusahaan, yang memerlukan rollups yang spesifik untuk aplikasi.

Pimpinan adalah ekosistem Starknet yang memproses lebih dari 418Mtransaksi, dengan aplikasi seperti dYdX, Sorare, dan Tidak dapat diubahmemanfaatkan rollups khusus aplikasi yang dibangun dengan teknologi Starkex milik Starkware. Operator Starknet menggabungkan transaksi, mengelompokkannya, dan memberikan bukti ZK ke rantai utama Ethereum, memastikan keamanan dan privasi dengan biaya yang lebih rendah.

Loopring, ZK rollup, berfokus secara eksklusif pada kasus penggunaan DeFi, menawarkan fitur seperti Block Trade untuk eksekusi instan dengan likuiditas tingkat CEX.Myria, ZK rollup lainnya, ditujukan untuk aplikasi permainan, dengan menekankan biaya transaksi rendah. Canto, baru-baru ini mengumumkan bahwa mereka bermigrasi ke L2 yang berfokus pada Aset Dunia Nyata dengan menggunakan Kit Pengembangan Rantai Polygon.

Privasi

Saat teknologi Web3 berkembang pesat, menarik jutaan pengguna, masalah privasi yang mendesak masih mengintai—terutama bagi lembaga, bank, dan bisnis, yang sering kali merasa terikat oleh persyaratan hukum untuk menjaga transaksi keuangan mereka.

Bukti ZK menambahkan elemen perlindungan dari mata-mata, dan ini adalah kasus penggunaan awal yang dipopulerkan oleh zCash. Zcash menggunakan zk-SNARKs untuk membuktikan bahwa transaksi valid tanpa mengungkapkan informasi tentang pengirim, penerima, atau jumlah transaksi. Saldo dompet tidak disimpan sebagai teks biasa tetapi disimpan sebagai 'Catatan Komitmen'

Teknik kriptografi ini memungkinkan pengguna untuk menyembunyikan rincian transaksi mereka sambil tetap membuktikan bahwa mereka memiliki dana yang cukup dan mengikuti aturan protokol:

  • Konservasi Nilai: Ini mengkonfirmasi bahwa total jumlah koin yang masuk ke transaksi (input) sama dengan total jumlah koin yang keluar dari transaksi (output), tanpa mengungkapkan jumlah sebenarnya.
  • Otoritas Pengeluaran: Ini membuktikan bahwa pengirim memiliki kunci pengeluaran pribadi yang benar untuk input yang mereka gunakan, sehingga mengkonfirmasi otoritas mereka untuk mengeluarkan koin.
  • Pencegahan Pengeluaran Ganda: Ini mengonfirmasi bahwa koin-koin belum pernah dihabiskan sebelumnya, mencegah pengeluaran ganda.

L1s yang berfokus pada privasi

Sejumlah protokol seperti Aleo, Aleph Zero, Ironfish, dan Mina mendorong batas-batas lebih jauh, mengkhususkan diri dalam solusi Layer 1 yang memprioritaskan privasi. Berbeda dengan kerangka kerja berbasis akun Ethereum, yang tidak optimal untuk privasi, protokol-protookl ini mengadopsi versi modifikasi model UTXO Bitcoin.

  • Model Konsensus: Setiap protokol yang berorientasi pada privasi ini menggunakan model konsensus yang berbeda. Sebagai contoh, Aleo menggunakan mekanisme Sustainable Proof of Work (SPoW), di mana "kerja" melibatkan pembuatan bukti zk daripada penambangan yang menghabiskan sumber daya. Ironfish mengikuti model Proof of Work (PoW) yang mirip dengan Bitcoin, menghasilkan koin semata-mata melalui penambangan tanpa Penawaran Koin Awal (ICO). Aztec, yang awalnya dirancang sebagai solusi Layer 1 (L1), telah beralih ke kerangka kerja Layer 2 (L2), menetapkan jaringan Ethereum.
  • Mendefinisikan Ulang Lapisan Jaringan: Melampaui konsensus, protokol ini memperbarui lapisan jaringan, memajukan pertukaran data peer-to-peer untuk memaksimalkan privasi. Sebagai contoh, Ironfish menggunakan kombinasi WebRTC dan WebSockets untuk menjalin hubungan dengan node. Pengguna dapat menjalin hubungan langsung, melakukan transaksi, membuat ZKPs untuk memvalidasi kepatuhan terhadap aturan, dan kemudian menyelesaikan transaksi di blockchain—semua sambil menjaga privasi mereka.

L2s yang berfokus pada privasi

Sementara itu, proyek-proyek seperti AztecdanOlaberkomitmen untuk meningkatkan privasi pada jaringan Ethereum dengan mengaktifkan ZK rollups dengan akun pribadi dan transaksi terenkripsi. Kedua proyek sedang mengembangkan zkVM mereka sendiri, memberikan penekanan tinggi pada pengelolaan akun pribadi, daripada hanya fokus pada kompatibilitas Ethereum.

