2021年Vitalik曾在一篇文章中讲：
Perhapsthemostpowerfulcryptographictechnologytocomeoutofthelastdecadeisgeneralpurposesuccinctzeroknowledgeproofs,usuallycalledzk-SNARKs.(也许过去十年中最强大的密码技术是通用的简洁零知识证明zk-SNARKs。）
诚然，零知识证明在Crypto领域的两个非常重要的方向都发挥着关键性突破的作用，一个是Scalability，一个是Privacy。
零知识证明是指证明者能够在不向验证者提供超过陈述本身有效性信息的情况下，使验证者相信某个论断是正确/真实的。零知识证明机制转化成计算机程序语言后应用最广泛的技术有两个——zk-SNARK和zk-STARK。
zk-SNARK是零知识简洁的非交互知识论证，基本逻辑如下图：
Jasmy 社长佐藤一雅: Jasmy通过分布式存储解决个人数据安全问题:1月9日20:00 , Jasmy 社长佐藤一雅作客MXC抹茶社区并作出分享。
佐藤一雅表示:“Jasmy正在考虑两个有关个人数据安全的问题。第一个问题：当个人行为受到监控或者个人数据未经许可便被公司使用时，人们会感到担忧。我们平台的政策是，数据归属于个人，由个人决定向谁提供数据。第二个问题：公司在获取大量个人数据的同时，未采取适当措施保障数据安全。大多数公司都是基于中心化信息管理来提供服务，导致信息泄漏的情况持续存在。降低公司安全风险是公司发展的重要课题，我们平台通过核心技术、区块链和分布式存储解决了这一问题。”[2021/1/10 15:46:37]
zk-SNARK实现不透露具体信息的情况下，证明事件的正确/真实的最朴素的方法是：基于可信初始设置，在各项数据位于合法范围的情况下，证明“输入”=“输出”。
zk-STARK是零知识可扩展的透明知识论证，基本逻辑本质上和zk-SNARK相同：
我国拟立法确立数据安全保护管理基本制度:6月28日，数据安全法草案初次提请十三届全国人大常委会第二十次会议审议。草案按照总体国家安全观的要求,确立数据安全保护管理各项基本制度,提升国家数据安全保障能力,有效应对数据这一非传统领域的国家安全风险与挑战,切实维护国家主权、安全和发展利益。草案坚持安全与发展并重,规定支持、促进数据安全与发展的措施,提升数据安全治理和数据开发利用水平,促进以数据为关键要素的数字经济发展。（新华社）[2020/6/28]
zk-STARK与zk-SNARK相比较，各有优劣：
初始可信设置：zk-SNARK需要，zk-STARK不需要；
证明数据大小：zk-SNARK的证明大小约为288字节，zk-STARK稍微大些几百KB；
成本：zk-STARK比zk-SNARK更低；
声音 | 北京大学李祎：用区块链技术保障数据安全非常有必要:12月16日，“区块链智能评价系统研讨会”在北京大学举行。北京大学教务部副部长李祎表示：“区块链技术保证了信息的可信、可追溯，安全可靠，测评系统承载了海量的数据，用区块链技术保障数据安全是非常有必要的。而“区块链智能评价系统”的研发目标与高考改革中侧重的综合素质选拨的方向也是一致的，这也需要技术和数据分析能力上能够支持，这个项目是非常有意义的。”[2019/12/17]
证明过程速度：zk-STARK比zk-SNARK的证明过程更快。
Crypto领域近年来的两大刚需——以太坊网络扩容和隐私保护，恰恰都可以通过零知识证明技术来解决。
zk在扩容方面的应用
将零知识证明用于以太坊扩容领域的公司最初主要有两家，一家是MatterLabs，一家是StarkWare。前者推出了zkSync，后者推出了StarkNet、StarkEx。这几个项目都是当前Layer2领域的佼佼者，备受资方和市场关注。
动态 | 百度依托超级链推出数据安全协同方案XuperData:金色财经消息，３月６日，百度区块链实验室联合百度大数据部门发布多企业数据安全协同计算方案——XuperData。该方案基于百度超级链（XuperChain）网络和大数据部的可信计算技术，解决多企业之间在相互看不到对方原始数据的前提下能够使用对方数据进行联合计算的问题，实现数据可信不可见，保护企业数据和用户数据隐私，达成数据价值最大化。[2019/3/6]
StarkWare
StarkWare是基于零知识证明推出的Validium类型的以太坊Layer2扩容方案，并基于此方案推出了StarkNet和StarkEx。Validium的机制与zkRollup非常相似，唯一的区别是zkRollup中的数据可用性在链上，而Validium将其保持在链下，这样使得Validium可以实现更高的吞吐量。
既然将数据放在链下处理，那么必然在数据上链过程中的流程非常重要，zk-STARK数据上链流程如下：
