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ZKP 如何提供更好的安全性?

Gwyneth Iredale zklog 2022-06-27

本篇文章可帮助您找出有关 ZKP(零知识证明)对提高安全性影响的答案。 

世界正逐渐变得越来越信息化。人们接收和发送的信息很大程度影响他们每天的行为。事实上,数字技术已经渗透到我们生活的方方面面。那么,与他人分享个人信息或进行敏感交易的安全性如何呢?对网络安全的关切和不断升级的网络攻击事件表明,有必要开发新的、有效的替代方案。

此时,您可以考虑选择零知识证明安全性作为一种有利的替代方案。然而,将零知识证明作为转化安全的重要工具也是合理必要的。

ZKP 简介

‍在深入了解ZKP安全的细节之前,首先要了解该技术的重要性。对零知识证明及其工作原理以及变体有一个清晰的印象,可以为理解其在转变安全方面的作用提供一个基础。零知识证明只不过是一种数学算法或协议。

区块链协议为证明者提供了一种有利的方式来说服验证者拥有某些信息而不透露。例如,证明者可以在不透露个人信息的情况下说服验证者知道他们账户中的银行余额。如果不是区块链技术,零知识证明的安全应用不会获得突出的效果。

ZKP在区块链生态系统中的广泛应用,确立了零知识证明在加密散列中的意义。ZKP被认为是密码学中实现的迷人的概念之一,具有广泛的应用。它们可以支持公共网络上的安全交易,甚至可以在核裁军中找到应用。

因此,合理地说,零知识证明是密码学创新成果的一个有力反映。当你看ZKP安全时,你一定会注意到零知识证明安全性的基本方面。零知识证明主要依靠不透露任何信息或其他相关信息的原则来证明相关信息的所有权。

ZKP 的重要参数

读者心中关于零知识证明安全的下一个重要因素是指它的工作原理。通过对零知识证明的参数进行反思,可以发现零知识证明的工作原理。零知识证明中最重要的参数是完整性。

完整性清楚地表明:诚实的证明者可以在真实陈述的情况下使诚实的验证者相信事实。零知识证明的下一个参数是可靠性。可靠性意味着:如果陈述是错误的,作弊的证明者无法说服诚实的验证者相信事实的真实性。

零知识证明中的最后一个参数是该协议的一个特征元素。事实上,ZKP的安全性在很大程度上取决于 "零知识 "这个因素。最重要的是,你可以发现完整性和可靠性是常见交互式证明系统的共同特征。正是'零知识'因素,将零知识证明与其他系统区分开来。

了解零知识证明安全性的另一个重要方面:它们实际上不是数学证明。零知识证明也有一个极小的概率,被称为健全性错误。健全性错误意味着作弊证明者可以使验证者相信虚假陈述是真实的。所以,零知识证明应该被认为是概率性证明,而不是确定性证明。另一方面,为了将稳健性误差减小到极小的值,人们正在进行许多努力。

致力于零知识证明

了解零知识证明的基本参数后,读者就可以转向其工作原理了。零知识证明的工作可以提供一个基于ZKP的区块链安全有效性的详细印象。为了了解零知识证明的工作原理,让我们注意它们的一般结构。你可以找到三种不同的行动,以便在交易的两个参与者之间进行零知识证明。这三种不同的行动包括见证、挑战和回应。让我们来看看每个动作对零知识证明有什么影响。

  1. 零知识证明中的第一个动作是指见证。如果交易发生在 A 和 B 之间,那么 A 拥有某些信息这一事实负责定义一组问题。A 总能无误地回答集合中的问题。因此,A 从集合中随机选择一个问题,然后计算一个证明,然后将证明发送给 B。

  2. 零知识证明安全的第二个行动是挑战。在挑战阶段,B可以从集合中选择一个问题题,要求A回答这个问题。

  3. ZKP工作中的最后一个动作是响应,在这个过程中,A发现了答案并将其传回给

    B。B收到的答案有助于他们检查A是否真的知道秘密信息。现在,用户可以随意重复这三个步骤,以减少验证者做出猜测而不是了解正确答案的概率。一旦完成,区块链就会记录该交易。

