Zero Knowledge Proof (ZKPs) sa Blockchain: Gabay para sa mga Nagsisimula

Sa blockchain at web3, ang Zero-Knowledge Proofs ay itinuturing na isang makabagong konsepto, nagbibigay ng balanse sa pagitan ng privacy at transparency. Isipin na nagpapatunay kang may alam ka nang hindi isiniwalat ang mga detalye—parang pagpapakita ng ID para makapasok sa isang club nang hindi ibinabahagi ang iyong address. Ganito ang mahika ng ZKPs, nag-aalok ng matibay na seguridad sa blockchain habang pinoprotektahan ang sensitibong impormasyon.

Nagmula sa cryptography, ang ZKPs ay nagpapahintulot sa isang partido na patunayan sa isa pa na alam nila ang isang halaga, tulad ng password, nang hindi isiniwalat ang anumang impormasyon tungkol sa halagang iyon. Para itong pagpapatunay na ang isang naka-lock na safe ay naglalaman ng isang partikular na bagay nang hindi binubuksan ang safe.

Sa madaling salita, ang Zero-Knowledge Proofs (ZKPs) ay mga cryptographic protocol na nagpapahintulot sa prover (ikaw) na kumbinsihin ang verifier (ibang partido) tungkol sa katotohanan ng isang pahayag (ikaw ay nasa legal na edad) nang hindi inilalantad ang anumang karagdagang impormasyon (iyong petsa ng kapanganakan). Para itong pagbubukas ng isang lihim na vault gamit ang password na walang sinuman ang makakaalam.

Paano Gumagana ang ZKPs? 

Ang mahika ng ZKPs ay nakasalalay sa kakayahan nilang magpatunay ng datos nang hindi ito ibinabahagi. Gumagamit sila ng mga algorithm sa matematika kung saan maaaring kumbinsihin ng prover ang verifier ng isang katotohanan nang hindi isiniwalat ang mismong katotohanan. Halimbawa, sa isang crypto transaction, maaaring patunayan ng ZKP ang pagiging lehitimo ng transaksyon nang hindi inilalantad ang halaga o ang mga partido na kasangkot. Ito ay nakamit sa pamamagitan ng mga komplikadong cryptographic na pamamaraan tulad ng "witness" at "challenge-response" protocols.

Subukan nating unawain ang konsepto ng ZKPs gamit ang halimbawa ng isang imahinaryong maze. Ang prover ay naglalakad sa maze at nag-iiwan ng digital breadcrumbs na nagpapatunay na naabot nila ang exit nang hindi isiniwalat ang aktwal na landas na kanilang dinaanan. Sinusuri ng verifier ang breadcrumbs at kumbinsido na natapos ng prover ang maze, pero nananatiling nakatago ang landas.

Mga Benepisyo ng ZKPs

• Pinahusay na Privacy: Pinapayagan ng ZKPs na patunayan mo na nagtataglay ka ng tiyak na impormasyon o nakumpleto ang partikular na gawain nang hindi ibinubunyag ang anumang pangunahing detalye. Pinoprotektahan nito ang sensitibong datos tulad ng halaga ng transaksyon, pagkakakilanlan ng nagpapadala/tumatanggap, at mga pagpili sa pagboto sa mga DAO.

• Pinalakas na Seguridad: Maaaring gamitin ang ZKPs upang patunayan ang bisa ng mga kumplikadong pagkalkula nang hindi kailangang magtiwala sa pinagmulan. Pinapalakas nito ang seguridad ng blockchain sa pamamagitan ng pag-aalis ng pangangailangan sa mga tagapamagitan at pagbawas sa mga potensyal na vector ng pag-atake.

• Pinabuting Kahusayan: Ang ZKPs ay maaaring mag-streamline ng ilang proseso sa pamamagitan ng mas episyenteng pag-verify ng mga kumplikadong kalkulasyon kumpara sa tradisyunal na mga pamamaraan. Maaaring magbigay ito ng benepisyo sa mga larangan tulad ng pamamahala ng supply chain at pagtuklas ng pandaraya.

Ang ZK Rollups ay kumakatawan sa isang rebolusyonaryong hakbang pasulong sa scalability ng blockchain at privacy at isa sa mga pinaka-kapanapanabik na paggamit ng zero-knowledge encryption sa teknolohiyang blockchain. Ang ZK Rollups ay mga makapangyarihang tagapagproseso ng transaksyon sa labas ng chain. 