ZK Apps

Aplikasi memanfaatkan kemampuan privasi ZKPs untuk membawa kepercayaan pada data dan komputasi di luar rantai. Kita dapat mengkondensasikan sebagian besar kasus penggunaan ke dalam kategori-kategori berikut:

a. Berbagi Rahasia Secara Aman: Teknologi ZK memberdayakan pengguna untuk berbagi rahasia secara rahasia melalui lapisan penyelesaian tanpa kepercayaan. Aplikasi terkemuka seperti protokol zkMail dan zkVoting memfasilitasi berbagi data terenkripsi ujung ke ujung, memastikan privasi yang kokoh.

b. Identitas On-Chain Rahasia: Aplikasi ZK memungkinkan pengguna untuk membuat identitas on-chain yang rahasia secara bersifat komposabel, melampaui batasan metode penyamaran data konvensional seperti pencampuran.

Jaminan Keamanan Offchain: Memanfaatkan teknologi ZK memberikan jaminan keamanan off-chain yang kuat, memastikan integritas dan keadaan yang dimaksud dari data dan perhitungan off-chain yang luas.

d. Kepercayaan yang Dapat Dioperasikan: Orakel dan jembatan yang didukung oleh ZK memainkan peran penting dalam menjaga integritas kriptografis saat memindahkan data di luar rantai ke jaringan blockchain.

Middleware Privasi

Daripada membuat blockchain yang benar-benar baru yang dilengkapi dengan privasi asli, protokol middleware privasi memperkenalkan mekanisme privasi ke dalam jaringan blockchain yang sudah ada. Platform-platform ini memperkenalkan lapisan privasi yang bertindak sebagai perantara antara alamat pengguna dan alamat anonim atau 'stealth', menawarkan pendekatan praktis untuk peningkatan privasi.

Tornado Cash, yang terinspirasi oleh model privasi Zcash, mendeploy kontrak pintar berbasis Ethereum untuk mengelola saldo pengguna yang disimpan di alamat tersembunyi. Dengan menggunakan bukti pengetahuan nol, protokol memverifikasi integritas setiap transaksi, memastikan bahwa pengguna tidak dapat menarik dana melebihi saldo akun mereka setelah mereka mencampur dana. Namun, Tornado Cash menghadapi tantangan regulasi, karena pelaku jahat mengeksploitasi fitur privasinya untuk tujuan yang melanggar hukum.

Mengakui kebutuhan akan kepatuhan, pemimpin industri seperti Vitalik Buterin dan Ameen Soleimani sedang memimpin generasi mendatang kolam privasimodel-model yang seimbang antara privasi yang kokoh dengan kepatuhan terhadap regulasi. Model-model ini menjelajahi berbagai metodologi:

  • Pemeriksaan Daftar Hitam: Kemampuan untuk melarang deposit dari alamat yang terdaftar dalam daftar hitam FATF, memastikan penggunaan protokol yang sah untuk kegiatan yang meningkatkan privasi.
  • Kunci Peninjauan yang Dikontrol Pengguna: Pengguna mempertahankan kunci hanya-baca yang dapat selektif dibagikan dengan badan regulasi. Kunci-kunci ini memverifikasi sumber dana dan kewajiban pajak sambil mengonfirmasi bahwa dana tidak berasal dari alamat yang termasuk dalam daftar hitam.
  • Kunci Peninjauan yang Dikendalikan oleh Server: Dalam pengaturan ini, protokol tetap mempertahankan kemampuan untuk melihat semua dana dan transaksi pengguna, memberikan pengungkapan selektif kepada badan regulasi untuk kepatuhan yang ditingkatkan.

Platform seperti Panther dan Railgun menawarkan token berpelindung yang dicetak dengan cara mendepositkan dana ke dalam platform tersebut untuk mendapatkan aset berpelindung yang dapat digunakan di berbagai blockchain seperti Ethereum, BSC, Polygon, Solana, dan lainnya.

Nocturne memanfaatkan Komputasi Multi-Pihak (MPC) dan Agregator Akun (AA) untuk membuat lapisan alamat stealth. Alih-alih mencetak aset zk, alamat-alamat ini dirancang untuk berinteraksi dengan protokol. Pengguna mendepositokan dana ke Pengelola Deposit, yang mencampur semua dana pengguna dan menyediakan alamat-alamat stealth untuk setiap interaksi aplikasi. DApps tidak pernah mengakses sumber dari alamat-alamat ini, meningkatkan privasi.

Pemeriksa Setoran Nocturne memeriksa kepatuhan sebelum menyetujui transaksi

DEX

Menyikapi permintaan yang semakin meningkat untuk pertukaran aset yang aman dan pribadi dalam ruang institusional, tim pengembangan sedang aktif menjelajahi ranah Bursa Desentralisasi (DEX) berbasis ZK. Berbeda dengan Pencipta Pasar Otomatis (AMM), DEX berbasis ZK menggunakan buku pesanan, menawarkan sejumlah manfaat termasuk likuiditas yang ditingkatkan, transaksi bebas gas, pasangan perdagangan tak terbatas, beragam jenis pesanan, dan antarmuka yang ramah pengguna.

