Lekcja 4 z 30

4. Zero-knowledge proof- protokół, który szanuje prywatność

Technologia blockchain sprawia, że otrzymujemy wiele korzyści, jednak musimy mieć na uwadze, że w przypadku niektórych transakcji dokonywanych za pośrednictwem łańcucha bloków nadal brakuje prywatności. I właśnie tutaj, jak rycerz na białym koniu wkracza i pomaga Zero- knowledge proof. Połączenie dowodu zerowej wiedzy z blockchainem daje użytkownikowi nieprawdopodobne bezpieczeństwo. Przyjrzyjmy się zatem bliżej temu zjawisku. 

Jak działa protokół zerowej wiedzy? 

Protokoły kryptograficzne to reguły wymiany edytowane przez sieć w celu zarządzania i zabezpieczania komunikacji. 

Dowód zerowej wiedzy to algorytm szyfrowania. W zasadzie matematyczna technika weryfikacji prawdziwości informacji, bez ujawniania jej samej. Wyróżniamy w nim dwa podstawowe stanowiska „pracy”: weryfikator i weryfikowany. Jak to działa? Używając ZKP, weryfikator może udowodnić prawdziwość otrzymanych informacji weryfikowanemu, bez ujawniania dodatkowych informacji. 

Aby umożliwić taką weryfikację, projekty używające ZKP wykorzystują szereg algorytmów kryptograficznych. Np. korzystając z metody ZKP, odbiorca płatności może zweryfikować, czy płatnik winny mu pieniądze, posiada ich odpowiednią ilość na swoim koncie, jednocześnie nie dostając żadnych informacji o saldzie płatnika. 

Zero-knowledge proof, jest z reguły wykorzystywany do zwiększenia funkcjonalności technologii blockchain. Dowód zapewnia elastyczność i wybór użytkownikom, którzy cenią sobie kontrolę i swobodę, nad udostępnianymi informacjami. Protokół ten został wynaleziony przez Silvio Micali, Shafi Goldwasser i Charlesa Rackoffa w latach 80. ubiegłego wieku. Jak zatem widzisz, ZKP powstał jeszcze wcześniej niż Blockchain. 

Rodzaje dowodów zerowej wiedzy: 

Wyróżniamy dwa główne rodzaje dowodów zerowej wiedzy: 

● Interaktywne, które składają z zadań lub czynności, jakie wykonuje autor dowodu. W efekcie ma przekonać weryfikatora, że ma określoną informację. Zadania podejmowane w kontekście interaktywnych ZKP dotyczą głównie pojęć powiązanych z 

prawdopodobieństwem matematycznym. 

● Nieinteraktywne, czyli jak sama nazwa wskazuje niewymagające interakcji między weryfikatorem i weryfikowanym. Potwierdzenie lub weryfikacja może wystąpić na późniejszym etapie. Dlatego też nieinteraktywne ZKP wymagają pracy dodatkowych komputerów, czy oprogramowania. 

Aby dowody z zerową wiedzą mogły działać w danym systemie bądź protokole, muszą spełniać trzy wstępne warunki: 

● Muszą być kompletne. Co to oznacza? Jeśli dane prezentowane przez udowadniającego są prawdziwe, to ZKP musi umożliwić weryfikatorowi sprawdzenie, czy weryfikowany (udowadniający) mówi prawdę.

● Musi być rzetelny. Jeśli udowadniający kłamie, to ZKP musi pozwolić weryfikatorowi na obalenie jego tezy. 

● I na koniec – zerowa wiedza. Weryfikator nie zna żadnych informacji poza tym, że samo oświadczenie jest prawdziwe lub fałszywe. Szczegółowe informacje i dane osobowe stron, pozostają w pełni anonimowe. 

ZKP – zalety i wady 

Zalety Wady
W swoim działaniu nie wymaga skomplikowanych metod szyfrowania.ZKP jest ograniczony. Zazwyczaj opiera się na równaniach matematycznych i liczbowych odpowiedziach.
Nie ujawnia żadnych osobistych informacji użytkowników w publicznych blockchainach.Aby działał, wymaga ogromnej mocy obliczeniowej. Na jedną transakcję ZKP przypada ponad 2000 obliczeń. A każde z nich wymaga czasu na odpowiednie przetworzenie.
Dba, a wręcz zwiększa bezpieczeństwo informacji, zastępując swoim działaniem nieefektywne metody uwierzytelnienia.Działa podobnie jak portfel kryptowalutowy. Jeśli inicjator transakcji zapomni swoich danych – wszystko stracone.
Dzięki niemu przepustowość i skalowalność Blockchaina jest większa.Jest bardzo podatny na zagrożenia, szczególnie na obliczenia kwantowe.

Przykłady zastosowania ZKP 

✔ Wiadomo – blockchain. Zastosowanie ZKP zapewnia przejrzystość łańcucha bloków, np. 

takich jak Ethereum czy Bitcoin. Dzięki niemu możliwa jest publiczna weryfikacja transakcji. Dowody z wiedzą zerową wprowadzają zdecydowanie więcej prywatności do publicznych łańcuchów. 

✔ Finanse. Np. bank ING korzysta z tego dowodu. W przypadku, w którym wnioskodawca 

kredytu chce go zasięgnąć, może udowodnić, że jego dochód mieści się w dopuszczalnym zakresie, jednocześnie zachowując dla siebie informacje o miesięcznym wynagrodzeniu. 

✔ Uwierzytelnianie. ZKP to idealny sposób uwierzytelniania użytkowników, bez wymiany tajnych informacji np. haseł. 

✔ Głosowanie online. Dowody dają możliwość anonimowego głosowania, jednocześnie weryfikując wyborcom, czy ich głos został uwzględniony w głosowaniu, czy nie. 

✔ Maszynowe uczenie. Dzięki ZKP właściciel algorytmu uczenia maszynowego może przekonać innych o wynikach o danym modelu, nie ujawniając żadnych informacji o nim samym. 

Podsumowanie 

Mimo że Zero- knowledge proof daje dużo możliwości, nie daje nam jednocześnie 100% gwarancji roszczenia. Pamiętajmy, że dowody z wiedzą zerową nie są rzeczywistymi dowodamimatematycznymi. Prawdopodobieństwo weryfikacji przez weryfikatora w momencie kłamstwa przez udowadniającego jest nadal bardzo niskie. Wspomnieliśmy również, że jednym z minusów ZKP jest konieczność posiadania ogromnej mocy obliczeniowej. To sprawia, że dowody zerowe nie nadają się do powolnych, mobilnych urządzeń.

Odkryj nowe projekty z Kanga Exchange