ผู้เขียนต้นฉบับ: เจสัน เจียง

ในวิวัฒนาการของเทคโนโลยีบล็อกเชน มีสองประเด็นสำคัญที่ไม่สามารถหลีกเลี่ยงได้: ความเป็นส่วนตัวและการขยายตัว เมื่อเราค้นหา วิธีแก้ปัญหามาตรฐาน สำหรับปัญหาทั้งสองนี้ เราพบว่าเทคโนโลยีเหล่านี้แยกออกจากกันไม่ได้จากเทคโนโลยีเดียว นั่นก็คือ การพิสูจน์ความรู้เป็นศูนย์ การพิสูจน์ความรู้เป็นศูนย์คืออะไร? มันจะแก้ปัญหาความเป็นส่วนตัวและการขยายตัวของบล็อกเชนได้อย่างไร

1. ข้อพิสูจน์ความรู้เป็นศูนย์คืออะไร?

ในปี 1985 S. Goldwasser, S. Micali และ C. Rackoff จาก MIT เสนอการพิสูจน์ความรู้เป็นศูนย์เป็นครั้งแรกในรายงานวิจัยเรื่อง Knowledge Complexity of Interactive Proof Systems นี่เป็นโปรโตคอลการตรวจสอบที่ผู้พิสูจน์ใช้เพื่อพิสูจน์ความถูกต้องของความรู้ของตน โดยไม่ทำให้ข้อมูลที่ถูกต้องรั่วไหล

เพื่อช่วยให้เข้าใจได้ง่ายขึ้น ขอยกตัวอย่าง:

น้องโอมีกล่องพร้อมรหัสผ่าน และเขาอยากให้น้องเคเชื่อว่าเขารู้รหัสผ่านของกล่องโดยไม่ได้บอกรหัสผ่านจริงให้เขาทราบ ทำอย่างไร?

ลิตเติ้ลโอมีวิธี: เขาขอให้ลิตเติ้ลเคเขียนบันทึกที่มีเนื้อหาที่เขารู้จักในโลกนี้เท่านั้น จากนั้นลิตเติ้ลเคก็ใส่มันลงในกล่องที่เปิดด้วยมือของเขาเองแล้วล็อคมัน จากนั้นลิตเติ้ลโอก็นำกล่องออกไปและใช้รหัสผ่านเพื่อหยิบโน้ตที่ลิตเติ้ลเคใส่ไว้ในกล่อง และมอบโน้ตให้ลิตเติ้ลเคในวันรุ่งขึ้น ในขั้นตอนนี้ Little K ไม่ได้เรียนรู้ข้อมูลใด ๆ ที่เขาไม่เคยรู้มาก่อน (รหัสผ่านของกล่อง) แต่เขาก็ยังต้องเชื่อว่า Little O รู้รหัสผ่าน กระบวนการตรวจสอบนี้เป็นข้อพิสูจน์ที่ไม่มีความรู้

พูดง่ายๆ ก็คือ การพิสูจน์ความรู้เป็นศูนย์คือการสร้างความไว้วางใจระหว่างทั้งสองฝ่ายด้วยการแลกเปลี่ยนข้อมูลขั้นต่ำ A สามารถพิสูจน์ให้ B เห็นว่าบางสิ่ง/ข้อสรุปบางอย่างนั้นถูกต้องโดยไม่เปิดเผยข้อมูลเพิ่มเติม

ตามวิธีการโต้ตอบในกระบวนการพิสูจน์ สามารถแบ่งออกเป็นสองประเภท: การพิสูจน์ความรู้เป็นศูนย์แบบโต้ตอบ และ การพิสูจน์ความรู้เป็นศูนย์แบบไม่โต้ตอบ

การพิสูจน์ความรู้แบบศูนย์เชิงโต้ตอบหมายความว่าในการพิสูจน์บางสิ่งบางอย่าง ผู้พิสูจน์จะต้องมีปฏิสัมพันธ์กับผู้ตรวจสอบซ้ำๆ เช่นเดียวกับเครื่องจับเท็จ ผู้ตรวจสอบจะถามคำถามอย่างต่อเนื่องเพื่อท้าทายความถูกต้องของคำสัญญาของผู้พิสูจน์ และผู้พิสูจน์จำเป็นต้องตอบสนองอย่างต่อเนื่อง ต่อความท้าทายเหล่านี้จนกว่าผู้ตรวจสอบจะมั่นใจ การไหลของมันเป็นดังนี้:

