盘点不同类型的零知识技术方案与零知识证明项目

零知识技术是密码学中的一个分支，可以解决许多第一层区块链项目的扩展和隐私问题。区块链利用零知识证明技术提高交易吞吐量，在确认用户身份的同时保护用户数据的隐私，进行复杂的计算，使企业能够同时利用区块链技术和知识产权。在上述所有应用场景中，零知识证明都是不可缺少的关键技术。

什么是零知识证明(ZKP)0知识证明可以让用户在不公开信息的情况下证明自己知道或拥有信息。证明者使用系统中输入的信息来创建证明，而证明者验证此证明的计算结果，但不知道信息的具体内容。最重要的是，零知识证明是在验证数据集有效性的同时保护数据隐私。

本文讨论了零知识证明解决方案的固有优点。介绍区块链项目如何利用zkSNARK、zkSTARK等零知识证明技术，帮助开发人员构建高级dApp，在扩展Web 3的同时保护用户的隐私，Chainlink的信任最小化服务如何帮助将这些协议提高到集中级别、可靠性和安全性。

为什么要使用零知识证明技术建立网络零知识技术使开发者不仅可以利用以太网等基本区块链的安全性，还可以提高dApp的事务吞吐量和速度，同时将用户的个人信息放置在链下，从而保护用户的个人信息。交易将包上传到链中

零知识证明方案vs Optimistic roll up Optimistic roll up是第2层技术，目前是主流扩展方案。根据分析网站L2Beat的数据，截至2022年6月29日，optimistic rollup占以太网第2层网络总锁定容量的74.3%，零知识证明方案占25.9%。

无知式扩张方案和optimistic rollup最大的区别是交易验证方式不同。只有在使用欺诈证明(fraud proof)在第1层区块链上裁定状态变更争议时，Optimistic rollup才需要生成欺诈证明。零知识技术方案是，每次交易包装上传到链条上时，都会出具有效性证明(validity proof)。也就是说，使用零知识证明的协议始终有效，但在基本区块链上验证有效性需要更多的gas成本。

但是，将zk-rollup与链下的数据相结合，可以有效地优化gas费用。这些更高效的零知识技术解决方案包括“validium”和“volition”。这样的方案还可以在不公开数据隐私的情况下证明状态的有效性。这有助于提高公共链在企业中的应用，更好地保护用户数据和商业机密。

零知识技术方案和optimistic rollup的另一个区别就是资金效率。在Optimistic rollup中，结束和提取交易的标准时间窗口为1周。0在知识技术方案中，用户可以在约10分钟内取钱。

有关Optimistic rollup和零知识文库协议之间差异的详细信息，请参阅以下视频：视频中，Offchain Labs、Polygon Hermez、Matter Labs、Metis DAO和Optimism的负责人讨论了以太网第2层未来的发展前景https://Youtu.be/t-。

不同类型的零知识技术解决方案

第2层架构可以使用有效性证书或欺诈证书，数据可以存储在链或链下

基础架构zk-Rollup

Zk-rollup将多个事务打包并发布到Layer1区块链。还发布了验证计算有效性的证明。链条上公布的证明也称为有效性证明。有效性证明分为两类：SNARKs和STARKs。在基本区块链上验证这些证明后，zk-rollup的状态将更新。

Validium

Validium将有效性证明与链下的数据存储相结合，提高了可扩展性。有效性证明发布在基本区块链上，数据存储在链下。这将显着增加吞吐量，降低gas成本。

Validium在效率和可扩展性方面远远超过zk-rollup，但攻击可能会导致数据不可用或用户无法提取资金。但是，这一数据可用性问题可以通过PoS系统解决，通过经济激励，数据将存储在每个节点上，并随时可用。值得注意的是，攻击者有可能停止交易，但不能直接窃取用户资金。

Volition

Volition可以将zk-rollup和validium组合在一起，自由使用共享同一状态根(state root)的zk-rollup或validium模式。即使Validium垮台，zk-rollup的资金仍然安全。

因此，机构为zk-rollup的安全性支付更高的费用，个人用户更喜欢交易成本更低的validium，两者都可以在volition中无缝地交互。例如，DEX的做市商提供了数亿美元的流动性，因此ZK-ROLLUP；将条目添加到文档注册表。相反，个人拥有相对较小

验证SNARK

SNARK的全名是“zero-knowledge succinct non-interactive argument on knowledge”。这是文件较小、易于确认的加密证明。利用椭圆曲线生成加密证明，假设在公开基点上找不到任意椭圆曲线元素的离散对数。椭圆曲线的计算成本比STARK的哈希函数低，因此SNARK协议的gas成本更低。

斯塔克

STARK的全名为“零知识可缩放的事务处理结构”(zero-knowledge scalable transparent argument of knowledge)。这个加密证明几乎不需要证明者和证明者之间的交互。与SNARKs相比，STARKs最大的优点是时间更短，扩展更容易。另外，STARKs使用哈希函数，因此可以抵抗量子攻击。

