Кроме масштабирования и конфиденциальности, какие еще потенциальные применения у ZKP в области метавселенной?

Оригинальное название: 《Доказательства нулевых знаний и метавселенная》

Оригинальный автор: Элан Нейгер

Составитель: Цяньвэнь, ChainCatcher

В первую неделю декабря 2022 года слово "Метавселенная" было выбрано словом года Оксфордского английского словаря, заняв второе место. В этом конкурсе слов более 300 000 человек голосовали за слова, которые имеют длительное культурное значение, чтобы отразить общественное настроение и эмоции за прошедший год.

"Goblin Mode" (примечание редактора: дословно переводится как "режим гоблина", что означает "спокойное самодовольство, лень, неопрятность или жадность") занял первое место, что больше объясняет атмосферу в обществе после пандемии и состояние опрошенных, чем дает понимание глобальных технологических трендов. Сегодня от Microsoft до Disney, от певца Элтона Джона до рэпера Snoop Dogg, мейнстримовые компании и знаменитости признали, что метавселенная является следующим этапом интернет-революции и ведут соответствующее планирование.

Маттью Болл в своей книге "Метавселенная" точно описывает ее как "масштабируемую, взаимосвязанную, трехмерную виртуальную сеть, которую могут одновременно и непрерывно испытывать фактически неограниченное количество пользователей, и которая может предоставить индивидуальный опыт существования с непрерывностью данных в отношении идентичности, истории, прав, объектов, коммуникации и платежей".

Возможно, под влиянием приостановки мероприятий, принудительных локдаунов и социальной дистанции во время пандемии 2020 года интерес людей к коллективным виртуальным пространствам резко возрос, и в настоящее время более 500 компаний заявляют, что разрабатывают метавселенную.

Хотя этот широкий интерес к метавселенной только начинает развиваться, концепция была изобретена ранее, и такие вымышленные произведения, как "Снежный крах" и "Игрок номер один", описывают метавселенную. Одна из крупнейших технологических компаний в мире Facebook в 2021 году изменила свое название на Meta, намереваясь полностью погрузиться в метавселенную, что означает, что концепция метавселенной в реальности официально стала трендом времени.

Очевидно, что по ряду практических причин, включая ограничения в области сетевой инфраструктуры, вычислительной мощности и стандартов взаимосвязи, описанная Боллом метавселенная еще не стала реальностью. Полностью реализованная метавселенная в конечном итоге будет защищать конфиденциальность данных, позволять необходимую масштабируемость и позволять участникам перемещаться по цифровому миру с 3D-образами, цифровыми активами и различными правами.

Несмотря на существующие ограничения, многие влиятельные лица считают, что концепция и потребность в этом виртуальном пространстве будут продолжать расти. Исследование, проведенное McKinsey в середине 2022 года среди более чем 3400 потребителей и руководителей, оценивает, что к 2030 году метавселенная может достичь рыночной стоимости в 5 триллионов долларов. Для многих футурологов метавселенная представляется как параллельный мир для отдыха, труда и существования человечества.

Доказательства нулевых знаний

Доказательства нулевых знаний (ZKP) — это еще один термин, который получил широкое признание. С ростом индустрии нулевых знаний в течение следующих 12 месяцев этот термин может стать "Лучшим выражением года" в следующем Оксфордском английском словаре.

Концепция нулевых знаний была изобретена тремя исследователями из Массачусетского технологического института в 1980-х годах и впервые описана в их научной статье 《Сложность знаний интерактивных доказательств》.

До середины 2010-х годов доказательства нулевых знаний были просто обобщающим термином для одной из ветвей криптографии, считавшейся слишком теоретической и дорогостоящей для практического применения. Эта ситуация начала меняться, во многом благодаря компаниям и протоколам в области криптовалют и блокчейна, объединяемым под названием Web3.

Доказательства нулевых знаний — это протокол, который позволяет одной стороне, "доказателю" (то есть индивиду или приложению, подключенному к сети), доказать другой стороне, "проверяющему", что они знают какую-то информацию, не раскрывая никаких деталей о содержании этой информации. Ключевой момент заключается в том, что концепция "нулевых знаний" подразумевает, что, кроме доказательства знания этой информации, не раскрывается никакой другой информации проверяющему.