การพิสูจน์ความรู้เป็นศูนย์ในช่วงแรกๆ ล้วนมีการโต้ตอบกัน วิธีการนี้ตรงไปตรงมาแต่กระบวนการนั้นยาวและไม่มีประสิทธิภาพ: ทั้งสองฝ่ายจะต้องทำการตรวจสอบออนไลน์พร้อม ๆ กัน และสามารถรับความไว้วางใจจากผู้ตรวจสอบได้ครั้งละหนึ่งคนเท่านั้น หากต้องเชื่อถือหลายคน กระบวนการข้างต้นจะต้องเป็น ซ้ำแล้วซ้ำเล่า กระบวนการนี้เหนื่อยเพียงแค่คิดถึงมัน

ดังนั้นการพิสูจน์ความรู้ที่เป็นศูนย์แบบไม่โต้ตอบจึงเกิดขึ้น ในการพิสูจน์ความรู้เป็นศูนย์แบบไม่โต้ตอบ ผู้พิสูจน์และผู้ตรวจสอบตกลงในกฎการตรวจสอบล่วงหน้า ผู้พิสูจน์จะให้ข้อมูลตามที่สัญญาไว้ และผู้ตรวจสอบสามารถตรวจสอบความถูกต้องของข้อมูลได้ตลอดเวลา ในการตรวจสอบแบบไม่โต้ตอบประเภทนี้ ทั้งสองฝ่ายไม่จำเป็นต้องออนไลน์พร้อมกัน และผู้พิสูจน์จะต้องแสดงหลักฐานเพียงครั้งเดียวเท่านั้นแอปพลิเคชันในสถานการณ์จริงโดยพื้นฐานแล้วจะเป็นการพิสูจน์ความรู้เป็นศูนย์แบบไม่โต้ตอบ เช่น ZK-SNARK และ ZK-STARK

2. การใช้หลักฐานความรู้เป็นศูนย์ในโลกบล็อคเชนคืออะไร?

การพิสูจน์ความรู้แบบ Zero-Knowledge ส่วนใหญ่จะใช้เพื่อแก้ไขปัญหาสองประเภทในโลกบล็อกเชน:ความเป็นส่วนตัวและความสามารถในการปรับขนาด

(1) ความเป็นส่วนตัว

หนึ่งในผลลัพธ์การใช้งานที่สำคัญของการพิสูจน์ความรู้เป็นศูนย์คือโครงการ Zcash ที่เปิดตัวในปี 2558 ซึ่งเปิดใช้งานการทำธุรกรรมส่วนตัว นอกเหนือจากเหรียญที่ไม่เปิดเผยตัวตน เช่น Zcash แล้ว การพิสูจน์ความรู้แบบศูนย์ยังสามารถมีบทบาทในด้านการเงินบล็อคเชน การลงคะแนนออนไลน์ การตรวจสอบตัวตน และสถานการณ์อื่น ๆ

ในแอปพลิเคชันทางการเงินบล็อคเชน การพิสูจน์ความรู้เป็นศูนย์ช่วยให้ผู้เข้าร่วมสามารถเลือกธุรกรรมและข้อมูลที่ต้องการเปิดเผยและซ่อนได้อย่างยืดหยุ่น ตัวอย่างเช่น บริษัทสามารถเลือกเปิดเผยการชำระเงินบางอย่างเพื่อวัตถุประสงค์ในการติดตามตรวจสอบ ในขณะเดียวกันก็ซ่อนลูกค้าที่เป็นความลับ บัญชีเงินเดือนของพนักงาน ผู้รับเหมา ซัพพลายเออร์ และข้อมูลที่เป็นความลับอื่นๆ

เมื่อลงคะแนนแบบลูกโซ่ การพิสูจน์ความรู้แบบเป็นศูนย์ยังช่วยให้ผู้เข้าร่วมลงคะแนนโดยไม่เปิดเผยตัวตนและตรวจสอบความถูกต้องของผลการลงคะแนนได้

นอกจากนี้ การพิสูจน์ความรู้แบบศูนย์สามารถช่วยให้ผู้ใช้ตรวจสอบตัวตนของตนได้โดยไม่ต้องเปิดเผยข้อมูลประจำตัวที่เฉพาะเจาะจง Polygan ID บน Ethereum ใช้แผนการตรวจสอบแบบไม่มีความรู้ซึ่งไม่เพียงแต่ช่วยให้ผู้ใช้ปกป้องความเป็นส่วนตัว แต่ยังเป็นไปตามข้อกำหนดด้านกฎระเบียบสำหรับข้อกำหนดการตรวจสอบ KYC ผู้ใช้สามารถเลือกได้อย่างอิสระว่าจะแชร์ข้อมูลเมื่อใดและใด

