3D零知识算法全解析报告 | 陀螺研究院联合发布

当前,在全球信息化进入全面渗透、跨界融合、加速创新、引领发展新阶段的大背景下,数字经济蓬勃发展,已逐渐成为创新经济发展方式的强大动能,并不断为全球经济复苏和社会进步积累宝贵经验。而数据,作为数字经济的核心,成为了继土地、能源、人口、粮食之后的新一代生产要素,蕴藏了巨大的商业价值。

然而,随着数据价值的凸显,数据隐私问题却日益严重,如何在数据的使用中保护数据隐私安全,也成为了数字时代必须面对的议题。日前,个人信息保护法草案首次提请全国人大常委会审议,并于2020年10月21日在中国人大网公布,公开征求社会公众意见。草案发布后,引起了社会的广泛热议,大众对此呼声极高,对数据隐私的重视度可见一斑。而此前,中共中央办公厅、国务院办公厅印发了《深圳建设中国特色社会主义先行示范区综合改革试点实施方案(2020-2025年)》,在其中明确深圳作为全国的试验区,应率先完善数据产权制度,探索数据产权保护和利用新机制,建立数据隐私保护制度。对此,金融壹账通,作为粤港澳大湾区乃至全国的创新企业代表,推出了3D零知识算法,有望给予数据隐私保护以新的解决方案。

10月23日,陀螺研究院、深圳大学区块链技术研究中心、深圳市信息服务业区块链协会、火鸟财经共同发布《3D零知识算法全解析报告》。报告由金融壹账通撰写,从市场应用与技术研发两方面对3D零知识算法进行深入解析,并从区块链隐私困境、3D零知识算法及其应用场景、3D零知识算法技术详解等多角度展现3D零知识算法全景,阐述3D零知识算法在当前背景下的趋势与挑战,旨在吸引更多技术爱好者投入到3D零知识算法领域,推动3D零知识算法的普及与应用。

3D零知识算法之源:区块链在商业应用中的隐私困境

报告指出在数字时代背景下,数据作为商业活动重要的生产要素之一,商业主体对于数据有着的强隐私需求。然而,区块链作为一个共享账本的系统,天然具有数据共享、全量账本、多方协同等性质。但由于区块链中数据隐私与安全中所存在的短板,区块链在实际应用中不仅与现有的商业现实相悖,也在很大程度上阻碍了区块链的落地应用。对此,目前行业内探索并提出了四类主要的解决方案:可信计算、哈希上链、通道分链和全加密框架,但方案均各有优劣,在现有的技术水平下无法同时兼顾使用效率与加密安全,导致链上数据加密与使用面临两难困境。正因此,3D零知识算法应运而生。

3D零知识算法优势:完成极端安全的加密环境下的数据使用

3D零知识算法功能是FiMAX区块链解决方案中的零知识解决方案,是一个基于零知识验证的交易账本系统,支持以国密或者国际密码算法标准为底层密码基础的零知识验证,具有安全、流动、使用等多个优势,可在极端安全的加密环境下,解决数据加密与数据使用间的两难。基于3D零知识算法,可以实现跨账本的密文数据“加”、“减”、“乘”、“除”四则运算后的各类数据关系证明,包括“等于”、“大于”、“小于”等。而针对一般零知识算法运行效率低的特点,该算法将零知识证明的运算和验证的时间从数十秒提升到1毫秒以内,真正满足业务系统的性能需求。

3D零知识算法应用:三类主要场景,项目应用广泛

由于其在非解密状态下可获取结果的优秀特性,3D零知识证明在数据在密文状态下的运算与验证、数据在不出库情况下的运算与验证、打破区块链间数据孤岛构建区块链生态等中存在广泛应用场景。目前,3D零知识算法已诸多区块链项目中得以应用,包括广东金融局、香港金管局、天津海关试点、招商港口跨链等,并取得了优秀的项目成效。

以报告中的贸易融资业务为例,FiMAX区块链技术采用全加密框架,可对企业上链的信息进行加密保护,以保障企业的信息隐私权益;同时通过支持零知识证明的数据加密格式,使得密文数据可进行逻辑运算以及大小关系比对验证,实现了数据价值可用而数据不可见。另外,整个贸易网络的数据均沉淀在链上,贸易背景、交易执行情况、融资情况的相关数据信息会在链上形成完整自洽的闭环,形成了风险可控的完美闭环。