Прогресс в вычислительном оборудовании, алгоритмах и программном обеспечении сделал ZKP более доступными, чем в их ранние теоретические времена.

Хотя существует множество типов доказательств нулевых знаний, все они зависят от обработки больших объемов математических примитивов в какой-то комбинации, включая многомасштабное умножение (MSM), преобразование численной теории (NTT) и хеш-функции.

Отбросив математику, ZKP — это способ доказать, что вы знаете, что у вас есть или что вы сделали, не раскрывая никаких деталей о предмете. ZKP имеет потенциал кардинально изменить некоторые отрасли, особенно те, которые требуют обмена личной информацией в сети. Он также позволяет давать "да/нет" ответы на сложные вопросы, касающиеся личных данных.

Сегодня индустрия доказательств нулевых знаний управляется компаниями в области Web3, ZKP разрабатываются и используются в некоторых случаях. Для блокчейна и метавселенной ZKP имеет два основных применения: масштабируемость и конфиденциальность.

Web3, метавселенная и ZKP

Мы можем обобщить историю развития сети следующим образом:

• Web1: "только для чтения" интернет
• Web2: "читаемый и записываемый" интернет
• Web3: "децентрализованный и принадлежащий пользователям" интернет

Web2 — это наиболее широко используемая версия интернет-итерации на сегодняшний день. Web2 зависит от централизованных сторон для получения разрешений и контента, поэтому пользователи не владеют своими данными, и почти каждое онлайн-взаимодействие зависит от другой стороны для хостинга их контента, предоставления услуг или хранения пользовательской информации, активов и ценностей.

Web3 — это интернет на основе блокчейна, который подчеркивает самоуправление цифровыми активами и данными. Пользователи владеют своим контентом и имеют контроль над своим использованием интернета. Недостатком Web3 является то, что почти все блокчейны являются прозрачными, а их реестры являются общедоступными данными. Механизмы, обеспечивающие прозрачность для пользователей, также делают конфиденциальность практически невозможной.

Метавселенная и Web3 могут рассматриваться как преемники Web2. Хотя ядро метавселенной не требует блокчейна, многие взаимосвязанные технологии, включая право собственности на цифровые активы, будут использоваться в метавселенной, и экономика метавселенной почти наверняка будет реализована с помощью цифровых валют и NFT.

Доказательства нулевых знаний могут быть использованы для реализации частных транзакций в метавселенной и блокчейне, решая проблемы открытости и прозрачности реестра, характерные для Web3, и обеспечивая конфиденциальность данных в метавселенной. Например, пользователи могут предоставить ZKP, чтобы доказать, что у них достаточно средств для завершения транзакции с другим субъектом, не раскрывая свой баланс или историю транзакций.

При взаимодействии с блокчейном или использовании виртуальной идентичности в метавселенной доказательства нулевых знаний также могут обеспечить создание анонимных учетных записей. С помощью доказательства нулевых знаний пользователи могут доказать, что они являются владельцами учетной записи, не раскрывая свою личность или другую личную информацию.

Кроме того, доказательства нулевых знаний могут обеспечить частную связь. Обе стороны могут использовать доказательства нулевых знаний, чтобы доказать друг другу, что они являются предполагаемыми получателями информации, не раскрывая содержание самой информации.

Блокчейн и метавселенная зависят от прогресса в области масштабируемости. Пространство блокчейна ограничено, поскольку они проектируются для хранения данных децентрализованным и распределенным образом, при этом каждый участник сети хранит копию всей блокчейн-системы. Таким образом, объем данных, которые могут храниться в блокчейне, ограничен доступным пространством на компьютерах участников сети. Аналогично, метавселенная также нуждается в решении масштабируемости, чтобы соединить множество миров и метасистем, составляющих всю метавселенную.

Доказательства нулевых знаний решают проблему масштабируемости блокчейна, позволяя вычислениям выполняться в ненадежной среде, при условии, что их решения размещены в цепочке и подтверждаются с помощью ZKP, что вычисления выполнены в соответствии с правилами блокчейна. ZKP может позволить метавселенной достичь того же эффекта, позволяя системам метавселенной размещать свои вычисления в доверенной среде, подтверждая точность своих результатов при возврате.