Sa halip na punuin ang pangunahing blockchain ng bawat transaksyon, pinagsasama-sama nila ang daan-daan o kahit libu-libong transaksyon sa isang "rollup." Pero narito ang twist: Ang ZK Rollups ay hindi lamang nagpapadala ng buod ng batch na ito; pinatutunayan nila, gamit ang matalinong cryptography na tinatawag na Zero-Knowledge Proofs (ZKPs), na ang lahat ng mga transaksyon sa loob ay valid nang hindi isiniwalat ang anumang sensitibong detalye. Para itong pagpapakita ng iyong ID upang makapasok sa isang club nang hindi ibinubunyag ang iyong address.

Halimbawa, ang ZK Rollups ay maaaring makapagpataas nang malaki sa throughput ng transaksyon ng Ethereum sa pamamagitan ng pagsasama-sama ng maraming transaksyon sa isang batch na pinoproseso sa labas ng chain, kaya nababawasan ang load sa pangunahing network. Pagkatapos ng pagproseso, isang zero-knowledge proof ang isinusumite sa Ethereum mainnet, na nagpapatunay sa lahat ng transaksyon nang hindi isiniwalat ang kanilang mga detalye. Ang ganitong pagproseso sa labas ng chain at pagsusumite ng proof ay nagpapababa ng load ng network, nagpapataas ng throughput ng transaksyon, at nagpapabuti ng kahusayan, na posibleng magbigay-daan sa Ethereum na makapagproseso ng milyon-milyong transaksyon bawat segundo.

Ginagamit ng ZK Rollups ang ZKPs upang makamit hindi lamang ang mas mabilis na transaksyon kundi pati na rin ang pinahusay na privacy para sa mga indibidwal na user at aplikasyon. Binubuksan nito ang mga bagong posibilidad para sa DeFi, NFTs, at iba pang Web3 na inobasyon na nangangailangan ng bilis at kumpidensyalidad. 

Ano ang mga Benepisyo ng ZK Rollups?

Ang Zero Knowledge (ZK) Rollups ay nire-rebolusyon ang landscape ng blockchain sa pamamagitan ng pag-aalok ng hanay ng mga pagpapahusay na tumutugon sa ilan sa mga pinakakritikal na hamon sa pag-aampon ng teknolohiyang blockchain. Ang mga rollups na ito ay hindi lamang isang teoretikal na konsepto kundi isang praktikal na solusyon na nagpapahusay sa bilis ng transaksyon, scalability, privacy, at affordability, habang pinananatili ang pangunahing prinsipyo ng desentralisasyon. Narito ang mas malapitang pagtingin sa maraming benepisyo na ibinibigay ng ZK Rollups sa mundo ng blockchain, nagtatakda ng bagong pamantayan para sa kahusayan at karanasan ng user.

• Napakabilis na Transaksyon: Sa pamamagitan ng paglipat ng mga transaksyon off-chain, binabawasan ng ZK Rollups ang mga bayarin sa transaksyon at oras ng paghihintay, na ginagawang mas maayos at mas abot-kaya ang crypto trading.

• Pinahusay na Scalability: Isipin ang isang blockchain na kayang magproseso ng milyon-milyong transaksyon kada segundo. Binubuksan ng ZK Rollups ang daan para sa mass adoption at nilalabas ang buong potensyal ng teknolohiyang blockchain.

• Mas Pinahusay na Privacy: Pinapanatili ng ZKPs ang mga detalye ng transaksyon na pribado, pinoprotektahan ang anonymity ng gumagamit at nagpapalakas ng tiwala sa sistemang pinansyal.

• Preserbadong Desentralisasyon: Pinapanatili ng ZK Rollups ang desentralisadong katangian ng mga blockchain sa pamamagitan ng pagsusumite lamang ng mga proof sa pangunahing chain, tinitiyak ang transparency at tiwala habang pinapabuti ang kahusayan.

• Mas Mababang Bayarin: Dahil ang pagproseso ng transaksyon ay lumilipat sa off-chain, natural na bumababa ang mga bayarin, na ginagawang mas abot-kaya ang crypto trading at iba pang interaksyon sa blockchain para sa lahat. 

