a16z: Как понять нулевое знание с помощью магического шоу

Исходный текст: a16z

Автор оригинала: Майкл Блау

Перевод: Odaily 星球日报 Azuma

Примечание редактора: В качестве "секретной книги" для развития Crypto в таких направлениях, как масштабируемость и конфиденциальность, нулевые знания (zero-knowledge proofs, сокращенно ZKPs) вызывают огромные ожидания в отрасли. Однако, поскольку объяснительные материалы по этой концепции в основном ориентированы на людей с определенной базой в компьютерных науках или криптографии, для большинства обычных пользователей полное понимание этой концепции по-прежнему представляет собой определенную преграду.

8 сентября партнер a16z Майкл Блау опубликовал популярную статью о нулевых знаниях. Статья искусно избегает абстрактной математической части концепции нулевых знаний и использует магическое представление, чтобы наглядно продемонстрировать полезность ZKP.

Ниже приведен перевод оригинального текста Майкла Блау (от первого лица) от Odaily 星球日报, с некоторыми сокращениями для удобства чтения.

Автор "2001 года: Космическая одиссея" Артур Кларк сказал: "Любая достаточно продвинутая технология неотличима от магии."

Нулевые знания — это одна из тех технологий, которые похожи на магию; это на самом деле криптографическая концепция, которая может помочь решить две основные проблемы в Web3 — масштабируемость и конфиденциальность.

С точки зрения полезности, использование нулевых знаний помогает снизить затраты на транзакции в блокчейне, разрабатывать новые приложения для защиты конфиденциальности, тем самым способствуя распространению Crypto среди миллиардов пользователей. Отложив Crypto в сторону, ZKP также имеет потенциал для безопасной передачи конфиденциальных данных, что может помочь в борьбе с незаконными финансовыми системами или противодействии распространению мошеннической информации.

Но что такое нулевые знания? Для небольшой группы исследователей и разработчиков в интернете можно найти множество подробных объяснений, но эти материалы не предназначены для обычных пользователей с небольшим опытом в компьютерных науках или криптографии. Хотя некоторые пионеры также написали аналогичные популярные статьи, на сегодняшний день найти четкое и доступное объяснение, связанное с нулевыми знаниями, которое помогло бы обычным людям точно понять их магию, по-прежнему не просто.

Поэтому в следующей статье я объединил свой опыт в области Crypto и магии, чтобы исследовать новую аналогию — представить нулевые знания как великое волшебство.

Сначала нужно знать некоторые основы

Я сначала поделюсь "высоким" определением нулевых знаний (особенно их классического алгоритма zk-SNARK) и его основными характеристиками, а затем сопоставлю эти "компоненты" с волшебным представлением.

Исследователь a16z Джастин Талер определяет zk-SNARK как: "zk-SNARK позволяет кому-то (доказателю) доказать другому человеку (проверяющему), которому он не доверяет, что он знает некоторые данные, не раскрывая никакой информации о самих данных."

Курс Массачусетского технологического института определяет это так: "Протокол нулевых знаний позволяет мне доказать тебе, что я знаю факт, не сообщая тебе сам факт."

Это имеет огромную ценность в контексте блокчейна, потому что:

• (соответствует конфиденциальности) нулевые знания могут позволить другим проверять подлинность информации, защищая при этом личные данные.

• (соответствует масштабируемости) нулевые знания могут "упростить" и "сэкономить" рабочую нагрузку. "Упрощение" означает, что размер "доказательства" меньше, чем "данные", которые оно доказывает; "экономия" означает, что эффективность проверки "доказательства" выше, чем анализ оригинальных "данных". В Ethereum это означает, что данные, обрабатываемые смарт-контрактами, будут меньше, следовательно, затраты пользователей на газ будут ниже, а Layer2 также может использовать эти характеристики, позволяя Dapps обрабатывать больше данных с меньшими затратами.

В общем, нулевые знания имеют две основные характеристики:

• Во-первых, конфиденциальность: "данные" (или "факт", или "знание"), которые вы доказываете, не будут раскрыты проверяющему.

• Во-вторых, масштабируемость: проверка "доказательства" более эффективна, чем прямой анализ оригинальных "данных".

Это классическое объяснение нулевых знаний, но оно все еще звучит как загадка — как человек может доказать, что он знает что-то, не делясь информацией?

Давайте еще раз посмотрим на это определение, но на этот раз мы превратим его в магию.

Магия сама по себе — это нулевые знания

Проще говоря, в магическом представлении "магия" сама по себе является нулевыми знаниями. Чтобы выполнить магию, "маг" должен знать "секрет", только зная этот секрет, он может выступать, но он определенно не хочет раскрывать этот секрет "зрителям" — это явно разрушит эффект магии.

• Примечание Odaily 星球日报: Обратите внимание, что здесь в кавычках выделены четыре роли.

"Секрет" соответствует оригинальным "данным";

"Магия" соответствует "доказательству";

"Маг" соответствует "доказателю";

"Зритель" соответствует "проверяющему".

Теперь мы перенесем "высокое" определение нулевых знаний из предыдущего абзаца в это магическое представление, представляя мага как "доказателя", а зрителей как "проверяющих".

Магическое представление — это процесс, в котором "доказатель" доказывает "проверяющему". Если представление успешно, это эквивалентно действительности доказательства, зрители также могут подтвердить, что маг действительно знает секрет; если представление неудачно, это означает, что доказательство недействительно, и зрители, разочарованные, также осознают, что маг, возможно, не знает соответствующих приемов.

Очевидно, что магия четко демонстрирует конфиденциальность нулевых знаний, поскольку зрители никогда не узнают, в чем заключается секрет. А как насчет масштабируемости? Давайте вернемся к этой аналогии…

Если зрители хотят узнать, знает ли маг секрет ("доказатель" знает ли оригинальные "данные"), они могут пропустить обычное представление и просто попросить мага поделиться самим секретом. Однако магические приемы обычно довольно сложны и запутаны, зрителям трудно понять механизмы проектирования и реализации этих приемов за короткое время, не говоря уже о полном овладении ими, даже маг может предоставить неверный прием, и зрителям будет сложно отличить его истинность. Поэтому, чтобы завершить доказательство, анализируя сам секрет, часто требуется много времени и усилий.

Это похоже на то, что прямой анализ оригинальных "данных" требует больше времени и усилий, в то время как проверка "доказательства" более эффективна, что и демонстрирует масштабируемость нулевых знаний.

Пример с картами

Приведем простой пример: предположим, я хвастаюсь, что обладаю навыком "обратного тасования", который позволяет мне перетасовать колоду карт в нужном мне порядке. Как же мне это доказать?

Наиболее эффективный способ — это просто показать вам колоду с определенным порядком, и когда вы увидите эту колоду, вы сможете подтвердить, что я действительно обладаю этим навыком, это не требует от меня делиться приемами, и это быстрее, чем если бы вы пытались научиться этому самостоятельно.

В общем, я надеюсь, что эта аналогия поможет развеять тайну нулевых знаний, и объяснение "магии", "секрета", "мага" и "зрителей" может служить эффективной моделью для понимания основных характеристик нулевых знаний, помогая большему числу обычных пользователей познакомиться с этой концепцией.

Еще раз подчеркиваю, магия по сути является нулевыми знаниями, а нулевые знания неотличимы от магии.