Proof:用程序員聽得懂的方式介紹零知識證明_RugProof

本來想寫《用人話解釋零知識證明》，但是發現做不到，因為至今我也沒能用人話解釋區塊鏈原理，零知識證明比區塊鏈原理更抽象，網上的資料90%以上是關于這個算法的推導，但是對于90%以上的程序員來說，我們并不關心哈希算法的原理，我們只關心哈希算法怎么用。（作為一個10年+老碼農，我也不懂哈希的原理，但我并不慚愧，會用就好）

首先，這是一個非常基礎的函數結構：

如果這個function是一個哈希算法，那么，輸入任意文件，就可以得到對應的哈希值。假設有這樣的一個情況，某個哈希值我們大家都知道了，想要知道是哪個文件，這個文件在你手上，你很興奮的說，文件找到了，大伙說好啊你把文件拿出來，我們算一下哈希，看能不能對上。這時候你就犯愁了，這是個機密文件，哪能說提供就提供的，咋辦？

安全公司：山寨版WhatsApp和Telegram應用程序正試圖竊取加密貨幣:3月20日消息，網絡安全研究公司ESET Research發現有不法分子正在利用包含惡意軟件的山寨版Telegram和WhatsApp應用程序以試圖盜取加密貨幣。

此惡意軟件可以將受害者在聊天消息中發送的加密貨幣錢包地址切換到屬于攻擊者的地址。一些剪貼器（Clippers）濫用光學字符識別從截圖中提取文本，并竊取加密貨幣錢包恢復短語。除了剪貼器，ESET還發現遠程訪問木馬程序與惡意Windows版本的WhatsApp和Telegram捆綁在一起。

據悉，Clippers是一種惡意軟件，可以竊取或修改剪貼板的內容。這是ESET Research第一次發現Android Clippers專門針對即時消息。從這些山寨應用程序使用的語言來看，它們背后的運營商似乎主要針對的是中文用戶。（Security Brief）[2023/3/20 13:14:49]

這就請來零知識證明，這個算法結構如下：

Block.one發布區塊鏈應用程序構建教程:Block.one今日在推特發布如何構建區塊鏈應用程序的教程，并表示：想成為區塊鏈開發者嗎？那就從我們的教程游戲ElementalBattles開始吧！注：ElementalBattles 基于EOSIO, 以游戲的形式向開發初學者展示區塊鏈應用程序是如何有效構建的，共計8關，是一款免費的游戲。[2020/3/23]

橙色部分就是zk-proof，分成證明和驗證兩個部分，其中證明部分也叫電路circuit，需要用電路描述語言編程（Rust\C++\Circom），最終編譯為電路邏輯（.wsam\.r1cs）。在這個例子里，我們用circuit寫了個哈希算法，用來替代原來的function，circuit的特點是輸入是不需要公開的，輸出的是哈希值和proof，這個proof證明的就是：

動態 | 提供加密貨幣交易的應用程序Revolut推出部分股票交易功能:據The Block消息，總部位于英國、提供加密貨幣交易的應用程序Revolut推出了一項股票交易服務，允許用戶購買部分股票。Revolut周三宣布，這項服務目前僅適用于在紐約證券交易所和納斯達克上市的300多只美國股票，并補充稱，目前此服務也只適用于其“Metal”卡客戶。 Revolut還表示，計劃未來提供英國和歐洲股票，以及交易所交易基金(（ETF），并覆蓋其“Premium”和“Standard”卡客戶。[2019/8/1]

重要的事情說三遍！并且我還要畫出來：

動態 | Robinhood加密應用程序添加燭臺圖表:據coindesk報道，Robinhood周二宣布將在其加密應用程序添加燭臺圖表。在接下來的兩周，所有Robinhood用戶將能夠看到該應用程序中列出的16種不同加密貨幣、其他股票、期權和ETF的新圖表選項，可被交易者用來跟蹤價格活動。[2018/9/5]

這個proof就相當于對這個過程的認證蓋章，就這么板上釘釘了，無爭議了，別問input是啥，問就是不知道，所以叫零知識。已知的是啥呢，電路邏輯（這部分理應開源），輸出的值，還有證明文件proof。

在這個例子中，電路邏輯相當于哈希函數，如果你算出的哈希值和公開的那個哈希值一樣，那就說明你輸入的文件就是大家要找的那個機密文件，而你并不需要提供這個文件，只需要提供證明文件proof就行。

驗證的時候，大家把哈希值和proof放進verify函數，返回true，那就證明了：

那還能是哪個文件，那肯定是那個正確的文件啊，要不怎么生成這個哈希！

zk-proof顯而易見在隱私場景很有用。混幣的原理是用戶把幣存進保險箱，保險箱的密碼的哈希值帖在保險箱上，誰要是能提供這個密碼，誰就能把保險箱里的幣全部拿走。跟上面這個找文件的原理是一樣的，用戶不用提供密碼，只要提供proof就行，合約校驗通過就讓你提幣。

還有一個問題，如果你能開某個保險箱，那就說明你就是放錢進去的人，誰放了多少錢到哪個保險箱，這在鏈上是可查的，所以你開哪個保險箱，你不能說。在合約里用樹形結構來存放保險箱，且層數固定，一般為16層。從你要開的保險箱到樹根root，中間的15個節點確定了，就確定了你要開哪個保險箱，所以這15個節點（路徑），也在circuit的private input里面。

最后合約校驗的時候，證明了保險箱的位置、保險箱密碼全部正確，但不知道是什么密碼也不知道是哪個保險箱，可能用戶也不知道，但是用戶把proof保管好就行，誰拿這個proof都可以去提款。

zk-proof除了隱私場景的應用，這兩年還發現可以做區塊鏈擴容。區塊里的每一個tx，都有用戶的簽名，用來證明這個（轉賬）操作不是偽造的，一個區塊的大小是有限的（固定的），所以要是能在區塊中塞入的tx越多，TPS也就越高。

如果把簽名砍掉，給tx瘦身，那就可以塞入更多的tx。問題是，砍掉了簽名，又如何證明這個操作是用戶簽名過的呢？用零知識證明，把用戶簽名的校驗邏輯寫進circuit電路，輸入是（包括簽名的）區塊數據，輸出是（不包含簽名的）區塊數據，并附上proof，一個proof這就能證明所有tx都是被用戶簽名過的，達到瘦身目的。本文來源：https://bress.xyz/zh/post/nKtuByYTvPri75xHQoA7f8vNyJ6NQPvCL_YH8KVp31Q

作者：加戈

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