动态 | 公证通申请一项区块链专利 用以提高隐私数据安全性:据CCN消息，公证通（Factom）申请区块链专利应用来保护数据安全性。据悉，公证通是使用区块链技术审计和保障数百万实时记录的系统。新的专利是将隐私数据存储在一个或多个区块链上。息被存储在不同的计算机节点上，他们一起进行升级和验证。这区块链比较难被黑客攻破的原因是信项专利通过将保密数据分散存储在各种账本上来增加安全性。公证通在2014年被接入微软Azure平台后，获得较快发展。[2018/8/24]
1000笔交易发送给zk-STARK；
zk-STARK作为证明者，生成一个证明；
节点作为验证者读取证明、更新链上数据。
证明生成阶段
所以，zk-STARK的核心逻辑是允许区块链将计算转移到单个链下STARK证明者，然后使用链上STARK验证器验证这些计算的完整性。
各种链上交易协议如果使用StarkWare的Validium扩容技术，它的交易费用会非常便宜。比如目前StarkEx托管了ImmutableX、Deversifi和Sorare等协议，从ImmutableX就可以感受到交易费用的便宜——在ImmutableX铸造和交易NFT的Gas费用均为0美元，就好像不是在链上玩似的……用过的人都会有这个感受。
zkSync
MatterLabs推出的zkSync扩容方案是基于零知识证明的zkRollup类以太坊Layer2扩容方案。
zkSync通过引入Validators和Guardians这两种角色来提升可扩展性：
Validators负责处理交易并打包区块，Validators需要质押代币，然后需要为交易提供一份交易零知识证明，证明交易过程都是正确的、没有舞弊。若Guardians发现作恶，则没收Validators的质押代币；若没有作恶则Validators将得到代币奖励。
在这个过程中，通过运用零知识证明，可以让Guardians不需要知道交易的具体内容，也能知道交易过程是正确的/真实的。基于这个逻辑可以将很多交易过程放在Layer2链上处理，而将正确结果反馈到Layer1以太坊链上，从而实现以太坊网络可扩展性的提升。
当然，现在MatterLabs正在推动zkSync2.0，在技术上又有很大的更新。一方面zkSync2.0引入了zkEVM，它将可以把以太坊智能合约部署在zkRollup上。另一方面zkSync2.0将采用Volitions的技术方案，Volitions相当于包含了zkRollup和Validium，可以同时支持ZKRollup和Validium或其他组合模式的多种数据可用性模式。将选择权交还给用户，用户可以选择具体在哪种模式下交易。在ZKRollup模式下，所有数据都在链上提交，状态更新的有效性由零知识证明来保证；在Validium模式下，数据被保存在链下，只有最新状态以及该状态有效性证明在链上提交。
总而言之，零知识证明类的技术方案已经成为以太坊网络扩容方面的最主流方案。
zk在隐私方面的应用
零知识证明用于隐私方面，具体又分为交易隐私和数据隐私。
交易隐私方面基本上是使用zk-SNARK以及基于zk-SNARK的衍生技术。这部分不再赘述。核心工作流程就是：
设置一个可信初始设置，以保证系统的初始安全；
设置一个范围证明，以防止环绕攻击；
检查inputnote=outputnote，以确保UTXO的正确性。
零知识证明除了用于交易隐私保护，也可以用于数据隐私保护。比如你的年龄，通过零知识证明机制，你可以不需要提供具体的身份信息，只需要通过简单的零知识证明算法——比如证明你的年龄大于等于18周岁，即可证明你已经成年，具备参与某项活动的权利——通过这种方式既可以实现数据隐私保护，也可以证明你具备某些资格。
零知识证明在未来的链上声誉证明方面可能也会有很多应用场景。比如现在的链上信用问题，核心难点在于尚未建立个人链上身份体系。链上身份不好建立的原因最少有两点：
第一，现实身份的证明工具不适合作为链上身份证明。链上钱包与现实身份并不具备一一对应关系，而且一定程度上讲现实身份的证明工具在Crypto领域里也不适合作为身份证明，一方面很多Crypto的资产持有者不愿意透露个人的身份信息，另一方面即使DeFi协议掌握了违约用户的个人身份信息，在很多国家和地区USDT等Token的权益是不受法律保护的，要这身份证明对于违约的追责没有用。
第二，链上用户不愿意泄露过多个人资产方面的隐私。要给每个链上用户打信用分，就需要掌握用户的各个方面的链上资产和链上行为的信息。但是很多用户不愿意让别人知道自己有哪些地址，做了哪些交易……之类的信息。但若要给链上用户一个合理的信用分，却又需要尽可能多掌握用户信息。所以，在链上声誉、链上信用方面，可能也需要零知识证明的赋能。
总而言之，零知识证明在扩容和隐私方面的应用是当前行业发展的明牌趋势。
来源：金色财经
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