Tiếng Việt
English
Tính ẩn danh đã được coi là một trong những đặc tính rất có giá trị của cộng đồng tiền mã hóa. Nó là tiền thân của các lựa chọn thay thế, đặc tính này cũng cần thiết cho các hình thức tiền tệ được sử dụng rộng rãi. Tương tự, hầu hết những người nắm giữ tài sản tiền điện tử không muốn tài sản và hồ sơ giao dịch của họ được công khai hoàn toàn. Trong số tất cả các loại công nghệ mã hóa khác nhau cung cấp tính riêng tư cho Blockchain, zk-SNARK zk-STARK là hai ví dụ đáng chú ý của StarkWare.
zk-SNARK là viết tắt của bằng chứng tri thức không tương tác cô đọng và zk-STARK là viết tắt của bằng chứng tri thức không minh bạch cô đọng. Zk-SNARK đã được sử dụng trong các hệ thống thanh toán dựa trên Blockchain như Zcash, JP Morgan Chase và như một phương thức xác thực bảo mật giữa máy khách với máy chủ. Tuy nhiên, mặc dù zk-SNARK đã trưởng thành và được sử dụng rộng rãi, nhưng zk-STARK hiện được quảng cáo là giao thức phiên bản mới và đã được cải tiến, nhằm mục đích giải quyết nhiều thiếu sót trước đây của zk-SNARK.
1. Truyện ngụ ngôn về hang động của Alibaba
Năm 1990, nhà mật mã học Jean-Jacques Quisquater (và các cộng tác viên khác) đã đồng xuất bản một bài báo có tựa đề "Cách giải thích các giao thức chứng minh không kiến thức cho trẻ em". Bài viết này giới thiệu khái niệm về bằng chứng không kiến thức, trong đó có câu chuyện ngụ ngôn về hang động Alibaba. Câu chuyện ngụ ngôn này đã được điều chỉnh nhiều lần kể từ khi nó được tạo ra và hiện chúng tôi có nhiều phiên bản. Nhưng về cơ bản thì nội dung là giống nhau.
Chúng ta hãy tưởng tượng có một hang động tròn với một lối vào và một cánh cửa ma thuật ngăn cách hai con đường. Để mở cánh cửa ma thuật, thì mọi người cần phải nói nhỏ và chính xác câu thần chú bí mật đó. Vì vậy, hãy xem xét rằng Alice (màu vàng) muốn chứng minh với Bob (màu xanh) rằng cô ấy biết mật khẩu là gì, nhưng đồng thời cô ấy cần cũng giữ bí mật. Cuối cùng, Bob đồng ý đợi bên ngoài trong khi Alice vào hang và chọn một trong hai con đường và đi hết con đường đó. Trong trường hợp này, cô quyết định đi qua con đường 1.
Một lúc sau, Bob đi đến lối vào và gọi lớn rằng anh ta muốn Alice xuất hiện từ phía nào (trong trường hợp này là đường 2).
Nếu Alice thực sự biết mật khẩu, thì cô có thể đi theo con đường mà Bob yêu cầu một cách chính xác.
Quá trình này có thể được lặp đi lặp lại nhiều lần để xác nhận rằng Alice không phải do may mắn mới chọn đúng đường.
Ngụ ngôn hang động của Alibaba minh họa khái niệm về bằng chứng không kiến thức, và nó là một phần của giao thức zk-SNARK và zk-STARK. Bằng chứng không kiến thức có thể được sử dụng để chứng minh rằng bạn có một số kiến thức nào đó mà không bị lộ bất kỳ thông tin nào về nó.
2. zk-SNARKs là gì?
Zcash là ứng dụng rộng rãi đầu tiên của zk-SNARKs. Mặc dù các dự án bảo mật như Monero cũng sử dụng chữ ký vòng và các công nghệ khác, qua đó họ cũng có thể tạo ra một quả bom khói để bảo vệ người gửi một cách hiệu quả, và zk-SNARK đã thay đổi căn bản cách thức chia sẻ dữ liệu. Quyền riêng tư của Zcash bắt nguồn từ thực tế là các giao dịch trong mạng có thể được mã hóa, nhưng vẫn có thể được xác thực bằng cách sử dụng bằng chứng không tri thức. Do đó, những người thực thi các quy tắc đồng thuận không cần biết tất cả dữ liệu của mỗi giao dịch. Điều đáng nói là tính năng bảo mật trong Zcash, được mặc định trong trạng thái không hoạt động, có thể tùy chọn, và nó tùy thuộc vào cài đặt thủ công.
Bằng chứng không tri thức cho phép một người chứng minh cho một người khác rằng những gì họ nói là đúng mà không tiết lộ bất kỳ thông tin nào vượt quá những thông tin hiệu quả mà họ tường thuật. Các bên liên quan thường được gọi là người xác nhận và người xác minh, và những bí mật họ nắm giữ được gọi là bằng chứng. Mục đích chính của các chức năng này là hai bên trao đổi dữ liệu với nhau ít nhất có thể. Nói cách khác, mọi người có thể sử dụng bằng chứng không tri thức để chứng minh rằng họ biết được một lượng kiến thức nào đó nhưng sẽ không tiết lộ bất kỳ thông tin nào về kiến thức đó.
