ZKP:盘点零知识证明（ZKP）在 Web3 的巨大机会_ARK

零知识(或简称zk)是一种使能技术，它不仅可以改变Web3，还可以改变其他的行业。作为一种足够通用的技术，zk可拥有大量的用例，而我们正处于弄清楚该技术可实现的所有用例的早期阶段。一些明显的zk用例，已经找到了真正的应用，例如启用交易隐私以及数据压缩。然而，要让zk的采用变为主流，仍然需要许多潜在的用例和技术进步。

在本文中，我们首先来回顾下ZKP的不同应用。

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ZKP应用地图

自发明以来，零知识证明(ZKP)已在crypto行业中找到了稳固的立足点。ZKP确实有一些神奇之处，这使得该技术非常令人兴奋。简单来说，ZKP允许一个实体向世界其他地方证明其知道了一条信息，或者其已经正确完成了一项任务，而无需透露该信息或显示任务执行的细节。zk的神奇数学让我们只需检查生成的ZKP就可以相信知识或执行的完成。出于这个原因，ZKP的第一个，也是最一致的用例是以隐私为中心的crypto网络。ZKP还用于提供以太坊L1上的L2交易的有效性证明，以引入zkrollup的概念。此外，ZKP在不同的项目中还被用于其他的利基应用。

以隐私为中心的支付和协议

投资盘点公司Deal Box成立风投公司以投资Web3技术:金色财经报道，基于区块链的数字证券和投资盘点公司 Deal Box 成立 Deal Box Ventures，将向新兴增长领域、房地产、FinTech、FunTech 和社会影响五个方面的 Web3 技术投资 1.25 亿美元。 Deal Box 已经完成了对 Total Network Services、 Rypplzz 和 Forward-Edge AI 的初步战略投资。[2023/1/18 11:19:29]

ZKP自然地实现了隐私，特别是在缺乏可充当zhen相来源的权威的去中心化网络中。ZKP允许Web3用户向网络验证者证明他们的交易是有效的，即他们有足够的余额可以花费，而无需透露交易细节，如交易金额、发送方或接收方地址。

ZKP最初是为了支持Zcash网络中的隐蔽支付而开发的，然后扩展到了其他网络。隐私支付网络的项目例子包括：

注重隐私的L1：Zcash、Horizon、Aleo以及IronFish

通用链上的隐私智能合约：TornadoCash

注重隐私的L2：Aztec

zkrollup的验证

ZKP的另一个主要用例是在底层L1上生成rollup有效性证明。通用rollup优化吞吐量，即通过不利用ZKP的隐私功能来证明更多的TX。在这种权衡中，ZKP仅作为L2交易执行正确性的证明。

Cointelegraph盘点波场TRON 2022年度22大成就:1月8日消息，日前，区块链行业媒体Cointelegraph发布波场TRON 2022年度的22大成就， 主要包括：TRON DAO成为世界上最大的DAO、扩大与火必的合作、推出稳定币USDD、TRX和USDD获得更多应用场景、成为多米尼克国家公链、建成行业第二大稳定币生态系统、被评为最环保区块链、TVL规模仅次于币安以及用户帐户从6900万增长到1.32亿等。

Cointelegraph在文中称，2022年是波场TRON历史性增长的一年，全年累计新增用户6300万。作为加密行业的全球潮流引领者，波场TRON正在打造一个可以为每个人服务的生态系统基础设施。[2023/1/8 11:00:51]

由于无法有效地证明一些通用函数，因此很难生成ZKP来证明任意智能合约的正确执行。解决这个问题需要实现专用的VM，这些VM可以使用底层zk电路得到有效验证。由于这种复杂性，zkrollup一开始只支持支付或单个应用，这样就可以轻松生成ZKP。这里的例子包括zkSync1.0以及Loopring。之后，通用的zkEVM实现开始出现在市场上，包括Starknet、zkSync2.0、PolygonzkEVM以及Scroll。目前，所有的zkrollup都在以太坊上，但理论上也可以在其他链上实现zkrollup。然而，比特币rollup的实施将需要更改比特币操作码并进行硬分叉升级，而这通常不受比特币社区的欢迎。