零知识证明安全的真实案例

读者仍然会渴望了解ZKP安全在现实世界中是如何运作的。因此,以现实世界中的公司使用基于零知识证明的区块链技术交易为例,是非常重要的。真实的例子可以帮助理解ZKP的结构和参数如何确保密码学的预期结果。这里有一个John和Lizzie的例子来说明零知识证明的安全性是如何运作的。

示例中的场景涉及 10万美元的奖金,奖励任何有能力识别算法来解决一个特定形式的难题的人。Lizzie说她知道这样一种算法。然而,Lizzie不想透露这个算法,因为其他任何人都可以使用它来领取奖金。

现在,让我们假设除了 Peggy 之外没有其他人知道解谜的算法。那么,约John 如何验证Lizzie是否真的知道可以解开奖题的算法?这时,John 可以转向零知识证明作为一种解决方案。John 可以使用 ZKP 创建拼图的随机变体,然后将其发送给 Lizzie。

在这种情况下,John 不知道谜题的解,尽管他可以轻松验证 Lizzie 解的正确性。如果 Lizzie 有正确的算法,那么她可以填补谜题中缺失的环节并答案发送给 John。现在,John 可以验证 Lizzie 的答案,并确定她是否拥有该算法。

关于 ZKP 的担忧

尽管 John 和 Lizzie 的示例展示了 ZKP 安全性如何在验证信息真实性方面发挥关键作用,但也存在一些内在问题。如果 Lizzie 猜到了答案,或者 John 不相信答案,那么怀疑证明的真实性是很重要的。因此,John 可以与 Lizzie 重复相同的交换,并向她发送另一个随机生成的谜题。

随着这个循环不断重复,Lizzie 可以证明她知道答案,因为她猜出正确答案的可能性大大降低。John可以继续向Lizzie发送挑战,直到他确信Lizzie的说法是真实的。因此,您可以清楚地注意到零知识证明安全性在 ZKP 的工作中变得非常明显。

在此示例中,John 无法发现 Lizzie 是如何回答谜题的,而 Lizzie 可以在不泄露算法的情况下向 John 的谜题发送正确答案。因此,ZKP 确保了算法的机密性,从而展示了它如何有利于安全。

ZKP 的类型

零知识证明安全的影响只能通过反映 ZKP 的类型来评估。ZKP 的不同变体,例如:交互式和非交互式 ZKP,清楚地展示了 ZKP 的应用是如何变化的。ZKP 的类型因证明协议的不同而不同。

顾名思义,交互式 ZKP 在验证信息真实性之前,需要证明者和验证者之间进行一系列交易。另一方面,非交互式ZKPs不涉及参与交易的各方之间的任何系列互动。然而,ZKP 类别中最重要的补充是 ZK-SNARK 或简洁、非交互式、知识论证。

ZK-SNARK 可以提供一种独特的方法来验证交易的正确性,而无需实际执行。用户不需要透露任何可能涉及交易的秘密信息。借助加密机制中的各种数学和散列,验证者可以轻松识别 ZK-SNARK 交易的正确执行。

ZKP 对安全性的影响 

正如你可以清楚地看到,ZKP的安全性在很大程度上取决于ZKP的基本结构和工作参数。零知识证明是密码学创新最突出的例子之一,现在已经开始得到认可。虽然ZKPs主要被考虑用于区块链应用,但还有许多其他方式可以提高安全性。那么,零知识证明如何确保改善网络安全成果?

现代计算机可以通过重复一组数学测试(如拼图验证)来执行零知识证明。ZKP中最基本的亮点直接指的是不支持使用网络上或数据库存储中发送的任何信息来重现秘密。

如示例中所讨论的,很难对 Lizzie 的模糊答案进行逆向工程以获得原始答案。Lizzie 的模糊答案是一类独特的单向数学函数的结果,现代计算无法解决这些函数。

降低虚假信息的可能性   

强调零知识证明安全性的第二个因素是指验证者发送的挑战或谜题的数量。谜题或挑战的数量有助于验证者确保证明者不太可能猜出正确答案。对于挑战的每次迭代,证明者表明他们不太可能总是连续不断地提供正确答案。