Mari kita telusuri Brine sebagai contoh. Brine menggunakan model hibrida yang membagi operasinya secara efektif antara komponen di luar rantai dan di dalam rantai:

  • Bagian Off-Chain: Di bagian off-chain, Brine mengelola data dompet dan status real-time dari semua pesanan dan perdagangan. Komponen off-chain ini memainkan peran penting dalam pelaksanaan pesanan yang efisien dan menjaga buku pesanan yang terbaru.
  • Bagian On-Chain: Segmen on-chain menangani komitmen status dan aset sistem. Untuk memastikan keamanan dan integritas transaksi, Brine menggunakan prover STARK, dan bukti-bukti ini kemudian divalidasi pada jaringan Ethereum melalui kontrak StarkEx yang didedikasikan, menjamin akurasi transisi status.

Platform DEX Brine menggunakan layanan StarkEx untuk pengumpulan bukti

Karena pesanan Brine disimpan di luar rantai, platform dapat menampung berbagai jenis pesanan, termasuk pesanan batas dan berhenti. Pembuat pasar dapat turun tangan untuk menyediakan likuiditas, menghasilkan biaya serupa dengan yang terlihat di bursa terpusat (CEXs).

Mesin pencocokan Brine memiliki skalabilitas yang mengesankan, dengan kemampuan untuk menangani hingga 600.000 TPS. Hal ini melebihi batasan yang biasanya terkait dengan AMM. Yang penting, karena hanya bukti kriptografis yang diposting di rantai, para pedagang menikmati privasi 100% mengenai posisi mereka.

Selain Brine, platform seperti ZkexdanSatorijuga membuat gebrakan di pasar dengan memungkinkan perdagangan derivatif dan kontrak perpetual menggunakan mekanisme serupa.

Interoperabilitas

Menghubungkan data dan aset antara dua rantai sering bergantung pada kelompok validator terpercaya atau penjaga multi-tanda tangan terpercaya untuk memastikan transmisi data yang akurat. Ketergantungan pada validasi eksternal ini telah mengakibatkan kerentanan keamanan yang signifikan, seperti yang terjadi pada jembatan seperti Perantau, Lubang cacing, dan Ronin, yang secara akumulatif mencapai lebih dari $1.5 miliar kerugian. Jembatan tradisional ini sering bergantung pada komite eksternal untuk mengunci aset di rantai asal sebelum mencetak aset yang sesuai di rantai target.

Pengenalan klien ringan berbasis Zero-Knowledge (ZK) menawarkan kemajuan revolusioner. Klien ringan ini menggunakan bukti ZK untuk memvalidasi perubahan konsensus pada rantai sumber. Menjalankan klien ringan dari seluruh rantai blok akan mahal secara komputasi sehingga jembatan ZK mengirim bukti zkSNARK perubahan konsensus ke lapisan eksekusi rantai tujuan. Rantai tujuan memvalidasi kebenaran perubahan konsensus dengan memverifikasi bukti ZK. Pendekatan ini secara signifikan mengurangi biaya komputasi dari menjalankan sebuah node, memfasilitasi interoperabilitas tanpa bergantung pada asumsi kepercayaan.

Succinct, misalnya, sedang mengembangkan light client bernama Telepatiyang dapat memvalidasi konsensus Ethereum hanya dengan 300.000 gas pada rantai EVM. Klien ringan ini dapat mendukung berbagai fungsi pada rantai tujuan, termasuk:

  • Mengirim pesan sewenang-wenang di seluruh rantai untuk mengatur implementasi lintas-rantai.
  • Membaca taruhan dan saldo validator Ethereum untuk solusi Layer 2 dan protokol restaking.
  • Memfasilitasi jembatan likuiditas antar rantai tanpa bergantung pada protokol kunci/cetak.
  • Mengakses data orakel Chainlink dari Ethereum di seberang rantai tujuan untuk Pembuat Pasar Otomatis Layer 2 (AMM) dan protokol DeFi.

PolihedradanzkLinkberfokus pada menjembatani likuiditas di berbagai rantai. Daripada memelihara kolam likuiditas sendiri di setiap jaringan yang terhubung, zklink bertujuan untuk menggabungkan likuiditas dan menggabungkan token di semua dApps yang menggunakan infrastruktur zkLink.

