Що таке технологія ZK? Як zero-knowledge підвищує безпеку та масштабованість блокчейну

Zero-knowledge (ZK) — це сучасний криптографічний метод, який дозволяє одній стороні підтвердити іншій істинність певного твердження, не розкриваючи жодної додаткової інформації, окрім самого факту. Сутність ZK-доказу та його застосування стають дедалі важливішими для екосистеми блокчейну, де ця технологія є ключовою для підвищення безпеки та масштабованості при збереженні приватності користувачів. Останніми роками ZK-технології стали перспективним засобом розв’язання трілеми блокчейну, забезпечуючи масштабованість і взаємодію без компромісів щодо приватності чи захисту даних.

Що таке ZK rollups і як вони підвищують масштабованість?

ZK rollups — це новітнє рішення для масштабування Layer 2, створене для вирішення проблеми масштабованості блокчейну. ZK rollup — це механізм, який об’єднує багато транзакцій в одну партію, далі оброблювану на основному блокчейні. Групування захищає zero-knowledge proofs, що є складною формою криптографічної перевірки, яка підтверджує всю партію без компрометації приватності окремих транзакцій.

Переваги масштабованості ZK rollups є суттєвими та різнобічними. Об’єднуючи численні транзакції в одну, ZK rollups значно зменшують обсяг даних, які зберігаються у блокчейні. Це дає три ключові переваги: по-перше, значне збільшення пропускної здатності мережі, що дозволяє обробляти більше транзакцій у межах того ж часу; по-друге, помітне зниження вартості транзакцій, що робить технологію доступнішою для широкого кола користувачів; по-третє, загальне підвищення ефективності мережі, сприяючи швидкій та надійній обробці транзакцій.

Наприклад, основна мережа Ethereum може проводити близько 15–30 транзакцій за секунду, а з використанням ZK rollups ця кількість зростає до тисяч транзакцій на секунду. Це можливо завдяки тому, що головна мережа перевіряє лише доказ коректності, а не кожну транзакцію окремо. Впровадження ZK rollups вирішує обмеження масштабованості, зберігаючи децентралізацію та безпеку, які становлять базову цінність блокчейну.

Як ZK-протоколи забезпечують приватність у транзакціях?

Щоб зрозуміти принцип дії ZK-протоколу, варто розглянути його криптографічні механізми захисту приватності транзакцій у блокчейн-мережах. Основний підхід полягає у тому, що “prover” демонструє істинність твердження “verifier”-у, не передаючи жодної додаткової інформації, окрім факту істинності. Такий криптографічний метод приховує чутливі дані, зберігаючи цілісність процесу перевірки.

Три основні засади ZK-протоколів — це повнота, коректність і zero-knowledge. Повнота означає, що чесний “prover” може переконати “verifier”-а у правдивості. Коректність гарантує, що недоброчесний “prover” не зможе переконати “verifier”-а у хибному твердженні. Властивість zero-knowledge забезпечує, що “verifier” не дізнається нічого, окрім самого факту істинності, що повністю зберігає конфіденційність транзакцій.

Реалізації ZK-протоколів демонструють їхню універсальність у блокчейн-сферах. Zcash застосовує zk-SNARKs (zero-knowledge succinct non-interactive argument of knowledge) для повної конфіденційності транзакцій, приховуючи дані про відправника, одержувача та суму. У хмарних сховищах ZK-докази перевіряють цілісність даних на зовнішньому сервері без розкриття їх змісту. Для автентифікації паролів ZK-докази забезпечують надійну перевірку особи без розкриття пароля, що знижує ризики зламу.

Еволюція ZK-протоколів призвела до появи різних варіантів, оптимізованих для своїх завдань. Серед них: zk-SNARKs, zk-STARKs (zero-knowledge scalable transparent argument of knowledge), PLONK та Bulletproofs. Вони відрізняються розміром доказу, швидкістю перевірки й обчислювальною ефективністю, що дозволяє обирати потрібне рішення для підвищення приватності, масштабування чи створення Layer 2-рішень.

Яке значення мають ZK-докази для взаємодії між блокчейнами?

ZK-докази, розроблені у 1980-х роках, стали ключовим інструментом для досягнення взаємодії блокчейнів. У контексті кросчейн-комунікації ZK-докази забезпечують безпечний обмін даними й активами між різними блокчейн-мережами з дотриманням конфіденційності та безпеки. Технологія поєднує різні системи блокчейну, дозволяючи їм функціонувати разом у єдиній екосистемі.

ZK-докази забезпечують міжмережеву сумісність, даючи змогу перевіряти інформацію на різних блокчейн-платформах без розкриття чутливих даних. Це відкриває нові можливості для DeFi-сервісів і застосунків, які працюють на кількох мережах, дотримуючись прозорості й стандартів безпеки. Технологія дозволяє блокчейнам перевіряти транзакції чи стани без прямого доступу до внутрішніх даних інших мереж.

Виділяють два основних типи ZK-доказів. Інтерактивні докази вимагають прямої комунікації між “prover” і “verifier” для підтвердження твердження, що потребує кількох циклів обміну. Неінтерактивні докази дають змогу “prover” створити дійсний доказ без постійної взаємодії з “verifier”, що оптимально для блокчейн-застосунків із обмеженнями реального часу.

Попри суттєві переваги, впровадження ZK-доказів має свої виклики. Основна проблема — високі обчислювальні ресурси для складних доказів, що впливає на масштабованість. Окрім того, технологічна складність вимагає спеціалізованих знань, що може стримувати поширення. Проте постійні дослідження й розвиток технологій розширюють можливості практичного застосування ZK-доказів для міжмережевої взаємодії блокчейнів.