Isipin ang DeFi loans na hindi kinakailangan ibunyag ang iyong kasaysayan ng pananalapi o pagboto sa DAOs nang hindi isinasakripisyo ang iyong anonymity. Binibigyang-daan ng ZKPs ang isang hinaharap kung saan ang mga transaksyong pinansyal at pamamahala ay nagiging tunay na pribado, pinapangalagaan ang sensitibong impormasyon habang ginagamit ang transparency ng teknolohiyang blockchain.

Ang Zero-knowledge cryptography ay maaaring magbukas ng maraming posibilidad sa iba't ibang sektor. Narito ang isang sulyap sa mga use case ng ZKE:

Mga Gamit ng Zero-Knowledge sa Teknolohiyang Blockchain 

Isa sa mga pinakasikat na gamit ng Zero-knowledge (ZK) technology sa blockchain ay para sa layer-2 networks. Binibigyang-daan ng ZK proofs ang mga Layer-2 na solusyon na pagsama-samahin ang mga transaksyon sa isang proof, pinapahusay ang scalability at privacy sa pamamagitan ng pag-validate ng mga transaksyon nang hindi ibinubunyag ang mga detalye. Dalawang uri nito ay zk-SNARKs, kilala para sa kahusayan, at zk-STARKs, na may kakayahang labanan ang mga banta ng quantum computing. Pinapataas nila ang throughput ng transaksyon at privacy, na kapaki-pakinabang sa decentralized finance at mga aplikasyon sa negosyo.

Narito ang iba pang use cases ng ZK encryption sa industriya ng blockchain: 

• Mga Scalable Blockchain: Nilalabanan ng ZK-Rollups ang mga limitasyon ng layer-1 blockchains (sa pamamagitan ng paggamit ng mga bundle ng transaksyon na may privacy-preserving proofs), gamit ang ZKE para sa mas mabilis at mas murang transaksyon, na pinapabuti ang scalability ng blockchain.

• Pagpapatunay ng Integridad ng Data: Ipinapakita na hindi na-tamper ang data nang hindi kinakailangang i-download ang buong file, nakakatipid sa mga resources. Halimbawa, maaaring patunayan ng ZKPs na ang isang user ay may valid na credential (tulad ng driver's license o passport) nang hindi isiniwalat ang dokumento mismo, na nagpapabuti sa privacy sa mga online verification process.

• Decentralized Oracles: Pinapahusay ng zero-knowledge proofs (ZKPs) ang decentralized oracles tulad ng Chainlink sa mga blockchain ecosystem sa pamamagitan ng pagpapabuti ng privacy, seguridad, tiwala, scalability, at pagsunod sa regulasyon. Pinapayagan ng ZKPs ang oracles na patunayan ang accuracy ng data nang hindi isiniwalat ang data, na tinitiyak ang confidentiality at privacy ng user. Pinapanatili rin nito ang integridad ng data at pinipigilan ang pandaraya sa pamamagitan ng pagpapatunay ng authenticity ng data.

• Secure Multi-Party Computation (MPC): Makipagtulungan sa mga kalkulasyon nang hindi isiniwalat ang mga indibidwal na input, na nagbibigay-daan para sa mga bagong privacy-preserving AI at machine learning applications.

• Digital Rights Management (DRM): Kontrolin ang pag-access sa copyrighted content nang hindi gumagamit ng invasive na copy protection measures.

• Secure Messaging: Magpadala ng mga confidential na mensahe na may tamper-proof at end-to-end encryption habang pinapanatili ang integridad ng mensahe.

• Katarungan sa Online Gaming: Maaaring gamitin ang ZKPs sa online gaming upang patunayan na ang resulta ng laro ay patas nang hindi isiniwalat ang underlying algorithm o logic ng laro.

• Pagpapatunay ng Pagmamay-ari ng NFT: Maaaring patunayan ang pagmamay-ari at orihinalidad ng NFTs (Non-Fungible Tokens) nang hindi isiniwalat ang pagkakakilanlan ng may-ari.