Oracles dan Coprocessors

Oracles dapat dibagi menjadi dua jenis utama

  • Masukan Oracles- Membawa data di luar rantai ke dalam konteks rantai (misal: Chainlink Price Feeds)
  • Oracles Output- Memberikan data on-chain ke konteks off-chain untuk perhitungan lanjutan (The Graph)

Kontrak pintar memiliki keterbatasan inheren, terutama ketika menangani komputasi kompleks seperti operasi titik mengambang, perhitungan intensif, atau analisis statistik. Di sinilah Output Oracles muncul ke depan, mengatasi tantangan komputasi ini dengan memindahkannya ke sistem eksternal.

Orakel berbasis staking seperti Chainlink dan Graph menjalankan sekelompok validator yang diberi imbalan atas impor data dari dunia nyata (seperti harga di CEXs atau data cuaca) dan melakukan perhitungan pada data ini. Namun, kekhawatiran keamanan muncul ketika total jumlah yang dipertaruhkan lebih rendah dari nilai potensial yang bisa dicuri. Peretas dapat memanfaatkan ketidakseimbangan ini untuk memanipulasi data orakel, yang menyebabkan serangan sering terjadi dan eksploitasi peluang arbitrase.

Di sinilah ZK Oracles masuk, khususnya dalam domain orakel Output. Mereka memastikan keakuratan perhitungan yang dilakukan di luar rantai dengan menyediakan bukti zk untuk memverifikasi bahwa perhitungan berlangsung sesuai yang dimaksud. Ini telah melahirkan kategori baru yang disebut co-processors.

HyperOracle sedang memimpin orakel 'trustless' dengan memanfaatkan node orakel khusus yang menghasilkan bukti Zero-Knowledge (zk) bersama dengan data yang ditransmisikan ke kontrak verifikasi pada blockchain Ethereum.

Pendekatan ini mengubah model keamanan menjadi model "1 dari N", di mana bahkan jika satu node mengirimkan data yang benar, kontrak verifier dapat mendeteksi setiap perbedaan. Penyiapan ini menjamin integritas komputasi 100% untuk komputasi off-chain sambil mengurangi finalitas menjadi hanya 12 detik, sejalan dengan waktu blok Ethereum.

Mengatasi tantangan lain, Aksiomamenghadirkan mekanisme tanpa kepercayaan untuk mengakses data status historis pada Ethereum. Karena sifat mesin status Ethereum, kontrak pintar hanya dapat mengakses status saat ini dan mengandalkan orakel terpusat di luar rantai untuk mengakses data status historis.

Axiom memecahkan masalah ini dengan menyediakan bukti Zero-Knowledge untuk memvalidasi keaslian header blok, status, transaksi, dan kwitansi dari blok Ethereum masa lalu mana pun.

Herodotuskhusus dalam bukti penyimpanan, yang pada dasarnya adalah bukti ZK yang mengkonfirmasi inklusi data dalam root status di seluruh L1 dan L2. Pengembang dapat membangun aplikasi lintas rantai seperti aplikasi peminjaman yang mengamankan pinjaman di satu rantai dengan menyediakan jaminan di rantai lain, dan aplikasi game yang dapat memanfaatkan aset NFT di rantai lain.

Identitas / Bukti Kepribadian

Jaminan privasi dari ZKPs telah menciptakan kesempatan untuk merancang primitif kriptografi baru di setiap aspek identitas: bukti lokasi, bukti kepemilikan, bukti suara, pendidikan, pengalaman, data kesehatan, dan KYC.

Gempa bumiadalah contoh bagus dari ZKPs di segmen ini. Tim sedang bekerja untuk mengembangkan ZK badges yang memungkinkan pengguna untuk secara selektif berbagi data pribadi mereka dengan aplikasi web3 dan pengguna. Sebuah ZK badge adalah token terikat jiwayang mengategorikan pengguna ke dalam kelompok-kelompok tertentu berdasarkan data pribadi mereka. Misalnya, seorang pengguna dapat membuktikan bahwa mereka adalah pengguna Ethereum jangka panjang, kontributor ke repositori GitHub tertentu, atau warga negara Amerika dengan menghasilkan bukti ZK yang memvalidasi kondisi-kondisi tersebut. Setelah memvalidasi bukti, Sismo memberikan pengguna lencana yang sesuai dengan data pribadi mereka. Lencana tersebut menandai identitas pengguna tanpa sebenarnya mengungkapkan rincian sensitif apa pun.

Worldcoinmewakili aplikasi inovatif lain dari ZKPs, menetapkan World ID sebagai protokol identitas terbuka dan tanpa izin. Protokol ini menggunakan biometrik iris untuk verifikasi identitas yang tepat, mengubah pemindaian iris resolusi tinggi menjadi bentuk yang terkompresi melalui jaringan saraf konvolusi. Data ini dimasukkan ke dalam implementasi Semaphore ZKP mereka untuk menghasilkan komitmen identitas yang disimpan dalam kontrak World ID.

Untuk membuktikan identitas mereka, seorang pengguna memberikan ID Dunianya, yang diperiksa terhadap seluruh daftar untuk memverifikasi keanggotaan, memberikan akses ke fungsi-fungsi berguna, seperti pemungutan suara dan airdrops sekali pakai.