动态 | 澳媒盘点12国加密货币税制 日本税率最高:7月23日，澳大利亚加密货币媒体Mickey发文盘点各国加密货币税制，并指出日本加密货币税率非常高。根据2017年4月实行的资金结算法修订版，加密货币交易所产生的利益所得划分为杂项收入，所得税最高可达45%，作为伴随着损失的交易市场税率来说非常高。此外，该媒体列举了以下几个国家的加密货币税制：1、德国：加密货币交易免除附加税，持续保有加密货币一年以上可免除转让所得税。全部欧洲市民向德国转移资产时可免除转移税。2、新加坡：长期投资加密货币的企业和个人免除转让所得税。3、葡萄牙：不像加密货币征收附加税和所得税，但企业通过加密货币交易所得的收益需要课税。4、马耳他：加密货币的日交易作为法人税征收税金，但个人投资者购买和拥有加密货币不用缴纳税金。5、马来西亚：不需要缴纳转让所得税。6、白俄罗斯：对加密货币挖矿和对加密货币的投资不征收税金。7、瑞士：对专业投资者的加密货币交易征收法人税，挖矿被视为个人营业收入，但个人投资者的投资及交易不需缴纳转让所得税。8、加密货币被认为是资产，纳税方式和股票一样；如果购买加密货币并保留一年以上，根据收入水平征收0%至20%的税金。9、澳大利亚：当所有交易均被视为转让收入，并且兑换为澳元时要求保留所有准确的交易记录；如果进行加密货币投资获得的利润，就要交纳与个人所得税相同速率的税金。但如果持有1年以上的加密货币，将减免50%的税金。10、以色列和瑞典：如果纳税人不能证明他们购买的加密货币的购买额，将会征收百分之百的税金。[2019/7/23]

其他的零知识证明应用

盘点：红杉资本曾投资火币、Filecoin、Orchid Protocol、IOSToken、Ontology等加密数字货币项目:今日币安赵长鹏在推特宣布，未来所有在币安上币的项目都需要披露是否与红杉资本有直接或间接的关联。消息一出，多个与红杉资本的项目在币安的价格大幅下跌，业内人士认为这是赵长鹏对红杉资本起诉币安的一次强力反击。早在2014年，红杉资本投资火币，是火币第一大机构股东，目前火币是全球排名前三的交易所。红杉资本还曾投资过Filecoin、Orchid Protocol、IOSToken、Ontology等加密数字货币。[2018/5/7]

除了以隐私为中心的应用和rollup之外，ZKP在其他区块链协议中也找到了其他的用例。本节介绍了这些用例。

Mina

Mina使用ZKP将区块链状态压缩到很小的大小。为了实现这一点，Mina使用了递归ZKP方法，即对ZKP再进行一次ZKP压缩计算。当Mina网络中生成一个区块时，zk-SNARKs用于生成该区块的证明，以确保其有效性。当新区块引用之前的区块时，新区块的ZKP会验证所有之前的区块，同时保持不变的大小。

Filecoin

Filecoin使用ZKP来确保存储提供商正确存储他们声称存储的数据。这个过程称为复制证明。在此过程中，存储提供者生成ZKP，以证明存储的是数据的唯一副本，即不引用其他提供者维护的副本。ZKP为想要实现一定程度的冗余和可用性的Filecoin用户提供保证。此外，由于证明的大小比存储的数据小得多，使用ZKP可以降低存储提供商的带宽需求。

午间大盘点：数字货币普涨 :比特币（BTC）最新成交价格为124392.34元，最高价格为126651.25元，最低价格为11955.86元，24小时涨幅为0.23%，成交量达4.06万个BTC；