Некоторые аспекты Web3 уже похожи на метавселенную. Концепции и структуры, такие как децентрализованные автономные организации (DAO), основанные на смарт-контрактах, позволяют единомышленникам, желающим присоединиться к совместным организациям, иметь прозрачные права голоса, права на долю и цифровой суверенитет.

NFT обеспечивают уникальные цифровые проекты, которые регистрируются и торгуются на блокчейне, при этом пользователи учетной записи, где находятся NFT, по-прежнему имеют полное право собственности и контроль. NFT могут вскоре использоваться в метавселенной для торговли идентичностью или предметами, такими как скины, оружие и одежда, а также для доступа к специальным событиям или зонам, например, в качестве цифровых билетов.

Блокчейн-игры используют криптовалюты и технологии Web3, позволяя игрокам покупать, продавать или обменивать активы в игре, безопасно и прозрачно владея игровыми активами.

Недавний отчет прогнозирует, что рынок блокчейн-игр к 2027 году достигнет 65,7 миллиарда долларов, по сравнению с 4,6 миллиарда долларов в 2022 году. Новые инвестиции и финансирование в блокчейн-игры в 2021 и 2022 годах считаются основным двигателем ожидаемого роста этого рынка.

Web3, компании, строящие Web3, и инструменты для реализации Web3, вероятно, станут основой для многих протоколов, позволяя реализовать открытые, взаимосвязанные метавселенные. Аналогично, интернет-протоколы, реализующие Web2 и Web3, могут обеспечить масштабируемость для создания глобальных стандартов и сетей протоколов, управляя долгосрочной взаимосвязанностью между трехмерными мирами.

Революция нулевых знаний

Доступные нулевые знания могут кардинально изменить некоторые отрасли, некоторые из которых связаны с реализацией свободной открытой метавселенной.

• Идентичность: Люди могут проверять свою идентичность в интернете перед третьими сторонами, включая поставщиков услуг и государственные органы, не подвергая себя риску.
• Финансы: Финансовые учреждения могут проверять платежеспособность пользователей, не раскрывая конфиденциальную и собственническую информацию.
• Голосование: В электронных выборах можно проверять голоса, одновременно защищая конфиденциальность избирателей и обеспечивая, чтобы результаты выборов не могли быть подделаны.
• Кибербезопасность: Пользователи могут входить на платформы, не раскрывая пароли централизованным проверяющим.
• Анонимная собственность: Цифровые активы, деньги и другая собственность могут принадлежать без раскрытия личности владельца.
• Машинное обучение: Позволяет владельцам алгоритмов машинного обучения убеждать других в результатах модели, не раскрывая никакой информации о самой модели машинного обучения.
• Целостность данных: ZKP может доказать подлинность изображений, видео и наборов данных, используемых для борьбы с дезинформацией.

Роль ZKP в метавселенной

На данный момент интегрированные платформы виртуальных миров (IVWP), такие как "Fortnite", "Machine Rose" и "Minecraft", предлагают наиболее близкий к метавселенной опыт. Эти IVWP являются тремя крупнейшими платформами виртуальных миров, каждая из которых имеет десятки миллионов активных пользователей в день. Тем не менее, из-за закрытости их экосистемы эти игры можно считать "метасистемами", а не метавселенной.

Многопользовательские игры могут работать двумя способами:

• Клиент-сервер (так работают большинство современных игр, включая "Fortnite", "Machine Rose" и "Minecraft").
• Точка-точка

Распространенная архитектура клиент-сервер требует, чтобы сервер выступал в качестве централизованного, авторитетного поставщика услуг. Каждый игрок отправляет информацию на сервер, а сервер делится этой информацией со всеми другими игроками в игре.

Дизайн игр в режиме клиент-сервер имеет несколько недостатков, которые затрудняют применение этих моделей в метавселенной:

• Владение: сервер владеет и поддерживает все активы в игре.
• Расходы: требуется множество мощных серверов для работы сложных многопользовательских игровых движков.
• Масштабируемость: между сервером и игроками существует единственная точка реле, что создает узкое место масштабируемости, когда больше игроков участвуют в игре.
• Конфиденциальность: сервер является ненадежной третьей стороной, которая знает о действиях каждого игрока.