Pangunahing Mga Aplikasyon para sa ZKPs

Ang iba pang mga real-world na aplikasyon para sa Zero-knowledge proofs ay kinabibilangan ng: 

• Mga Transaksyong Pinansyal: Isipin na bumibili ka ng mga groceries nang hindi isiniwalat ang balanse ng iyong bangko. Pinapayagan ng ZKE ang anonymous na mga pagbabayad, pinoprotektahan ang mga detalye ng transaksyon habang sumusunod sa legal na regulasyon. Halimbawa, sa mga cryptocurrency tulad ng Zcash, pinapatunayan ng ZKPs ang mga transaksyon nang hindi isiniwalat ang nagpadala, tumanggap, o halaga ng transaksyon, na nagpapabuti sa privacy.

• Mga Rekord Medikal: Ibahagi lamang ang kinakailangang medikal na impormasyon para sa diagnosis nang may garantiya na walang ibang leak—pinapayagan ng ZKE ang mga pasyente na kontrolin ang kanilang sensitibong data. Sa healthcare, maaaring paganahin ng ZKPs ang pagbabahagi ng data ng pasyente para sa pananaliksik o paggamot habang pinapanatili ang privacy ng pasyente at sumusunod sa mga regulasyon tulad ng HIPAA.

• Mga Sistema ng Pagboto: Maaaring gamitin ang ZKPs sa electronic voting systems upang patunayan na ang isang boto ay na-cast nang tama nang hindi isiniwalat ang pagpili ng botante, na tinitiyak ang parehong privacy at integridad sa proseso ng pagboto.

• Pagpapatunay ng Mga Produkto sa Supply Chain Management (SCM): Maaaring gamitin ng mga kumpanya ang ZKPs upang patunayan ang authenticity at origin ng mga produkto sa isang supply chain nang hindi isiniwalat ang sensitibong impormasyon sa negosyo o mga lihim sa kalakalan.

• Credit Scoring sa Mga Aplikasyong Pinansyal: Maaaring payagan ng ZKPs ang mga indibidwal na patunayan na natutugunan nila ang partikular na pamantayan sa credit nang hindi isiniwalat ang kanilang eksaktong financial na sitwasyon.

• Confidential Access sa Pampublikong Rekord: Maaaring gamitin ng mga pamahalaan ang ZKPs upang pahintulutan ang secure at pribadong pag-access sa pampublikong rekord, tinitiyak na ang sensitibong impormasyon ay hindi ne-expose nang hindi kinakailangan.

• Passwordless Authentication: Tanggalin ang mga mahihinang password. Pinapayagan ng ZKE na patunayan mong alam ang password nang hindi ito isiniwalat, na binabawasan ang panganib ng hacking.

• Cloud Storage: Mag-imbak ng data nang ligtas sa cloud nang hindi nagbibigay ng ganap na access sa raw data para sa mga cloud service provider. Pinapangasiwa ng ZKE ang decryption lamang kapag may tamang authorization.

• Biometric Verification: Patunayan ang iyong pagkakakilanlan gamit ang fingerprint o facial recognition nang hindi iniimbak ang raw biometric data, binabawasan ang mga alalahanin sa privacy. 

• Mga Update sa Software: Patunayan na ang mga update sa software ay lehitimo at tamper-proof nang hindi ibinabahagi ang pribadong source code, na pinapabuti ang seguridad at tiwala.

Tandaan, patuloy pang umuunlad ang ZKE, ngunit ang mga aplikasyon nito ay may malaking pangako. Sa pag-usad ng pananaliksik at pag-develop, maaari nating asahan na ang ZKE ay magrerebolusyon sa privacy ng data, seguridad, at kahusayan sa iba't ibang industriya at magbabago sa paraan ng pakikisalamuha natin sa teknolohiya sa hinaharap.

Maraming kapana-panabik na crypto project, lalo na sa Ethereum ecosystem, ang nangunguna sa paggamit ng ZKPs:

• Loopring: Ang Loopring ay gumagamit ng zero-knowledge proofs upang pagsamahin ang maraming transfer sa isang transaksyon. Malaki nitong nababawasan ang gas fees at nagpapataas ng throughput ng transaksyon sa Ethereum network. Nakatuon sa decentralized exchanges (DEXs), nagbibigay ang Loopring ng mabilis at cost-efficient na crypto trading. Sa pangunguna sa ZK Rollups, nag-aalok ang Loopring ng mabilis at mababang bayarin sa crypto trading sa Ethereum. 