Trong từ viết tắt SNARK, từ viết tắt “succinct” (cô đọng) có nghĩa là những bằng chứng này khá đơn giản và có thể được xác minh một cách nhanh chóng. “Không tương tác” (Non-interactive) có nghĩa là gần như không có sự tương tác giữa người chứng minh và người xác minh. Các phiên bản trước của giao thức chứng minh không tri thức thường yêu cầu trao đổi giữa người chứng minh và người xác minh, và do đó được coi là bằng chứng không tri thức “tương tác” (Interactive). Nhưng trong một cấu trúc "không tương tác", người chứng minh và người xác minh chỉ cần trao đổi những bằng chứng liên quan.
Hiện tại, bằng chứng zk-SNARK dựa trên các cài đặt đáng tin cậy ban đầu giữa người chứng minh và người xác minh, điều đó có nghĩa là cần có một bộ tham số công khai để xây dựng bằng chứng không tri thức và từ đó xây dựng giao dịch riêng tư. Các tham số này gần giống như các quy tắc của trò chơi, chúng được lập trình vào giao thức và là một trong những yếu tố cần thiết để chứng minh tính hợp lệ của giao dịch. Tuy nhiên thì điều này tạo ra các vấn đề tập trung tiềm năng vì các tham số thường được đặt bởi các nhóm rất nhỏ.
Mặc dù thiết lập công khai ban đầu là nền tảng của việc triển khai zk-SNARK ngày nay, nhưng các nhà nghiên cứu đang nỗ lực tìm kiếm các giải pháp thay thế khác, để giảm nhu cầu tin tưởng cần có trong quá trình tương tác. Ngăn chặn chi tiêu giả mạo trong giai đoạn thiết lập ban đầu là rất quan trọng, bởi vì nếu ai đó có quyền truy cập vào tính ngẫu nhiên của các tham số được tạo, thì họ có thể tạo bằng chứng giả có giá trị cho người xác minh. Trong Zcash, giai đoạn thiết lập ban đầu được gọi là quá trình tạo tham số.
Chúng ta tiếp tục nói về từ “ARgument” (đối số) của chữ cái viết tắt. zk-SNARK được coi là có thể tính toán hợp lý, điều này có nghĩa là khả năng một người chứng minh giả mạo đánh lừa hệ thống thành công là rất thấp. Đặc tính này được gọi là tính cường tráng, với giả định rằng người chứng minh có sức mạnh tính toán hạn chế. Về lý thuyết, thì một người chứng minh có đủ khả năng tính toán có thể tạo ra các chứng chỉ giả, đó là một trong những lý do tại sao máy tính lượng tử bị nhiều người coi là mối đe dọa đối với các hệ thống zk-SNARK và Blockchain.
Từ của chữ viết tắt cuối cùng là “Knowledge”(tri thức), có nghĩa là người tường thuật không thể xây dựng bằng chứng mà không có kiến thức thực tế (hoặc nhân chứng) để hỗ trợ cho tường thuật của mình.
Bằng chứng không tri thức có thể được xác minh nhanh chóng và thường chiếm ít dữ liệu hơn nhiều so với các giao dịch Bitcoin tiêu chuẩn. Điều này mở ra một con đường mới cho công nghệ zk-SNARK, làm cho nó được sử dụng như một giải pháp ẩn danh và khả năng mở rộng.
3. zk-STARKs là gì?
zk-STARKs được tạo ra để thay thế phiên bản của giao thức zk-SNARK và được coi là phương thức thực hiện công nghệ nhanh hơn và thuận tiện hơn. Nhưng điều quan trọng hơn nữa, là zk-STARK không yêu cầu cài đặt đáng tin cậy ban đầu (do đó chữ "T" là viết tắt của tính minh bạch - transparent).
Về mặt kỹ thuật mà nói, thì zk-STARK không cần cài đặt đáng tin cậy ban đầu, vì chúng dựa vào phương pháp mã hóa đối xứng tinh giản hơn bằng cách va chạm hàm băm. Cách tiếp cận này còn loại bỏ các giả định lý thuyết số của zk-SNARK, các giả định này rất tốn kém về mặt tính toán và về mặt lý thuyết thì nó dễ bị máy tính lượng tử tấn công.
Một trong những nguyên nhân chính giúp zk-STARK có thể triển khai nhanh hơn và thuận tiện hơn, là vì lượng giao tiếp giữa người chứng minh và người xác minh là không đổi, bất chấp sự gia tăng về sức mạnh tính toán. Ngược lại, trong zk-SNARK, càng cần nhiều tính toán, thì lần gửi tin nhắn qua lại của các bên càng phải nhiều. Do đó, kích thước dữ liệu tổng thể của zk-SNARK lớn hơn nhiều so với lượng dữ liệu trong zk-STARK.
Rõ ràng là cả zk-SNARKS và zk-STARK đều thu hút ngày càng nhiều câu hỏi về tính ẩn danh. Trong không gian tiền điện tử, các giao thức này có tiềm năng rất lớn và có thể trở thành một cách tiếp cận đột phá được sử dụng rộng rãi.
Đọc thêm:
