零知识证明是什么?如何与Filecoin网络产生梦幻联动?

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零知识证明,又称为zk-SNARKs,全称为"zero knowledge succinct arguments of knowledge"。


前不久,协议实验室开发小组发布了zk-SNARKs。



数据

该网站介绍了在Filecoin主网上实现零知识证明的工作。


据悉:该项工作已经进行了三年,使主网成为迄今为止部署的最大的zk-SNARK网络,每天生成600 - 700万zk证明。


注:零知识证明,又称为zk-SNARKs,全称为"zero knowledge succinct arguments of knowledge"。


由S.Goldwasser、S.Micali及C.Rackoff在20世纪80年代初提出的。


它指的是证明者能够在不向验证者提供任何有用的信息的情况下,使验证者相信某个论断是正确的。


允许证明者 prover、验证者 verifier 证明某项提议的真实,却不必泄露除了「提议是真实的」之外的任何信息。



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zk-SNARKs对Filecoin网络的价值



数据

为了让Filecoin网络上的存储提供者继续为用户提供服务,他们必须定期证明自己在链上持续存储其所承诺存储的数据。


将他们放在零知识证明的关系中理解的话,这些存储提供者就成为了证明者(provers)。


等式的另一边是全节点,他们负责为整个Filecoin网络维护共识。


这些节点希望确保数据被存储、维护和保管好,而没有失误或损坏。


验证者(verifiers)必须能确保存储提供者对数据被妥善存储所给出的证明是真实的。


这要求在数据易手时,存储提供者和节点之间有一种形式的通讯。


对每一个区块来说,这个过程对资源要求很高的。


今天,个体的存储提供者为验证存储所需要证明的数据是海量的,而且随着时间推移只会增加。


Filecoin网络的区块时间是30秒,为了维持这个区块时间并允许可扩展的方法,网络需要一个能提供快速、高效和安全的验证过程解决方案。



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zk-SNARKs实现网络降本增效



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对Filecoin网络来说


zk-SNARKs提升了网络可扩展性和效率,这是通过极大地降低各方验证存储的时间来实现的。这对维持Filecoin的30秒区块时间很重要。


对存储提供者来说


zk-SNARKs降低了他们证明存储所需要传输的数据量,从而降低了在网络上提供其服务的成本。



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zk-SNARKs在网络中的应用


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为了在Filecoin网络上验证存储,会涉及到两个证明:


复制证明(Proof of Replication)【PoRep】和时空证明(Proof of Spacetime) 【PoSt】。


在复制证明中,存储提供者需证明他们正存储一份数据或信息的独特副本。


复制证明只会发生一次


这是在用户和存储提供者达成最初存储交易提议且数据首次被存储提供者存储时发生的。


每一个被链上记录的复制证明包括了10个独立的SNARKs证明,它们一起证明了该过程是通过概率挑战(probabilistic challenges)而正确完成的。


另一方面,时空证明用于证明存储提供者随着时间推移依然持续存储原始的数据,而没有被操纵或损坏。


当一个存储提供者刚开始同意为用户存储数据时,他们必须投入质押品。


如果存储提供者在这个协议中间的任何时点无法提供时空证明,他们会被惩罚并可能损失部分或所有的抵押品。


在证明者(prover)和验证者(verifier)的链上互动中,它们同意数据已被正确地存储和维护,那么这就是一个证明。


如前所述如果缺乏让这些证明足够小和高效的解决方案,它们就会占据大量的网络带宽并为存储提供者带来很高的运作成本。


如果通过使用zk-SNARKs来生成证明,那么所生成的证明就会很小,验证过程也会非常快,且成本大幅降低。


例如,通常要占据几百kb来验证的证明可以使用zk-SNARKs来压缩到192字节。前面已经提到过,每一个复制证明包括了10个SNARKs,这就意味着它只会占据1920字节(10*192字节)。



04

zk在Filecoin网络的过去和未来



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从去年10月份的主网上线开始,Filecoin网络对zk-SNARKs的使用就已经上线了。


零知识证明是Filecoin网络长期发展的一部分,也会继续被证明是网络未来演变的关键一环。


随着越来越多的数据在Filecoin上被存储、维护和访问,生态系统需要继续提供高效、划算和安全的验证解决方案。


零知识证明是Filecoin网络规则的改变者


在不损害安全性、信任或机制的情况下,将复杂的验证过程减少到原始规模的一小部分。


协议实验室研究小组已长期投入了Filecoin网络上的零知识证明工作。


他们的工作为网络带来了一个关键的效率解决方案!


随着新验证系统的出现,团队将继续为Filecoin网络的未来发展实施最有效的解决方案。



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