1. 完善认证流程

零知识证明在提高安全性方面的贡献是指它们在身份验证过程中的作用。事实上,ZKP 可以在身份验证过程中启用三个不同的组件。首先,ZKP 安全性依赖于依赖于远程访问的未知或不受信任方的身份验证。其次,零知识证明还可以支持可以在不受信任的渠道上运行的身份验证。此外,ZKPs 还涉及密钥派生函数或 KDF 与某些案例场景的交换之间的关系。

2.减少对密码的依赖

零知识证明被认为是改变安全的另一种潜在的有希望的方式是指对密码的有限需求。毫无疑问,密码是认证目的的一个重要方面。然而,密码正在慢慢变得过时,用户认为需要改进解决方案。

零知识协议对人们来说有点难以理解,而几乎任何人都可以输入密码。由于 ZKP 是一种加密协议,它允许设备之间无缝工作。另一方面,ZKPs作为密码的替代品的应用对人类来说仍然是一个模糊的话题。因此,就目前而言,设备可能负责为您实现协议。

3. 企业业务数据保障 

零知识证明安全的重要性也可以引起人们对 ZKP 对于企业实施区块链业务运营的重要性的关注。企业不希望披露极易受到竞争对手和黑客不当访问的敏感信息。此外,企业希望验证信息向目标方安全传递。

尽管基本的区块链基础设施可能会遇到这种情况,但 ZKP 可以带来显著的优势。ZKP 允许企业在不披露数据的情况下共享有关数据的证明。因此,它可以导致区块链应用的广泛的新变种的发展。

4. 跨多个行业的应用

在最普遍的意义上,零知识证明安全的影响也可以从它们对不同行业的影响中看出。基本上,ZKP 可以成为影响依赖交易、专有信息和身份系统的行业的重要工具。

此外,ZKP 还可以作为跨行业的验证、尽职调查和安全工具,具有极高的监管水平。零知识证明可以找到可靠应用的行业的一些例子包括零售公司、保险、金融服务和审计公司。区块链中的ZKP用于零售解决方案可以提供更好的库存管理、身份管理等。

另一方面,将区块链中的ZKP用于保险解决方案可以提供欺诈检测和预防、再保险等。

5. 改善道德行为

ZKP 的应用也是促进道德行为的理想选择,随后体现在安全性的提高上。 密码学中的 ZKP 安全性依赖于执行诚实行为以及确保维护隐私。围绕道德行为的想法指出了ZKP的使用,以迫使用户根据协议证明其行为的适当性。

零知识证明中的健全性方面也是一个有希望的因素,它可以确保用户的诚实行为,以提供有效的证明。同时,零知识方面确保了用户不会因为提供证明而损害其秘密的隐私。

6. 更容易验证个人信息

零知识证明安全也可以为您想要验证个人信息的应用创造奇迹。现在,您无需向银行透露您的个人详细信息即可获得贷款。ZKP 可以帮助您说服银行了解获得贷款资格的最低工资收入。为用户分配加密的数字身份,可以更简单地验证个人信息,而无需披露。

7. 匿名和认证平衡

零知识证明也因提供匿名性的好处而闻名,从而改善隐私。用户可以用ZKP进行不同的交易,同时保持其身份的保密性。同时,也为零知识证明相关的身份验证优势提供了完美的平衡。

尽管用户是匿名的,但可以有效地跟踪交易,同时确保所有用户身份的完整性。事实上,身份验证系统是促进零知识证明证明研究的首要因素。ZKPs的应用适用于一方可以通过秘密信息向另一方证明其身份的情况。。

8. 更好的保密性 

最重要的是,零知识证明安全的主导地位也会因保密性而获得动力。ZKP非常适用于需要大量保密性的企业区块链用例。在简单区块链的情况下,区块链记录了用户之间交易的详细信息。因此,现代企业可以对特定交易的一些细节保持隐蔽性。零知识证明对于隐藏交易细节非常有帮助,同时将其添加到区块链的新区块中。

结论 

因此,您可以注意到零知识证明安全性将如何在未来几年获得突出的认可。有了ZKP,在保持信息完整性的同时更容易验证信息。此外,ZKPs中的保密性、匿名性和零知识方面确保它们可以毫不费力地保护任何信息。然而,ZKP 的采用只会随着区块链解决方案应用的急剧增长而增加。

尽管ZKPs在提高安全性方面很有成效,但重要的是要考虑其主流应用。

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