Trong cộng đồng tiền điện tử, quyền riêng tư được xem như một tính năng quan trọng và có giá trị. Điều này là tương đương với tính linh hoạt của tiền điện tử, một đặc điểm cần thiết để có thể được sử dụng rộng rãi.
Ngoài ra, hầu hết những người sở hữu tài sản tiền điện tử không muốn thông tin về tài sản và lịch sử giao dịch của họ được công khai hoàn toàn. Vì vậy, trong những kỹ thuật mã hóa đưa ra để cung cấp quyền riêng tư cho các blockchain, các bằng chứng zk-SNARK và zk-STARK được xem là hai ví dụ nổi bật. Hãy cùng tìm hiểu zk-SNARK là gì? Những ứng dụng của zk-SNARK trong tương lai.
zk-SNARK là gì?
zk-SNARK (Zero-Knowledge Succinct Non-Interactive Argument of Knowledge) là một trong những dạng chứng thực null-knowledge proof (chứng thực không truyền null-knowledge) được sử dụng để xác thực một tuyên bố mà không tiết lộ bất kỳ thông tin nào về witness (nhân chứng).
Cấu trúc zk-SNARK tạo ra các bằng chứng được gọi là bằng chứng SNARK.
Một chứng thực được xem là thuộc cấu trúc zk-SNARK cần thỏa mãn các tiêu chí sau đây để được coi là tin cậy:
- Chứng minh không thể mở rộng: Bằng chứng zk-SNARK phải cho phép xác minh một tuyên bố mà không cần tiết lộ bất kỳ thông tin bổ sung nào về dữ liệu ban đầu.
- Bảo mật: Bằng chứng zk-SNARK phải đảm bảo tính riêng tư của dữ liệu. Không ai, kể cả những người xác minh, không thể tìm ra thông tin chi tiết về dữ liệu ban đầu từ bằng chứng.
- Chứng minh đúng đắn: Bằng chứng zk-SNARK phải có khả năng chứng minh tính đúng đắn của tuyên bố được xác minh. Người xác minh có thể tin tưởng vào kết quả chứng minh mà không cần kiểm tra toàn bộ quá trình tính toán.
- Hiệu suất cao: Bằng chứng zk-SNARK cần có hiệu suất cao, tức là thời gian xác minh và kích thước bằng chứng phải là hợp lý, đảm bảo tính khả thi và tiện lợi trong việc sử dụng.
- Khả năng chứng minh trên các dữ liệu lớn: Bằng chứng zk-SNARK cần có khả năng chứng minh trên các tập dữ liệu lớn mà không gây ra sự giảm hiệu suất đáng kể.
Với những tiêu chí trên, cấu trúc bằng chứng zk-SNARK đóng vai trò quan trọng trong việc xây dựng hệ thống chứng minh không rõ nguồn gốc và bảo vệ tính riêng tư của dữ liệu.
Những ứng dụng của zk-SNARK
zk-SNARK đối với Blockchain
Gần như tất cả các hệ thống tính toán phân tán (DCS) đều phải giải quyết vấn đề toàn vẹn tính toán (computational integrity problem) để đảm bảo kết quả tính toán từ một phương trình cụ thể được xác định chính xác nhất.
Trong mạng lưới blockchain, tính toàn vẹn của tính toán là một yếu tố quan trọng để đảm bảo tính chính xác của các giao dịch. Nhằm đạt được mục tiêu này, hầu hết các blockchain sử dụng các quy trình tính toán phức tạp với lượng dữ liệu tính toán lớn, nhưng điều này lại dẫn đến một số vấn đề nhất định.
Cụ thể, tốc độ xử lý chậm và khả năng mở rộng bị hạn chế, cùng với việc lưu trữ dữ liệu lớn của các node (bao gồm cả dữ liệu dư thừa) khiến kích thước của blockchain tăng lên không ngừng.
Với những thách thức đó, ứng dụng zk-SNARK sẽ giúp giải quyết những vấn đề trên một cách thông minh. Thay vì sử dụng các quy trình tính toán phức tạp, zk-SNARK xử lý thông tin một cách rất ngắn gọn – kết quả là, kích thước của mỗi bằng chứng hợp lệ nhỏ hơn nhiều lần so với kích thước của các tính toán truyền thống, giúp giảm bớt khối lượng dữ liệu cần lưu trữ.
