万字长文详解零知识证明技术 | 陀螺研究院

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4月初,从在会议中播放色情内容的“Zoom轰炸”,到偷偷向Facebook发送用户数据,视频会议软件Zoom的隐私丑闻持续引发大家的关注。联想之前炒得沸沸扬扬的脸书公司隐私泄露事件,隐私问题已经成为制约互联网产业发展的最大绊脚石之一。

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回顾2019即将过去的一年,大规模的数据泄露事件频频发生,呈现爆发递增的趋势。据安全情报供应商Risk Based Security (RBS) 的2019年Q3季度的报告,2019年1月1日至2019年9月30日,全球披露的数据泄露事件有5183起,泄露的数据量达到了79.95亿条记录!随着以人工智能、大数据和物联网为代表的信息技术革命的推进,数据的价值进一步凸显,数据成为了企业的重要资产和持续创新的推动力。因此,保障数据在采集、传输、利用和共享等各个环节安全的重要性不言而喻。在过去十多年的技术和应用演进中,区块链已经不只是中本聪白皮书中所描绘的一种点对点支付协议,而是在它原生支持支付和弱化第三方的基础上,结合更多技术和应用需求逐步发展成为“世界计算机”。近两年随着区块链应用的进一步深入,我们也面临了越来越多的问题亟待解决。其中数据隐私和性能扩展成为社区讨论最广泛的问题。

零知识证明技术作为现代密码学的重要组成部分,它能够在不泄漏任何秘密信息的前提下完成对此秘密信息的验证。零知识证明技术对于解决当前信息安全中的诸多问题,如数据安全、隐私安全、监管检查等都能够发挥重要的作用。零知识证明与区块链的完美结合很好的解决了区块链当前面临的困局。一方面,零知识证明能够保护数据的隐私性,在不泄漏数据的条件下对其进行证明,用以零知识证明为代表的密码学方案去解决这类问题隐私问题具备极好的优势;另一方面零知识证明仅需要生成很小数据量的证明就可以完成对大批量数据的证明,它在压缩数据量提高性能方面可以发挥很大的作用。为了让大家更好的把握零知识证明,陀螺研究院和安比(SECBIT)实验室联合撰写了这份《零知识证明技术发展报告》并联合发布,联合发布的单位还有深大区块链技术研究中心(南山区区块链应用协会)、金融壹账通和成都链安。

零知识证明技术已经过了三十几年的发展历程,无论是理论研究还是工程实现目前都已取得了非常显着的成果,尤其近十年来,其巨大潜力才逐渐突显出来。如今,零知识证明理论研究正呈现一种百花待放的态势。从应用分类上,零知识证明技术在区块链应用上可以大致分为隐私保护和扩容两大类:

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从应用层面上,零知识证明在区块链领域的应用大致可以分为三层:

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其中,零知识证明的隐私保护能力和数据压缩能力是其成为公链基础组成技术的主要原因;将零知识证明技术做为底层扩展技术的组成部分,以此支撑上层应用来使用零知识证明技术也是一个重要的方向;零知识证明在上层DAPP 应用中的直接应用也是其发展的一个重要部分。

零知识证明技术诚然已经是区块链领域一项非常重要的底层技术,但时至今日,零知识证明技术的理论和工程实现都处于快速发展当中,四个较为明显的趋势—— 技术标准化、后量子零知识证明、性能优化、零知识全同态加持和公链集成正在迅速增长。

在经历了几年的发展变化后,到2020 年区块链应用步伐将加快,而同时随着数据隐私矛盾的进一步激化,业内已经逐步意识到包括零知识证明在内的现在密码学技术的威力。相信在政府的大力支持下,随着商业投入的不断加大,密码学专家的深耕不倦以及专业技术团队的快速成长,零知识证明技术也将为区块链的发展创造更大的价值。

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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。

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。

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。

安比(SECBIT)实验室:致力于利用形式化验证、零知识证明与安全计算等前沿理论技术,解决区块链系统中的安全问题,并构建去中心、高可靠、零信任的区块链应用。安比(SECBIT)实验室目前专注于智能合约安全,零知识证明协议安全,链上链下协同技术的研究和应用,着眼于最前沿的科学理论,追求技术突破与卓越,为客户提供一流的技术解决方案与安全防护措施。受邀成为 ConsenSys 安全团队全球首家技术合作伙伴,以太坊知名安全工具 Mythril 的核心开发成员团队。

- 中国计算机学会(CCF )区块链专委会委员单位

- 江苏省计算机学会区块链专委会委员单位

- 作为中国信息通信研究院区块链安全技术组成员,参与编写区块链安全白皮书和制定区块链安全审计规范

成都链安科技有限公司:全球领先的区块链安全公司,致力于区块链安全生态建设。最早将形式化验证技术应用到区块链安全领域的公司,研发了全球领先的智能合约自动形式化验证平台VaaS,建立了Beosin“一站式”区块链安全平台,为区块链企业提供安全审计、虚拟资产追溯与AML反洗钱、安全防护、威胁情报、安全咨询等全方位的安全服务与支持。

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