Архитектура игр в режиме точка-точка решает некоторые из этих проблем, но также вводит другую проблему: мошенничество. Игроки могут предоставлять друг другу ложную информацию о своем состоянии в игре, чтобы обойти правила игры.

Роль доказательства нулевых знаний:

• ZKP может предоставить публично проверяемые доказательства для каждого их действия, сигнализируя всем сторонам, что это действие соответствует правилам игры.
• ZKP также может использоваться для доказательства владения цифровыми активами в игре, устраняя необходимость в сервере.
• Наконец, ZKP может решить проблему масштабируемости игры, поскольку некоторые действия или действия могут быть сосредоточены на проверке доказательства, снижая вычислительные затраты и позволяя большему количеству игроков участвовать в игре.

Введение доказательств нулевых знаний в игры в режиме точка-точка может сделать их ключевой концепцией метавселенной, эти улучшения устраняют необходимость в дорогих централизованных серверах, значительно снижая затраты. Это улучшение позволяет большему количеству участников находиться в общем виртуальном пространстве, где каждый выступает в качестве сервера, проверяя действия других игроков с помощью публично проверяемых ZKP.

По определению, метавселенная станет "метавселенной" только тогда, когда она сможет поддерживать большое количество пользователей, переживающих одни и те же события в одно и то же время и в одном виртуальном месте. Хотя эта концепция будущей архитектуры игр метавселенной требует обработки множества ZKP в секунду, прогресс в области аппаратного обеспечения нулевых знаний уже делает эти реальности возможными.

Источник: https://youtu.be/F-6jtETFkjg

Размышления о метавселенной

В философском плане метавселенная может быть сопоставлена с окончательным выражением трех принципов, написанных английским философом Джоном Локком в его работе "Два трактата о правлении" 1689 года, на которых также основаны Конституция США и другие законы западных правительств: жизнь, свобода и собственность.

Хотя эти концепции существуют в физическом мире, они ограничены реальным миром. Сегодня человечество живет в материальном мире, подчиняясь законам природы, которые можно в общих чертах описать как физику. В метавселенной нет физических ограничений.

Это заставляет нас задуматься, полностью ли человечество владеет и контролирует свою жизнь. Если мы нарушаем социальные правила, правительство может арестовать нас или даже отнять нашу жизнь за серьезные правонарушения. В цифровом пространстве нет такого правонарушения (на данный момент), которое могло бы лишить правонарушителя свободы в реальной жизни, если только игрок не будет исключен из виртуального мира.

Свобода — это возможность делать что-то или не делать. В западном мире у людей есть определенная свобода. Но они также ограничены законами и физическими правилами. Например, без материальных объектов, поддерживающих нас, мы не сможем жить свободно — поэтому большинству людей необходимо работать, чтобы зарабатывать на жизнь. Даже для участия в играх метавселенной требуется стартовый капитал.

В цифровой сфере метавселенной мы не будем ограничены социальными или физическими законами. Мы сможем испытать бесконечное пространство и время, поскольку количество путешествий в цифровой сфере не ограничено, участники метавселенной могут мгновенно достигать любых цифровых областей, куда они хотят.

В широком смысле, собственность — это предметы. Человечество должно зарабатывать и тратить деньги, чтобы получить предметы. Хотя мы можем "владеть" предметами, на самом деле мы можем контролировать лишь некоторые аспекты нашей собственности. Законы исполняются правительством и полицией для защиты собственности. Игнорирование налогов и страховки может привести к потере вашей собственности. В то же время фиатные деньги контролируются правительством, что со временем может ввести дополнительные нестабильные факторы.

Доказательства нулевых знаний могут укрепить еще одну основополагающую структуру цифровой жизни: истину.

С помощью доказательств нулевых знаний люди могут обеспечить свою истину, обладая своими приватными ключами: идентичностью, деньгами, собственностью и свободой. Истина является окончательным сувереном, поскольку она определяет вселенную.

Если утопия действительно существует, то она вряд ли будет находиться в физическом пространстве. Когда мы думаем о метавселенной, мы склонны воспринимать ее как место. Но скорее всего, это будет эпоха, когда погружающий цифровой мир станет основным способом нашей жизни, и наша вера в жизнь, свободу, собственность и истину сможет полностью реализоваться.