STARKs的发明者是StarkWare的联合创始人、开发StarkEx和StarkNet的Eli Ben-Sasson。

采用零知识技术的区块链项目

区块链项目采用零知识技术方案

使用Zk-STARK的项目StarkEx

StarkEx是Etherfang的第2层扩展方案，使用STARK证书验证自己托管的交易，开发交易和支付应用程序

StarkNet

StarkNet是一个通用平台，开发人员可以使用StarkNet向以太网房间中的zk-rollup分发智能合同。Etherfance的主要dApp Aave和Maker都将在StarkNet上发布。请注意，StarkEx的zk-rollup也可以发布到StarkNet，以提高应用程序的可扩展性。

为了充分利用STARK在计算和可扩展性方面的优势，STARKware开发了Cairo语言。Cairo语言是一种高效、图灵完备的编程语言，用于创建Stark证明。这意味着StarkWare需要开发文档、框架和其他工具，以激活开发人员生态系统。

Immutable X

Immutable X是铸造和交易NFT和认证的NFT平台。该平台使用StarkEx创建专用zk-rollup。Immutable X平台的NFT铸造和交易量达数百万个，即使在以太网网络拥挤的情况下，也能保持低廉的成本。

Immutable X也将发布在StarkNet上。有效性证明不会直接发布到以太网端，而是先发布到StarkNet上，然后通过StarkNet上的rollup发布到以太网端。Immutable X可以利用StarkEx向StarkNet发布应用程序链，从而为项目提供第3层扩展方案。

使用Zk-SNARK的项目Zcash

Zcash以前是ZeroCash。名字中的“零”是指使用零知识证明技术进行隐私交易。Zerocash是促进零知识证明技术在业界应用的早期加密项目之一。

Loopring

Loopring是以太网端的DEX，支持订单交易，不托管用户资产。Loopring接入Chainlink Price Feeds，为数十万用户提供服务，成交量达数十亿人。

ZkSync 1.0

ZkSync 1.0是以太网场中的rollup。和StarkEx一样，疼痛转账和兑换都受支持，但不支持智能合同。该协议由Matter Labs开发。

ZkSync 2.0

ZkSync 2.0与StarkNet一样，是以太的第2层扩展方案。通过Volition基础架构支持智能合同。ZkSync使用zk-SNARK验证交易，并使用PoS系统zkPorter确保数据可用性。ZkSync 2.0和StarkNet的主要区别在于，除了有效性证明之外，它还可以与EVM兼容。1inch、Alchemix和Curve都将发布在zkSync 2.0上。

之字形

ZigZAG(ZIGZAG)是一个使用订单簿型号交易ERC-20认证的集中交易平台。相比之下，大多数DEX采用自动做市商(AMM)模式。zigjag的订单模型得益于zk-rollup强大的可扩展性。ZkSync注册表中的所有证书都可以在ZigZag交易

名井南

Mina是使用SNARKs创建最多22kb区块的轻量区块链。项目可以在Mina中开发部署应用程序，并实现所有智能合同功能。

零知识证明协议如何提高集中水平、可靠性和安全性零知识证明协议可以使用Chainlink消除集中预测器服务，从而提高安全性和自动化。web 3生态系统中的每个协议都可以使用Chainlink信任最小化的服务访问所有外部API，并利用安全链下的计算创建高级应用程序。

0知识证明协议可以使用以下服务提高dApp性能：

准确的市长/市场数据——Chainlink Price Feeds保护DeFi经济，并为各种使用案例(如集中稳定的货币、贷款协议和交易平台)提供高度可靠和准确的市长/市场数据。

可验证随机数——Chainlink VRF可以创建随机数和加密证明，并一起上传到链中进行验证。NFT平台可以利用随机数，以公平、可核查的方式铸造NFT。区块链游戏可以利用随机数创造无法预测的游戏体验。

智能合同自动化——Chainlink Keepers是一种集中的交易自动化服务，可自动触发关键的智能合同功能，包括支付限价交易、进行清算和进行rebase认证。

储备证明——Chainlink储备证明可以根据加密事实自动验证储备资产，为0知识证明协议降低风险，提高透明度，避免DeFi系统风险。

跨链通信——跨链互操作性协议(CCIP)为构建安全的跨链应用程序、在Web 3世界发送认证、发送消息和触发交互提供了通用的开放标准。

将零知识证明与基本区块链和集中预测器网络相结合，可以促进区块链行业的转型，项目团队将在开发可扩展性和成本效益极高的应用程序的同时保护用户的隐私。

其他第2层解决方案可以为某些应用程序提供更好的基础架构，但随着区块链产业的不断发展，zk-rollup、validium和volition将受到更多个人用户和企业的关注。

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