Worldcoin menegaskan bahwa mereka membuang gambar Iris setelah menghitung hash, tetapi tidak ada cara yang sempurna untuk memverifikasi penghancuran gambar tersebut

Penghitungan yang dapat diverifikasi

Bukti perhitungan adalah teknik kriptografis yang memungkinkan satu pihak membuktikan kepada pihak lain bahwa suatu perhitungan tertentu telah dilakukan dengan benar, tanpa mengungkapkan informasi sensitif tentang masukan, keluaran, atau perhitungan itu sendiri.

RisczeroMesin virtual Gate menghasilkan tanda terima komputasi ZKP ketika sebuah kode berjalan di mesin mereka - jejak eksekusi ini memungkinkan siapa pun memverifikasi catatan dari keadaan mesin pada setiap siklus jam komputasi sambil menjaga privasi data. Ini seperti memiliki notaris digital untuk komputasi pada arsitektur RISC-V.

Ini membuka dunia kemungkinan seperti:

  1. Memverifikasi bahwa perhitungan telah terjadi tanpa pengungkapan penuh - ZKBukti Eksploitasi, yang memungkinkan para peretas topi putih untuk melaporkan kerentanan secara real-time dalam kontrak pintar tanpa mengungkap rincian rahasia dari eksploitasi. Selain itu, ZK Bukti Penyimpanan, digunakan oleh Filecoin memastikan bahwa para penambang menyimpan salinan data pada setiap waktu yang diberikan.
  2. Verifikasi keaslian media- Membedakan gambar asli dari yang dimanipulasi telah menjadi tantangan yang meningkat, memicu penyebaran berita palsu. Koalisi untuk Asal Usul Konten dan Keaslian (C2PA) mengusulkansebuah standar untuk memverifikasi asal usul gambaruntuk memastikan bahwa gambar-gambar tersebut memang asli dan diambil dalam konteks yang disebutkan. Standar ini mengharuskan kamera untuk “menandatangani digital” setiap foto yang diambil bersama dengan serangkaian pernyataan tentang foto tersebut (misalnya, lokasi, cap waktu). Namun, sebelum gambar-gambar diposting di internet, mereka mungkin mengalami penyusutan ukuran, pemotongan, dan peningkatan yang dapat mengubah pernyataan-pernyataan ini. Boneh dan timnya telah menerapkan ZKP untuk @boneh/menggunakan bukti zk untuk melawan disinformasi-17e7d57fe52f">berbagai pengeditan foto, termasuk memotong, mentranspos, membalik, memutar, dan menyesuaikan kontras/kecerahan. Sebagai hasilnya, setiap pengguna dapat dengan mudah memeriksa bukti untuk memverifikasi apakah sebuah berita autentik tanpa bergantung pada ‘catatan komunitas’.
  3. Verifikasi informasi keuangan- Dengan memanfaatkan ZK attestation, individu dapat mengubah data KYC mereka menjadi bukti ZKpada perangkat klien mereka dan membagikannya dengan Dapp untuk kepatuhan tanpa mengungkapkan informasi sensitif. Sebagai alternatif, bank dapat menandatangani bukti ZK untuk memastikan integritas skor kredit. Sementara aplikasi Fintech mengandalkan Plaid untuk memverifikasi data tersebut, izin diperlukan dari bank untuk menyiapkan integrasi tersebut. \
    \
    Protokol seperti Mengklaim, zkPass, dan Chainlink's DECOlewati persyaratan izin ini dan simpan data keuangan sebagai bukti zk yang dapat digabungkan, digunakan oleh setiap Dapp. Protokol ini bekerja dengan berfungsi sebagai proxy antara server situs web dan perangkat klien, menghasilkan tanda terima TLS untuk memastikan keakuratan data. Mereka memungkinkan impor tanpa kepercayaan dari berbagai data, seperti repos Github, pos Facebook, Saldo Bank, Catatan Tanah, dokumen Pajak, dan pencapaian Gaming, semuanya dicatat sebagai bukti zk on-chain. Protokol ini membebaskan data web2 dari server terpusat yang berizin dan mengubahnya menjadi kredensial web3 yang dapat digabungkan.
  4. Verifikasi keaslian model-model besar -Giza, Ruang dan Waktu, dan Modulus Labssedang bekerja pada integritas algoritmik yang dapat diverifikasi - berfokus pada ZKML.
    Algoritma memiliki pengaruh yang sangat besar pada kehidupan sehari-hari kita, menggerakkan segalanya mulai dari pencarian online dan media sosial hingga rekomendasi personal, mengendalikan perhatian kita, dan membentuk keyakinan kita. Mengingat pentingnya, transparansi dan keterbukaan algoritma-algoritma ini sangat penting, karena pengguna berhak tahu bagaimana algoritma-algoritma ini bekerja dan bagaimana mereka digunakan.
    \
    Teknologi ZKML memungkinkan pengguna untuk memverifikasi apakah platform seperti Twitter benar-benar menggunakan algoritma yang mereka klaim, dengan menyediakan bukti kriptografis untuk skor output akhir dari postingan individu. ZKP menawarkan jalan yang menjanjikan untuk mempertanggungjawabkan perusahaan teknologi, dan aplikasi mereka meluas di luar media sosial ke berbagai sektor, termasuk kecerdasan buatan dan perawatan kesehatan.

