Доказательства нулевого знания

Обзор

Доказательство с нулевым знанием позволяет доказывать, что он знает пароль или другой свидетель без дополнительной полезной информации. Здравомыслие предотвращает ложные утверждения, а нулевое знание ограничивает то что показывают стенограммы проверки.

Технические основы

Система доказательств имеет полноту для честных утверждений, устойчивость против ложных и симулятор установления нулевого знания. Протоколы Sigma используют обязательства, случайные вызов и ответ с особой достоверностью для извлечения свидетелей из непоследовательных реакций на проблемы. Преобразование Фиат-Шамира вызывает проблемы с хэшированием, чтобы удалить взаимодействие в идеализированной модели случайного оракула. Общие системы кодируют вычисления как арифметические схемы, сковывающие устройства ранга один или полиномиальные идентичности. В кратких аргументах используются обязательства и алгебраические проверки, поэтому проверка намного дешевле повторного выполнения вычислений.

Как это работает

Интерактивные протоколы обмениваются обязательствами, случайными задачам и ответами; повторение уменьшает вероятность обмана. Неинтерактивные системы компилируют утверждения в арифметические ограничения и используют публичные параметры или прозрачных криптографических предположений для получения кратких доказательств, которые может проверить любой.

Методы измерения и исследования

SNARK могут предоставлять небольшие доказательства и быструю верификацию, но они также используют структурированные справочные строки; STARTS использует прозрачные случайности на основе хэш-предположений с большими доказательствами. Инженерия начинается с определения точного заявления и общественных или частных входов, а затем компиляции ограничений. Испытания включают в себя несоответствующих свидетелей, граничные значения и состязательные кодировки. Примитивы постоянного времени, доменные хэши и проверенная случайность защищают реализации. Отчеты о производительности, размер схемы и время проверки памяти; стоимость верификации. Размер доказательства

Ключевые идеи

• Нулевое знание касается утечки информации, а не анонимности каждой транзакции.
• Здравомыслие и конфиденциальность зависят от предположений протокола.
• Доказательство подтверждает закодированное заявление, которое может отличаться от предполагаемой политики.

Современные исследовательские границы

Исследования улучшают рекурсивные доказательства, поисковые аргументы и виртуальные машины для проверки длинных вычислений или агрегирования многих доказательств. Приложения конфиденциальности сочетают избирательное раскрытие с учетными данными, в то время как раскаты подавляет проверку транзакций. Постквантовая безопасность зависит от предположений о приверженности, а не только собственности с нулевым знанием. Открытые проблемы включают управление доверенной установкой, недостаточное ограничение каналов и утечку метаданных. Формальная проверка может показать, что ограничения соответствуют спецификации . но авторы политики должны по-прежнему обеспечивать улавливание правовых и человеческих намерений вместо узкого прокси для машинной проверки

Почему это важно

Эти доказательства позволяют сохранять конфиденциальность, проверять аутсорсинговые вычисления и масштабируемые системы блокчейна. Они отделяют доверие к результату от доступа в исходные данные.

Пределы и открытыые вопросы

Доказательство может потребовать значительных вычислений и памяти, доверенная настройка могут ввести риск баги цепи можно сертифицировать неправильное состояние. Побочные каналы, метаданные и слабая случайность остаются за пределами абстрактных доказательств безопасности.