图13D零知识算法在贸易融资业务中的示例

3D零知识算法现状:尽管优势突出,但仍面临技术挑战

报告中介绍了3D零知识算法API,并详细阐述了3D零知识算法理论基础与应用函数,对其基础执行模式与批量执行模式进行了解析。尽管相比最新的Sonic,PLONK,Marlin,2017年设计的第一代3D零知识算法仍具有性能与安全方面的突出优势。但目前,3D零知识算法自身仍面临着线性消耗带来的杂运算处理瓶颈、参数不一导致的跨链数据对接等问题亟待解决。

3D零知识算法下一代:更为优秀的FXN

针对3D零知识算法面临的问题,FiMAX团队通过大量的项目时间积累了丰富的经验和项目反馈,于今年推出了3D零知识算法的下一代FXN。报告中也对其进行了详细介绍,指出其在性能上可实现安全性更可靠、适用性更突出、效率更强大等三大特点,将与之前系列形成全面代差。具体而言,FXN系列算法不再依赖双线性映射而只依赖离散对数复杂问题假设,因此理论安全性更加可靠。其次,在高性能背后它也是世界上第一个实现Circuit Universal的零知识证明算法,Circuit Universal算法可以直接使用标准数学公式进行运算,不光实际性能相较于目前国际所有主流算法有相当大的优势,在适用性上更是沿袭了3D零知识的优势。更主要的是它的安全假设非常可靠,有别于国际上的一些学术单位通过牺牲安全性来达到一些特性(如SuperSonic通过Group of Unknown Order假设达到Transparency)的做法。可以预见,随着技术的不断更迭,3D零知识算法将迸发出更多的能量。

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金融壹账通:成立于2015年12月,是中国领先的面向金融机构的商业科技云服务平台,于2019年12月正式在纽交所挂牌上市。公司融合丰富的金融服务经验与领先科技,为金融机构提供"科技+业务"的解决方案,助力客户增加收入、管控风险、提升效率、提高服务质量和降低成本,实现数字化转型。作为中国平安集团的联营公司 ,金融壹账通依托平安集团30年金融行业的丰富经验,精准把握金融机构需求,通过独特的"科技+业务"双赋能模式,为银行、保险、投资等多个金融垂直领域提供端到端的服务。目前金融壹账通共有13大解决方案,覆盖从营销获客、风险管理和客户服务的全流程服务,以及从数据管理、智慧经营到云平台的底层技术服务。

陀螺研究院:定位于研究数字经济特别是区块链如何重构生产和生活方式,助力产业转型升级,赋能实体经济。依托陀螺财经丰富的媒体资讯资源,研究院已经开设了技术专栏、陀螺公开课和专访等栏目,为推动技术应用落地搭建起沟通的桥梁。目前已经联合深圳市信息服务业区块链协会、成都链安、众安科技、德方智链、荷月科技和溪塔科技等知名合作伙伴发布过《2019中国区块链产业发展报告》、《中国“区块链+供应链金融”行业研究报告》和《智能合约技术发展研究报告》,在行业内收获较大的关注度。

深圳大学区块链技术研究中心:成立于2018年9月,立足深圳特区,以区块链的基础理论研究、关键技术开发与实际行业应用为主要发展方向,同时积极开展区块链人才的培养与培训。中心也是一个科技创新的平台、一个合作开放的平台,旨在凝练粤港澳大湾区的技术和产业研发的优势与智慧,并打造具有全球影响力的区块链研究中心。

深圳市信息服务业区块链协会:协会于2020年1月由全国政协常委孙安民主席等揭牌成立。协会基于“区块链革命”的理念,坚持“开放、包容、务实、创新”的原则,全面整合社会资源,努力实现将深圳打造成为全球区块链创新中心。

火鸟财经:火鸟财经是杭州日报报业旗下的专业区块链媒体,是全国首家区块链官方媒体。背靠杭报集团媒体矩阵,依托多渠道合作伙伴,重点聚焦产业区块链政策导向、技术发展、落地应用等方面的宣传与实践,面向政府、技术公司、产业界等受众,发挥“产业区块链服务平台”综合资源优势,全力打造区块链产业生态运营商。

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本文来源:陀螺财经 文章作者:陀螺财经
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