CIR:用程序員聽得懂的方式介紹零知識證明_The Crypto Prophecies

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。

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？

投資應用程序Acorns為其用戶添加比特幣投資選項:金色財經消息，投資應用程序Acorns為其用戶添加了通過其投資賬戶對BTC投資最高5%的選項。不過，Acorns將不允許用戶直接購買比特幣，而是通過ProShare的比特幣期貨交易所交易基金獲得敞口。

Acorns成立于2012年，管理著超過125億美元的資產。Acorns還計劃提供可定制的投資組合和交易個股的服務。（TheBlock）[2022/3/22 14:11:44]

這就請來零知識證明，這個算法結構如下：

動態 | Bakkt消費者應用程序將在今年推出，或更類似PayPal:金色財經報道，Bakkt將于今年推出消費者應用程序。Bakkt總裁Adam White在達沃斯期間表示，該應用程序可能會支持加密貨幣、股票和忠誠度獎勵。可能會包括股票交易、商戶門戶以及各種其他資產，這將使該應用程序更類似于PayPal之類的傳統金融科技產品。[2020/1/23]

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，最終編譯為電路邏輯。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 | 英國金融科技公司推出基于區塊鏈交易應用程序 并與利物浦足球俱樂部達成合作:據financemagnates消息，一家總部位于英國的國際金融科技公司TigerWit Limited推出其基于區塊鏈的交易應用程序，并于今日宣布與英國利物浦足球俱樂部達成合作，成為利物浦足球俱樂部的官方外匯交易合作伙伴。[2018/9/17]

有一個未知input，經過circuit的運算，生成了output

有一個未知input，經過circuit的運算，生成了output

有一個未知input，經過circuit的運算，生成了output

應用程序Square開通買賣比特幣功能:位于舊金山的金融服務公司和商業服務集合商Square在旗下的Square Cash應用程序上推出了一項新的試用功能，這項功能將允許用戶購買和出售比特幣。[2017/11/16]

重要的事情說三遍！并且我還要畫出來：

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，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：

你用某個文件，經過circuit的哈希算法，生成了這個哈希值

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！

混幣

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，也在circuit的privateinput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。

擴容

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，用來證明這個操作不是偽造的，一個區塊的大小是有限的，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，輸入是區塊數據，輸出是區塊數據，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

Tags：ROOPROProofCIRzkProofThe Crypto PropheciesProof of AnonCirrus

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