  1. @danieldkang/mempertajam-pengguna-untuk-mengonfirmasi-integritas-algoritmik-twitter-dengan-zkml-65e56d0e9dd9">Daniel Kang menunjukkan bagaimana Twitter dapat mempublikasikan skor dengan setiap cuitan untuk memverifikasi bahwa peringkatnya akurat

Komputasi Pribadi

(ZKPs) sendiri sangat kuat, tetapi ketika digabungkan dengan teknologi kriptografi lain seperti Komputasi Multi-Pihak (MPC), enkripsi homomorfik sepenuhnya (FHE), dan lingkungan eksekusi tepercaya (TEEs), mereka membuka ranah baru desain yang aman dan pribadi.

Pemberontaksedang mengerjakan dark pool on-chain, memastikan para trader menikmati privasi yang lengkap baik sebelum maupun setelah melakukan perdagangan. Dalam pengaturan tradisional, ketika dua pihak ingin bertukar informasi dan aset, mereka harus mengandalkan server pusat untuk mendekripsi dan memproses data. Namun, jika salah satu pihak mendapatkan wawasan tentang output dan membatalkan koneksi sebelum pertukaran token, hal ini bisa mengakibatkan kebocoran informasi dan manipulasi pasar.

Untuk mengatasi hal ini, Renegade memperkenalkan jaringan gosip peer-to-peer dengan beberapa pihak pihak perantara. Ketika seorang pedagang mencari untuk melakukan perdagangan, pihak perantara mengidentifikasi pihak lawan dan mendirikan koneksi MPC, melindungi informasi perdagangan dari paparan pihak ketiga.

MPC, sebuah teknik kriptografis, memungkinkan beberapa pihak untuk secara bersama-sama menghitung output fungsi tanpa mengungkapkan input mereka. Para pedagang dapat bertukar aset tanpa mengungkapkan seluruh saldo mereka dan fungsionalitas inti ini membentuk dasar dark pool lengkap, menghilangkan kebutuhan akan operator tepercaya. Namun, protokol MPC sendiri tidak memberikan jaminan tentang validitas data masukan. Renegade menghasilkan bukti zk-SNARK di dalam perhitungan MPC, memastikan bahwa saldo para pedagang sejajar dengan klaim mereka.

Pedagang dapat menjalankan node relayer di Renegade untuk mempertahankan privasi penuh

Enkripsi Homomorfik Penuh memberdayakan komputasi cloud pada data yang dienkripsi, melindungi informasi sensitif dari akses pihak ketiga. Sementara itu, ZKP menyediakan cara untuk membuktikan kebenaran komputasi melalui bukti verifikasi yang ringkas.

Konvergensi MPC, FHE, dan ZKPs membuka pintu bagi aplikasi baru.zkHoldemmerevolusi poker on-chain dengan menghasilkan bukti ZK untuk setiap pengocokan dan pembagian, memastikan permainan yang adil secara terbukti. Dengan mengimplementasikan teknologi MPC untuk menyembunyikan kartu-kartu pemain bahkan dari server mereka, zkHoldem meningkatkan standar integritas permainan on-chain.

ZK Tooling

sistem pembuktian

Sebuah sistem bukti adalah protokol dua pihak yang melibatkan seperangkat aturan dan prosedur yang memungkinkan pihak pembuktian meyakinkan pihak verifikasi akan kebenaran suatu pernyataan. Beberapa sistem ZKP tersedia bagi para pengembang, masing-masing dengan kekuatan dan tantangan uniknya:

  • zk-SNARKs (Zero-Knowledge Succinct Non-Interactive Arguments of Knowledge):
    • Keuntungan: Ukuran bukti yang ringkas; verifikasi cepat.
    • Cons: Membutuhkan “setup” yang dapat dipercaya – inisialisasi satu kali yang, jika ditangani dengan sembarangan, dapat mengaktifkan bukti palsu.
  • zk-STARKs (Zero-Knowledge Scalable Transparent Arguments of Knowledge):
    • Kelebihan: Tidak perlu setup yang dipercayai; dilindungi dari ancaman kuantum.
    • Cons: Ukuran bukti yang lebih besar; tuntutan komputasi yang lebih tinggi.
  • Bulletproofs:
    • Keuntungan: Menghindari kebutuhan akan setup yang dipercayai; ukuran bukti yang cukup kecil.
    • Cons: Verifikasi dan pembuatan memerlukan lebih banyak waktu daripada zk-SNARKs.
  • PLONK:
    • Kelebihan: Memiliki aritmatika yang efisien dan pengaturan yang disederhanakan.
    • Cons: Masih menjadi topik penelitian yang sedang berlangsung; belum seestablish.