以太坊（ETH）最新成交价格为5376.49元，最高价格为5416.12元，最低价格为4630.90元，24小时涨幅为11.79%，成交量达44.44万个ETH；

以太经典（ETC）最新成交价格为261.83元，最高价格为277.40元，最低价格为216.07元，24小时涨幅4.92%，成交量达224.56万个ETC；

量子链（QTUM）最新成交价格为429.11元，最高价格为475.50元，最低价格为186.82元，24小时涨幅40.32%，成交量达102.26万个QTUM；

莱特币（LTC）最新成交价格为2410.11元，最高价格为2449.01元，最低价格为2010.44元，24小时涨幅15.29%，成交量达62.98万个LTC；

瑞波币（XRP）最新成交价格为5.40元，最高价格为5.53元，最低价格为4.51元，24小时涨幅14.14%，成交量达16663.58万个XRP；

达世币（DASH）最新成交价格为7912.81元，最高价格为8013.21元，最低价格为6816.38元，24小时涨幅11.96%，成交量达3.01万个DASH；

EOS最新成交价格为67.01元，最高价格为71.00元，最低价格为51.81元，24小时涨幅24.64%，成交量达1456.01万个EOS；

ZEC最新成交价格为3764.07元，最高价格为3896.96元，最低价格为2972.32元，24小时涨幅7.52%，成交量达8.78万个ZEC；

OMG最新成交价格为136.05元，最高价格为136.05元，最低价格为102.38元，24小时涨幅21.88%，成交量达319.63万个OMG。[2017/12/19]

CeloPlumo

CeloPlumo使用ZKP允许创建可在phone和其他资源有限的设备上使用的超轻型网络客户端。尽管客户端是轻量级的，但它可以保证访问的状态的正确性。

黑暗森林

DarkForest是ZKP在游戏领域最流行的一款应用。尽管ZKP的使用符合隐私用例，但其创建不完全信息博弈的应用是一个独特的用例，其超越了ZKP在支付网络中的金融应用范围。

ZKP的发展轨迹及其应用

在2016年之前，ZKP还只是在小范围的学术圈内被讨论的一个研究课题。当Zcash创始团队创建了ZKP变体zk-SNARK的第一个实现，以支持Zcash网络中的屏蔽/隐私交易时，这一切都发生了变化。有了一个真实的用例之后，ZKP引发的兴趣变得越来越大，这导致了更多更好的ZKP变体，这些变体成为了第一节中我们讨论的很多项目的基础。然而，该技术需要进一步的ZKP开发才能实现主流的采用。

要了解如何进一步改进该技术，我们可以向AI等类似技术学习。在许多方面，ZKP技术类似于人工智能技术，预计它将遵循类似的发展轨迹。与ZKP一样，AI最初是一种很有前途的技术，它可以解决许多问题。然而，最初的人工智能算法的能力有限，计算复杂度远远超过了可用硬件的能力。这使得人工智能应用变得缓慢且不切实际，因此，人工智能主要局限于研究实验室。通过发明深度神经网络(DNN)等新架构，并利用GPU来提高执行速度，从而逐步改进了AI。这最终导致了诸如2012年AlexNet等突破，在最著名的计算机视觉竞赛ImageNet中以巨大的优势获胜。AlexNet是AI时代的一个开端，它催生了当前令人兴奋的AI应用，例如GPT-3、Dall.E2以及StableDiffusion。

而在今天，ZKP的状态类似于AI早期的状态，这是一项仍在积极开发中的很有前途的技术，但因为它是计算密集型的，这导致了较长的验证时间。从人工智能的进步中学习，我们可以发现ZKP技术起飞需要解决的瓶颈。