Провідні zero-knowledge Layer 2-проєкти на ринку

Активне впровадження ZK-рішень сприяло появі багатьох інноваційних проєктів, що використовують цю технологію. Найвідоміші приклади демонструють різноманітні можливості zero-knowledge у блокчейн-екосистемах і показують, чим є ZK-рішення на практиці.

Великі крипто-платформи створили власні ZK-мережі другого рівня, що застосовують zero-knowledge proofs для забезпечення швидкої та економічної взаємодії мільйонів користувачів із ончейн-сервісами. Такі мережі, розроблені з використанням сучасних інструментів, підвищують безпеку і масштабованість, підтримують Ethereum через EVM, забезпечуючи просте розгортання DApp.

StarkNet та StarkEx використовують технологію STARKs для масштабованих і конфіденційних транзакцій на децентралізованих платформах і для загальних обчислень. zkSync впроваджує ZK rollups для масштабування Layer 2, забезпечуючи швидкі й доступні транзакції в мережі Ethereum. Loopring спеціалізується на децентралізованих платформах, підвищуючи масштабованість і безпеку криптовалютних операцій за допомогою ZK-доказів.

Aztec Network застосовує ZK rollups для поєднання приватності й масштабованості транзакцій Ethereum, підвищуючи конфіденційність користувачів. Immutable X використовує ZK rollups для пришвидшення підтвердження та зниження комісій для NFT-трейдингу та мінтингу. Scroll впроваджує ZK rollup для швидкої обробки та мінімальної затримки, забезпечуючи сумісність з EVM.

Mina Protocol — найлегший блокчейн у світі, що використовує zk-SNARKs для ефективних масштабованих транзакцій. Syscoin — блокчейн-платформа, яка робить акцент на масштабованих смартконтрактах і безпечному випуску токенів, використовуючи ZK-докази для підвищення швидкості транзакцій. Усі ці проєкти демонструють зрілість і різноманітність застосування zero-knowledge у блокчейн-інфраструктурі.

Яке застосування має zero-knowledge у DeFi?

Zero-knowledge стала ключовим рушієм розвитку децентралізованих фінансів. Аналіз ZK-застосування в DeFi показує, як ця технологія вирішує питання приватності й водночас підтримує сталий розвиток екосистеми DeFi. Хоч DeFi орієнтована на відкритість і справедливість, питання приватності транзакцій було серйозним викликом, який результативно вирішує ZK-технологія.

Приватні транзакції — основне застосування ZK у DeFi, що гарантує захист чутливих фінансових даних. Це особливо важливо для інституційних користувачів і тих, хто потребує підвищеного захисту приватності. Конфіденційні смартконтракти з використанням ZK виконують складні фінансові операції з дотриманням конфіденційності умов та деталей, створюючи нові фінансові інструменти.

Масштабовані децентралізовані застосунки отримують значні переваги від ZK-доказів, які дозволяють ефективно обробляти більший обсяг транзакцій. Це підвищує користувацький досвід і знижує витрати на роботу. Наприклад, децентралізовані платформи з ZK-технологією ефективніше обробляють ордери, зберігаючи приватність торгових стратегій.

Використання zero-knowledge підвищує безпеку, приватність та ефективність DeFi-платформ, що дозволяє масштабувати проєкти та залучати ширшу аудиторію. Можливість поєднувати прозорість із приватністю робить цю технологію оптимальною для фінансових сервісів, де важлива і регуляторна відповідність, і захист користувачів.

Висновок

Zero-knowledge протоколи другого рівня — це технологічний прорив для блокчейну. Вони вирішують ключові виклики масштабованості, приватності й взаємодії, що обмежували розвиток галузі. Розуміння ZK-технології та її реалізацій показує, як ці протоколи забезпечують швидшу та безпечнішу обробку транзакцій, істотно підвищуючи ефективність мережі та зберігаючи децентралізовану суть блокчейну.

Потенціал ZK виходить за межі технічних вдосконалень. Швидкі, безпечні та масштабовані транзакції можуть стати поштовхом для масового впровадження блокчейну, коли переваги стають очевидними як для приватних, так і для інституційних користувачів. Здатність ZK вирішувати трілему блокчейну — досягати масштабованості та взаємодії без компромісів щодо безпеки та децентралізації — зміцнює цю технологію як основу майбутньої інфраструктури.

Із подальшим зростанням використання блокчейну значення zero-knowledge лише посилюється. Різноманіття провідних zero-knowledge-проєктів ілюструє зрілість і широке застосування технології в DeFi, NFT-маркетплейсах та інших сферах. Нові розробки й функціонал розширюють можливості блокчейну, а подальший розвиток ZK-технологій визначатиме інтеграцію блокчейну у фінансові й технологічні системи.

FAQ

Що таке ZK weapon?

ZK weapon — теоретичний криптографічний концепт, що означає систему на основі zero-knowledge proof, здатну підтверджувати дані без розкриття змісту. У Web3 це технологія, яка підвищує приватність, забезпечує безпечні транзакції та верифікацію із збереженням повної анонімності й конфіденційності даних.

Що означає ZK у сленговому значенні?

У сленгу ZK — це “zero kill” (“нуль вбивств”) у геймінгу, тобто гравець без результативних дій. У криптоіндустрії ZK — це zero-knowledge proofs, криптографічні методи верифікації транзакцій без розкриття конфіденційних даних.

Що таке ZK?

ZK — це zero-knowledge proofs: криптографічна технологія, що дозволяє одній стороні доводити іншій істинність інформації без розкриття самих даних. У блокчейні ZK-протоколи забезпечують безпечні транзакції й приватність із збереженням прозорості та ефективності.