Perangkat Lunak

Bahasa Khusus Domain mentransformasikan logika abstrak menjadi representasi sirkuit yang dapat dikonsumsi oleh sistem pembuktian. DSL mengekspresikan logika tingkat lebih tinggi dalam bentuk yang sangat dekat dengan bahasa rakitan. Beberapa seperti Noir Aztec kompatibel dengan beberapa sistem pembuktian yang membuatnya menjadi pilihan yang bagus untuk pengembang. Namun, kompleksitas bahasa-bahasa ini berperan sebagai hambatan, membuat desain sirkuit menjadi tantangan bagi sebagian besar pengembang.

Gelombang inovasi sedang melanda lanskap ZKP, dengan banyak tim yang merancang bahasa tingkat tinggi yang mengabstraksi kompleksitas bahasa rakitan.

Dua contoh dari ini adalah SnarkyJS, sebuah kerangka kerja TypeScript yang disesuaikan untuk blockchain Mina, dan Polylang, kerangka kerja TypeScript lain yang dikembangkan oleh Polybase Labs yang bekerja sama dengan VM Miden.

Secara umum, alat ZK bertujuan untuk tiga tujuan inti: fleksibilitas, kemudahan penggunaan, dan kinerja. Solidity tidak ramah untuk menghasilkan representasi ZK, jadi tim Starknet menciptakan Cairo, yang dirancang khusus untuk membuat kontrak pintar berbasis STARK.

Aspirasi Ethereum termasuk integrasi ZK-EVM ke dalam protokol inti melalui zkEVM tipe 0. Namun, ambisi ini datang dengan sejumlah tantangan karena Ethereum tidak dirancang untuk ramah zk, dan menghasilkan bukti untuk blok Ethereum membutuhkan biaya komputasi yang mahal. RiscZero baru-baru ini mengumumkan proyek mereka Zethyang dapat membuktikan semua aspek Ethereum, dari setiap opcode EVM dan EIP hingga konstruksi blok tetapi masih jauh sebelum ZK dapat diabadikan ke dalam Ethereum.

Perangkat keras

Peningkatan industri gaming telah mendorong kemajuan signifikan dalam pengembangan perangkat lunak dan perangkat keras, mengubah PC dan konsol gaming. Pada tahun 1993, Nvidia memasuki pasar dengan fokus pada GPU yang dirancang khusus untuk percepatan 3D, memenuhi pasar gaming yang berkembang pesat. Saat kegilaan kecerdasan buatan (AI) dan pembelajaran mesin (ML) semakin berkembang, Nvidia mengakui potensi belum tergarap dari GPU-nya untuk mempercepat komputasi kompleks dalam bidang ini. Akibatnya, mereka beralih untuk memanfaatkan kembali GPU untuk meningkatkan efisiensi tugas AI dan ML, akhirnya mengamankan pangsa pasar 95% yang dominan.pasar chip AI.

Dalam semangat yang sama, kami mengantisipasi bahwa Teknologi Zero-Knowledge (ZK) akan membawa masuk era baru perangkat keras silikon khusus. Perangkat keras ini - GPU, FPGA, dan ASIC akan dirancang untuk mempercepat pembuatan dan validasi bukti sambil tetap menjaga keterjangkauan biaya.

Generasi bukti ZK pada perangkat pengguna benar-benar lambat tetapi perlu untuk menjaga privasi. Melakukan hashing 10kb data dengan SHA2 pada ponsel memerlukan beberapa milidetik, namun menghasilkan bukti ZK dari ini akan memakan waktu setidaknya 2 menit.

Tim akselerasi perangkat keras seperti IngoyamadanCysicdapat menghasilkan bukti di cloud melalui perangkat keras khusus dan mengembalikan bukti kepada pengguna.

Protokol yang memerlukan komputasi zk yang berat juga dapat bekerja sama dengan penyedia perangkat keras khusus, memastikan kinerja optimal dan tarif yang kompetitif. Sebagai contoh, Ulvetennamengoperasikan klaster FPGA yang dibangun khusus untuk komputasi ZKP rollup.

Startup-startup ini menawarkan berbagai pilihan, mulai dari model Software as a Service (SaaS) online hingga penjualan perangkat keras khusus ke organisasi. Beberapa menawarkan layanan konsultasi untuk merancang sirkuit kustom yang disesuaikan dengan kebutuhan aplikasi tertentu.

Pasar bukti

Bagi pengembang yang baru muncul yang memerlukan pembuktian ZK, menetapkan kontrak dengan penyedia perangkat keras khusus dan menavigasi lanskap untuk solusi yang hemat biaya dapat menimbulkan tantangan signifikan.