1.算法/电路改进

就像AI从LeNet-5到AlexNet，从Resnet-50到Transformer一样，ZKP算法也将经历开发阶段，从而显着提高性能。我们已经看到了这方面的进展，自2011年引入zk-SNARK以来，研发人员已经开发了更高级的算法。2018年，Starkware的创始人开发了STARK，这是一种无需可信设置且证明生成时间更短的ZKP方法，这项技术是Starkware旗下几款产品的基础。

随着2019年PLONK的引入，ZKP继续取得了进展，这是一种SNARK实现，它允许很多应用使用单个受信任的设置，而无需重复设置。PLONK促进了多种实现的开发，这些实现被多种Web3协议所使用。

2.优化的执行引擎

ZKP的一个主要限制是计算复杂性，这导致了证明时间过长。例如，Polygon最近宣布的zkEVM实现需要在64核服务器上使用大约5分钟来生成50万gas计算的证明。提高ZKP证明时间是使ZKP技术成为主流的关键部分。与AI类似，优化软件执行引擎和使用专用硬件都是实现这一目标的必要条件。

优化软件

很多ZKP生成操作是大规模并行的，这意味着并行处理可以加速ZKP计算。CUDA等专用GPU库可用于加速NvidiaGPU上ZKP计算。由于每个项目都使用不同的ZKP算法，因此有几个项目正在尝试在内部进行开发。这里一个值得注意的例子是Filecoin的Groth16算法的实现，它使用GPU来加速证明过程。另一个例子是Edgeswap使用GPU将PLONK的证明时间减少了75%。

专用硬件

由于GPU对ZKP证明时间的改进会是有限的，因此另一种选择是使用专用硬件，例如FPGA或ASIC。在制造专用芯片的昂贵努力之前，FPGA通常被视为硬件原型设计平台。FPGA或结合GPU和FPGA的混合解决方案，可以在中短期内为Rollup以及以隐私为中心的网络加速ZKP发挥重要作用。然而，如果ZKP技术发展到我们预期的水平，ASIC最终将出现，并赢得这个市场。目前，ZKP的硬件加速没有得到充分解决，可能是因为ZKP算法的多样性和碎片化。然而，我们相信，通过正确的商业模式，一些初创公司可以专注于开发和货币化这部分技术堆栈。

3.软件抽象层

为了释放ZKP的潜力，需要构建几个抽象层和工具。这些抽象对于简化ZKP应用的开发过程是必要的，并允许每组开发人员专注于他们最擅长的事情。例如，应用程序开发人员不应该担心zk电路的底层细节及其工作方式。再次使用AI类比，通过创建多个抽象层，AI可能取得巨大进步。使用这些抽象，AI应用程序开发人员无需担心NN架构或硬件资源分配。TensorFlow和PyTorch等框架抽象出了所有这些底层细节。

zk开发堆栈还没有AI堆栈那么发达。然而，有一些努力来构建这些抽象。在堆栈的底部存在基础的ZKP库，例如PLONK和STARK。在该层之上，Noir等高级语言试图抽象出底层的zk密码学，并帮助应用开发人员专注于应用程序逻辑。Circom是另一种流行的ZKP语言，它位于这两层之间，因为它既可用于创建复杂的zk后端，也可用于开发基于ZKP的应用程序。

Web3中ZKP抽象的另一个例子是StarkWare的Cairo语言，它允许开发人员实现在底层使用STARK证明的通用智能合约。为了提供进一步的抽象，Nethermind的Warp工具允许Solidity开发人员将他们的Solidity代码直接转换为Cairo。使用Warp，可以将UniswapV3代码转换为Cairo，而只需对原始Solidity代码进行最小的更改。

结论

ZKP技术是Web3领域最具创新性的技术之一，它为突破性协议和公司提供了多种机会。在Alliance，我们希望成为这一运动的核心部分，我们正在寻求支持和资助创始人朝着这个方向发展。

文章就到这里了，我会在交流群做更仔细的分析，如果想加入圈子，欢迎私信！所有资讯平台均为工种号——Crypto杰瑞

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