• Zcash: Ang Zcash ay nangunguna sa privacy, gamit ang zk-SNARKs upang ganap na itago ang mga halaga ng transaksyon at pagkakakilanlan ng parehong sender at receiver, na nagbibigay ng walang kapantay na privacy sa mga transaksyon. Bilang isang cryptocurrency, nag-aalok ito ng mataas na antas ng privacy para sa mga gumagamit na inuuna ang pagiging kumpidensyal sa kanilang mga financial transactions.

• Filecoin: Ang decentralized storage network na ito ay gumagamit ng ZKPs upang i-verify ang storage at integridad ng data nang hindi kinakailangang ibunyag ang aktwal na data. Napakahalaga nito para sa privacy at seguridad sa ecosystem ng decentralized file storage.

• StarkWare: Ang StarkWare ay nagbibigay ng platform para sa mga developer upang bumuo ng custom na scaling solutions gamit ang ZK-STARKs, na nagpapadali sa mas mabilis at mas murang transaksyon. Sa pamamagitan ng pagbibigay-kakayahan sa mga developer na lumikha ng mas mahusay na DApps, pinalawak nito ang saklaw at scalability ng Ethereum ecosystem.

• Immutable X: Nakatuon sa NFTs, ang Immutable X ay gumagamit ng ZK proofs upang makapagbigay ng halos instant, gas-free na NFT trading sa Ethereum. Lubos itong kaakit-akit para sa mga game developers at gaming enthusiasts dahil sa kahusayan at cost-effectiveness nito sa paghawak ng NFT transactions. 

• Secret Network: Ang Secret Network ay nakatuon sa pag-enable ng privacy para sa smart contracts. Tinitiyak nito na ang data at computation sa loob ng mga kontrata ay nananatiling kumpidensyal. Napakahalaga nito para sa private decentralized finance (DeFi) applications at iba pang privacy-centric na blockchain applications.

• Mina Protocol (Dating Coda): Ang Mina Protocol ay nagpapanatili ng napakaliit na blockchain size gamit ang zk-SNARKs, na tinitiyak na kahit ang mga smartphone ay maaaring ganap na lumahok sa network. Ginagawa nitong napaka-accessible at user-friendly ang blockchain, na nagtataguyod ng mas malawak na adoption.

• Aztec Protocol: Ang Aztec Protocol ay nakatuon sa pagpapagana ng mga pribadong transaksyon sa loob ng DeFi space, kabilang ang confidential lending at borrowing. Binubuksan nito ang daan para sa hinaharap kung saan ang mga financial transaction sa blockchain ay maaaring maging secure at pribado.

• ZKsync: ZKsync Nag-aalok ito ng mabilis at secure na mga transaksyon sa Ethereum, gamit ang kahusayan ng ZK Rollups. Ang compatibility ng Zksync sa umiiral na Ethereum ecosystem ay isang malaking bentahe, na ginagawang mas madali para sa mga developer at user na mag-adopt.

Alamin ang higit pa tungkol sa ZKsync at kung paano ito gumagana.

• Hermez Network: Sa pamamagitan ng pagpapatupad ng ZK Rollups, ang Hermez Network ay malaki ang naitutulong sa pagtaas ng bilis ng transaksyon at pagbawas ng gastusin sa Ethereum network. Napakabisa nito lalo na para sa mga transaksyong may mataas na volume ngunit mababang halaga. 

• Tornado Cash: Ang Tornado Cash ay gumagamit ng zk-SNARKs upang gawing anonymous ang mga transaksyon sa Ethereum. Pinuputol nito ang on-chain link sa pagitan ng source at destination addresses. Napakahalaga ang serbisyong ito para sa mga user na naghahanap ng privacy sa kanilang mga transaksyon, dahil pinapayagan nitong magtransaksyon sa Ethereum habang pinapanatili ang anonymity.

Bagama't napakalaki ng potensyal ng ZK cryptography para sa teknolohiyang blockchain, mahalagang kilalanin ang mga posibleng panganib at hamon na nauugnay sa pagpapatupad nito. Kabilang dito ang:

1. Pagiging Komplikado ng Komputasyon: Ang pagbuo at pag-verify ng ZK proofs ay maaaring maging masalimuot at nangangailangan ng mataas na computational resources, na posibleng maglimita sa mas malawak na paggamit, lalo na sa mga device na may limitadong kakayahan.