Việc xử lý bằng chứng zk-SNARK cũng rất nhanh chóng, giúp cho các giao dịch được xử lý một cách nhanh chóng và hiệu quả hơn. Ứng dụng này còn giúp giảm khối lượng dữ liệu cần lưu trữ, tiêu thụ ít tài nguyên và tăng hiệu quả lưu trữ của mạng lưới blockchain.
zk-SNARK đối với zk-Rollup
Rollup là một giải pháp mở rộng lớp 2 cho Ethereum, nhằm tăng cường khả năng xử lý giao dịch của lớp 1 (L1) thông qua việc xử lý giao dịch ngoại tuyến (off-chain). Tuy nhiên, để tránh chiếm đoạt và gây thiệt hại cho mạng lưới, các giao dịch ngoại tuyến cần phải được chứng minh tính hợp lệ trên L1.
Zero-knowledge Rollup (zk-Rollup) sử dụng cấu trúc zk-SNARK để chứng minh tính hợp lệ của các giao dịch ngoại tuyến trên L1. Bằng chứng SNARK này có thể được xác minh bởi bất kỳ ai, từ đó đảm bảo tính hợp lệ của giao dịch trên L1.
Hầu hết các zk-Rollup đều đang sử dụng cùng một cấu trúc:
- Người dùng tạo và ký các giao dịch trên L2.
- Các trình xác thực sẽ nén các giao dịch này vào một khối và tạo một chứng minh hợp lệ tương ứng (SNARK).
- Các smart contract trên L1 sử dụng chứng minh này để quyết định xem các giao dịch trong khối có được xác minh và đăng lên L1 hay không.
Ưu điểm và hạn chế của zk-SNARK
Ưu điểm
zk-SNARK là một giải pháp có nhiều ưu điểm như sau:
- Trước hết là thông lượng cao, giải pháp này xoay quanh việc thu nhỏ kích thước dữ liệu lưu trữ (bằng chứng SNARK) thay vì lưu trữ dữ liệu tính toán lớn, từ đó giảm tắc nghẽn, phí gas và giao dịch diễn ra nhanh hơn.
- Ngoài ra, kích thước bằng chứng SNARK cũng rất nhỏ, giúp quá trình xác minh trở nên đơn giản hơn.
- Cuối cùng, zk-SNARK sử dụng các tổ hợp bảo mật mã hóa tiên tiến, giúp zk-Rollup trở nên an toàn hơn các giải pháp khác.
Hạn chế
Thiết lập đáng tin cậy (Trusted setup)
Thường được sử dụng trong cấu trúc bằng chứng zk-SNARK. Để tạo ra bằng chứng, cần phải có một thiết lập đáng tin cậy bao gồm những tham số công khai giữa người chứng minh và người xác minh. Tuy nhiên, điều này cũng đồng nghĩa với việc tồn tại rủi ro nếu các tham số này bị xâm phạm. Do đó, thiết lập đáng tin cậy cũng có thể được coi là một nhược điểm của hệ thống.
Dễ bị tấn công bằng máy tính lượng tử
Công nghệ zk-SNARK sử dụng đường cong Elliptic Cryptography (ECC) để mã hóa thông tin và tạo ra bằng chứng hợp lệ. Hiện nay, ECC vẫn đang đem lại độ an toàn tương đối, tuy nhiên, sự tiến bộ của công nghệ điện toán lượng tử có thể làm suy yếu mô hình bảo mật của nó.
Phụ thuộc vào phần cứng chuyên dụng
Zk-SNARK là một quá trình tính toán phức tạp để tạo ra bằng chứng hợp lệ, và yêu cầu người chứng minh đầu tư vào các thiết bị chuyên dụng. Điều này dẫn đến tính tập trung (centralized) của zk-SNARK, vì lý do rất ít người có khả năng mua sắm những thiết bị này.
Về cơ bản, zk-SNARK là một cấu trúc chứng minh không xác định (ZKP) được Vitalik “ưa thích” hơn zk-STARK. Hiểu hơn về zk-SNARK giúp người đọc có cái nhìn toàn diện hơn về công nghệ và ứng dụng của nó trong thời gian dài.
Những dự án sử dụng công nghệ zk-SNARK
Hiện tại, trên thị trường đang xuất hiện 5 dự án sử dụng zk-SNARK đáng chú ý, bao gồm zkSync, Loopring, Aztec, Polygon Hermez và zkSpace. Các dự án này đều đang được phát triển để đáp ứng nhu cầu của người dùng, cho phép họ tiếp cận với các tiềm năng và ưu điểm mà công nghệ này mang lại. Người dùng có thể trải nghiệm các nền tảng này để hiểu thêm về khả năng của zk-SNARK.
Tin Tức Bitcoin tổng hợp