Pasar bukti seperti Bonsai RiscZero, Nil'sPasar Proof, dan Marlin’sKalypsoberfungsi sebagai jembatan, menghubungkan startup yang membutuhkan generator ZKP dengan mereka yang menawarkan layanan pembuatan bukti. Dalam pasar ini, ada penekanan yang kuat pada dua aspek kritis dari pembuatan bukti: biaya yang terkait dan waktu yang diperlukan untuk menghasilkan bukti.

Broady, ada dua segmen pengguna - konsumen yang peduli privasi dan startup yang didorong oleh efisiensi

  • Proving sisi klien: Individu ingin menghasilkan ZKP untuk menjaga privasi, bertujuan untuk menjaga informasi sensitif mereka terlindungi dari entitas terpusat. Pilihan terbaik mereka adalah menghasilkan ZKP pada perangkat seluler atau laptop tetapi karena hal ini memakan waktu, mereka mencari cara untuk memindahkan ini ke akselerator yang didedikasikan. Para peneliti sedang aktif mengeksplor metode delegasi pribadi menggunakan protokol seperti DIZK, yang bertujuan untuk memastikan bahwa tidak ada pekerja tunggal yang mendapatkan akses ke rahasia lengkap, memaksimalkan privasi dan keamanan.
  • Pembuktian sisi server: Startup membutuhkan kemampuan pembuktian besar-besaran, seperti pertukaran terdesentralisasi (DEX) yang menghasilkan bukti untuk semua transaksi yang mengalir melalui sistemnya dan membutuhkan kemampuan pemrosesan yang cepat untuk menghilangkan latensi dalam kinerja aplikasi mereka.

Kepercayaan Lebih

Di Polygon Ventures, kami telah mendapat kehormatan untuk secara dekat mengamati evolusi teknologi ZK. Perjalanan ini telah memungkinkan kami untuk berkolaborasi dengan para pionir seperti JordidanDaniel, menyelami kedalaman teknologi transformatif ini.

Dalam tarian siklus pasar bear dan bull, infrastruktur sering muncul sebagai pahlawan tanpa nama selama penurunan, memperkuat diri untuk pemulihan selanjutnya. Merenung tentang pasar bull sebelumnya, teknologi ZK hanya berada dalam tahap embrio. Melihat ke depan hingga hari ini, sungguh menginspirasi melihat pertumbuhan eksponensial dalam aplikasi ZK, kemajuan monumental dalam penskalaan ZK, dan pengembangan paradigma komputasi tanpa kepercayaan yang telah berkembang secara signifikan.

Teknologi ZK telah berkembang dengan kecepatan yang luar biasa; aplikasi yang tampaknya tidak praktis beberapa tahun yang lalu kini menjadi kenyataan. Proyek ZK baru dapat memilih dari berbagai perpustakaan, DSL, zkVMs, dan alat lainnya. - Daniel Lubarov, PLONKY2

Kami sedang beralih ke era di mana institusi terpusat, yang dulunya dianggap tak tergoyahkan, kini dilihat dengan keraguan yang semakin meningkat. Sementara pilar-pilar terpusat seperti Google, Twitter, dan Meta memiliki kekuatan untuk mengkurasi dan menyensor, jelas bahwa angin perubahan sedang bertiup.

Seperti halnya dengan teknologi yang menjanjikan lainnya, ZK tidaklah tanpa tantangannya. Perjalanan untuk mengamankan ZKPs akan membutuhkan waktu, mengingatkan pada masa awal kerentanan kontrak pintar Ethereum. Meskipun ada rintangan ini, ZK menyimpan dalam dirinya sebuah janji — sebuah janji untuk secara mendasar mengubah cara kita berinteraksi dan saling percaya.

Jika Anda sedang membangun sesuatu yang inovatif di domain ini, kami akan senang bergabung dan membuka kemungkinan besar dari ruang ini.

Terima kasih besar kepada Nathan dan Daniel atas masukan mereka. Pengungkapan - Kami telah berinvestasi di banyak proyek yang terdaftar di sini termasuk Space dan Time, Airchains, Ingoyama, ZKLink, Eclipse, dan Gateway.

Penolakan:

  1. Artikel ini dicetak ulang dari [Buletin Polygon Ventures]. Semua hak cipta adalah milik penulis asli [Tim Polygon Ventures]. Jika ada keberatan terhadap cetakan ulang ini, silakan hubungi Gate Belajartim, dan mereka akan menanganinya dengan segera.
  2. Penafian Tanggung Jawab: Pandangan dan opini yang terdapat dalam artikel ini semata-mata milik penulis dan tidak merupakan nasihat investasi apa pun.
  3. Terjemahan artikel ke dalam bahasa lain dilakukan oleh tim Gate Learn. Kecuali disebutkan, menyalin, mendistribusikan, atau menjiplak artikel yang diterjemahkan dilarang.
Empieza ahora
¡Registrarse y recibe un bono de
$100
!