2. Kakulangan sa Teknolohikal na Maturity: Ang ZK cryptography ay patuloy pang umuunlad, at ang pagsasama nito sa mga umiiral na blockchain platform ay nagdudulot ng mga hamon sa compatibility, efficiency, at seguridad.

3. Limitadong Tiwala sa Setup: Ang ZK-SNARKs, isang karaniwang uri ng ZK proof, ay umaasa sa isang beses na "trusted setup" ceremony upang makabuo ng mga cryptographic parameter. Ang mga kahinaan sa seguridad sa bahaging ito ay maaaring maglagay sa buong sistema sa panganib.

4. Banta mula sa Quantum Computing: Ang pag-usbong ng quantum computing ay posibleng makapagbigay ng panganib sa kasalukuyang mga ZK-SNARK scheme. Patuloy na pananaliksik ang mahalaga upang makabuo ng quantum-resistant na ZK cryptography.

5. Pag-aalala sa Centralization: Bagamat pinapabuti ng ZK Rollups ang scalability, likas na nakatuon ang kapangyarihan ng pag-verify ng transaksyon sa mga sequencer, na maaaring magdulot ng mga isyu sa centralization.

6. Potensyal para sa Abuso: Ang aspeto ng privacy ng ZK cryptography ay maaaring abusuhin upang magpatakbo ng ilegal na aktibidad tulad ng money laundering o tax evasion. Ang mga regulasyon at etikal na konsiderasyon ay kailangang ipatupad upang mabawasan ang mga panganib na ito.

7. Social Engineering Attacks: Ang mga gumagamit ng ZK-based na aplikasyon ay nananatiling bulnerable sa mga social engineering attack kung sila ay naloko sa mga scam o phishing attempts. Ang kamalayan sa seguridad at edukasyon ay mahalaga.

Ang Zero Knowledge Proofs at Rollups ay hindi lamang mga cryptographic na kuryosidad kundi mahalaga para sa susunod na yugto ng ebolusyon ng blockchain. Ang mga ito ay nagbibigay ng natatanging kumbinasyon ng privacy, seguridad, at kahusayan, na ginagawa silang hindi mapapalitan sa pagpapalawak ng paggamit ng mga solusyon na nakabase sa blockchain. 

Ang teknolohiyang Zero Knowledge (ZK) ay nangangako ng hinaharap na may pinahusay na privacy, seguridad, at scalability. 

Tinitiyak din ng ZK ang privacy sa pamamagitan ng pag-anonymize ng mga transaksyon at pagprotekta sa personal na datos. Pinapahusay nito ang seguridad sa pamamagitan ng pag-verify ng mga komplikadong kalkulasyon nang hindi inilalantad ang mga detalye. Bukod dito, maaaring baguhin ng ZK ang decentralized identity, secure multi-party computation, at maging ang paglikha ng quantum-proof blockchains.

Gayunpaman, ang mga hamon tulad ng computational complexity, teknolohikal na hindi pa hinog, at pampublikong kaalaman ay kailangang tugunan upang mas malawak ang paggamit. Sa kabila nito, ang hinaharap ng ZK ay promising sa tuloy-tuloy na pag-unlad at pagpapatupad. Ito ay isang teknolohikal na pagsulong at isang paraan upang mabawi ang kontrol, ma-unlock ang potensyal, at hubugin ang digital na hinaharap kung saan ang privacy, seguridad, at scalability ay magkasamang umiiral.

1. Mga Nangungunang Ethereum Crypto Layer-2 Project na Dapat Malaman

2. Blockchain Layer 1 vs. Layer 2 Scaling Solutions: Ipinaliwanag 

3. Pinakamahusay na Layer-2 Network na Dapat Bantayan 

4. Mga Nangungunang Bitcoin Layer-2 Project na Dapat Malaman sa 2024

5. Layer-2 vs. Layer-3 Blockchain: Lahat ng Dapat Mong Malaman 

6. Pinakamahusay na Layer-0 Network: Ang Gulugod ng Blockchain Scalability