(2) ความสามารถในการขยาย

Blockchain มีความจำเป็นเร่งด่วนในการขยายเนื่องจากข้อจำกัดด้านประสิทธิภาพที่ไม่สามารถตอบสนองความต้องการของตลาดได้ แผนการขยาย ZK Rollup บนพื้นฐานของการพิสูจน์ความรู้เป็นศูนย์ถือเป็นทางออกที่ดีที่สุดสำหรับการขยายเลเยอร์ 2 ZK-Rollups ปรับปรุงปริมาณงานบล็อกเชนโดยการถ่ายโอนการคำนวณนอกเครือข่าย กล่าวคือ บรรจุธุรกรรมจำนวนมากลงในบล็อก Rollup และสร้างการพิสูจน์ความถูกต้องโดยอิงจากออฟไลน์การพิสูจน์ความรู้เป็นศูนย์ Smart Contract บนเลเยอร์ 1 ต้องการเพียงการตรวจสอบ การพิสูจน์ช่วยให้คุณสามารถใช้สถานะใหม่ได้โดยตรง ส่งผลให้ก๊าซลดลงและมีความปลอดภัยสูงขึ้น

zkSync ซึ่งใช้เทคโนโลยี ZK-SNARKs และ StarkNet ซึ่งใช้เทคโนโลยี zk-STARKs ถือเป็นโครงการ ZK-Rollups ที่เป็นตัวแทนมากที่สุดในปัจจุบัน

หนึ่งในนั้นคือ zkSync เป็นโซลูชันการขยายเลเยอร์ 2 ที่เปิดตัวโดย Matter Labs ในปี 2018 ซึ่งปรับปรุงความสามารถในการปรับขนาดของเครือข่าย Ethereum โดยใช้ Rollup โดยยึดตามการพิสูจน์ความรู้เป็นศูนย์ในเดือนกุมภาพันธ์ปีนี้ zkSync ประกาศว่า zkSync Era mainnet เปิดตัวอย่างเป็นทางการ จากนั้น เบราว์เซอร์หลายสายของ OKLink ก็เป็นผู้นำในการเข้าถึงข้อมูลหลักของ zkSync และกลายเป็นเบราว์เซอร์หลายสายโซ่ตัวแรกในเครือข่ายทั้งหมดที่รองรับเครือข่าย zkSync

StarkNet เป็นเครือข่ายเลเยอร์ 2 ที่ไม่ได้รับอนุญาตซึ่งพัฒนาโดยบริษัทซอฟต์แวร์ของอิสราเอล StarkWare ด้วยการใช้เทคโนโลยี zk-STARKs จึงสามารถช่วยให้ DApps บรรลุขนาดการประมวลผลที่มากขึ้นพร้อมต้นทุนการทำธุรกรรมที่ลดลง นับตั้งแต่เปิดตัว mainnet ในเดือนพฤศจิกายน 2021 ระบบนิเวศของ StarkNet ก็ได้พัฒนาอย่างรวดเร็วและปัจจุบันมี Dapps และบริการมากกว่า 100 รายการ ครอบคลุมหมวดหมู่ต่างๆ เช่น DeFi, NFT, กระเป๋าเงิน และสะพานข้ามสายโซ่ ในฐานะหนึ่งในโครงการที่มีการประเมินมูลค่าสูงสุดและมีส่วนแบ่งตลาดมากที่สุดในเส้นทาง ZK Rollup การพัฒนา StarkNet จึงได้รับความสนใจอย่างมาก เบราว์เซอร์หลายสายโซ่ OKLink จะเปิดตัวบนเบราว์เซอร์ StarkNet ในอนาคตอันใกล้นี้ โดยให้ข้อมูลเชิงลึกและบริการข้อมูลบนสายโซ่ที่ครอบคลุมและสมบูรณ์ยิ่งขึ้นสำหรับผู้ใช้ทุกคนที่ติดตามและมีส่วนร่วมในระบบนิเวศของ StarkNet และการสร้างเลเยอร์ 2

มีรายงานว่าเบราว์เซอร์ StarkNet จะเป็นเบราว์เซอร์บล็อกเชนรุ่นที่ 30 ที่เปิดตัวโดย OKLink และเป็นเบราว์เซอร์ ZK Rollup ตัวที่สองรองจาก zksync ในอนาคต เบราว์เซอร์หลายสายของ OKLink จะเปิดตัวเบราว์เซอร์บล็อกเชนสำหรับโครงการ ZK Rollup ที่มีชื่อเสียง เช่น Polygon-zk, Linea, Base และ Scoll โดยอิงจากการพิสูจน์ความรู้เป็นศูนย์