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この記事では、Vitalik が今後 10 年間でブロックチェーンと同じくらい重要になると信じている zk-SNARK について説明します
原題:「Is zkSNARK: A Beginner-Friendly Explainer」
執筆者: 寄稿者
コンピレーション: firefire
長い間、ブロックチェーンの不可能な三角形 (つまり、スケーラビリティ、分散化、セキュリティ) は 3 つのうち 2 番目しかあり得ません)。そのため、イーサリアムがより高度なセキュリティとプライバシーを達成した後は、拡張が最優先事項になります。
現在、レイヤー 2 拡張計画では、イーサリアムの共同創設者ヴィタリック ブテリン (V ゴッド) によって ZK テクノロジーが拡張問題の究極の解決策であると考えられています。
5月21日、モンテネグロで開催された非営利の年次世界イーサリアムカンファレンスEDCON 2023でVゴッド氏は、今後10年でZKを基礎技術とするzk-SNARKがブロックチェーンと同じくらい重要になると述べた。
それで、V God によって最近宣伝された zk-SNARK とは何ですか?ブロックチェーンのどのような問題を解決できるでしょうか?それでは今日の紹介を見ていきましょう。
以下が本文です。
##01 zk-SNARKsとは？
**1. zk-SNARK を作成したのは誰ですか? **
「zk-SNARK」という用語は、Nir Bitansky、Alessandro Chiesa、および Eran Tromer を含む暗号学者のグループによって造られました。彼らは最初に zk-SNARK の理論的根拠を論文で発表しました。その結果、zk-SNARK は多くの異なるプロジェクトやチームによって徐々に開発され、改良されてきました。
**2. zk-SNARK は何の略ですか? **
ZK: 知識ゼロ 知識ゼロ
知識がゼロとは、主張を検証する人が検証プロセスから新しい情報を得ることができないことを意味します。 **言い換えると、ゼロ知識証明プロセスでは、検証者はステートメントが真か偽かだけを知り、それ以外は何も知りません。 **
S: シンプル、簡潔
簡潔な zk-SNARKs 証明は、最短で簡単に検証できる証明です。 **これは、非常に長く複雑になる可能性がある通常のゼロ知識証明とは対照的です。通常、zk-SNARK 証明はミリ秒以内に検証できます。
N: 非インタラクティブ、非インタラクティブ
非インタラクティブな zk-SNARKs 証明では、証明者と検証者間の対話は必要ありません。 ** これは、証明者から検証者に結果メッセージが 1 つだけ送信されることを意味します。 **これは、証明を完了するために証明者と検証者が相互にやり取りする必要がある対話型証明とは対照的です。
AR: 引数 引数
議論とは、ある観点を支持する理由、または一連の理由です。 zk-SNARK のコンテキストでは、引数はステートメントが真であることを証明するために使用される一連の数学的演算です。
K: 知識 知識
知識とは、証明者が証明を完了するために必要な特定の情報を知っているという考えを指します。たとえば、これはアカウントの秘密キーである可能性があります。
**要約すると、zk-SNARKs は、ユーザー (「証明者」) が自分の身元や資金の所有権など、何かを別の当事者 (「検証者」) に証明できるようにする ZK システム (ゼロ知識証明システム) です。 、など、それらの資産に関する情報を開示することはありません。 **例えば：
「5 歳児に zk-SNARK を説明する」方法を例として、zk-SNARK が何であるかを説明するゲームを次に示します。
言い換えれば、zk-SNARK を使用すると、検証する必要がある情報を、その情報の正確な値を明らかにすることなく証明できます。 **現在のクロスチェーンエコシステムでは、zk-SNARKsテクノロジーを使用することで、そのプラットフォーム上に構築されたブロックチェーンとDAppのプライバシーを維持できます。 **
その中で重要な考え方は、検証者が証明に関する情報を取得することは不可能であるということです (そのため、「ゼロ知識」証明と呼ばれています)。
02zk-SNARKsの動作原理
zk-SNARK は、多くのブロックチェーンが本質的に公開されているため、プライバシーがさらに重要になる暗号空間で特に重要です。
最も有名な例は、プライバシー暗号資産である Zcash です。 Zcashがビットコインやイーサリアムなどのパブリックチェーンで取引される場合、送信者と受信者のアドレス、入出力値（つまり、いくら使われたのか、どれだけ使われなかったのか）などの詳細が検証に使用されます。
しかし、Zcash は zk-SNARK を通じて、アドレスや金額などの情報を開示することなく、トランザクションが有効であることを証明できます。
Zcash が zkSNARKS を使用して暗号通貨ユーザーにプライバシー層を提供する方法
出典: Blockchainhub.net
zk-SNARKはどのように機能しますか? デジタル署名** は、zk-SNARK の仕組みを構成します**。デジタル署名は暗号アルゴリズムを使用して、要求された必要な証拠を相手に提供しながら機密情報を相手から保護します。
それでは、具体的にはどのように行われるのでしょうか?次の手順に進みます:
03 zk-SNARKの具体的な使用例
**1. どのトークンが zk-SNARK を使用しますか? **
SNARK 暗号化トークンは、zk-SNARK を使用してプライバシーを向上させる暗号化された資産であり、プライバシー トークンとも呼ばれます。このようなプライバシー トークンの例は次のとおりです。
zk-SNARKs の主な課題は、秘密鍵が侵害された場合に偽の証明が作成される可能性があることです。これにより、偽のプルーフの作成者が、偽のプライバシー コインを作成して使用するなどの詐欺行為を行う可能性があります。
2. zk-SNARKS のその他のアプリケーション
Filecoin は分散型ストレージプロバイダーであり、その運用には多くの側面が含まれます。
まず、Filecoin ネットワーク上のストレージプロバイダー (ブロック報酬と引き換えにストレージスペースを提供する) と「認証者」は、オンチェーンにデータを正しく保存していることを証明する必要があります。
一方、ストレージプロバイダーがデータを適切に保存および保護していることを検証する必要がある「検証者」、つまりノードがいます。これらの検証者は、ストレージ プロバイダーによって提供された証明書に満足する必要があります。
**これには、データの受け渡しに応じてストレージプロバイダーとノードが通信する必要があります。ご想像のとおり、このプロセスはリソースを大量に消費します。 **
Filecoin の公式ブログ投稿では次のように説明されています:「ストレージを検証するために単一のストレージプロバイダーが現在証明しなければならないデータの量は膨大であり、時間の経過とともに増加する一方です。Filecoin ネットワークのブロック時間は 30 秒です。時間不変性を実現し、スケーラブルなアプローチを可能にするファイルコインには、高速、効率的、堅牢な検証を可能にするソリューションが必要です。」
zk-SNARK を使用すると、関係者がストレージを検証するのにかかる時間を短縮することで、Filecoin ネットワークのスケーラビリティと効率を向上させることができます。
ストレージプロバイダーにとって、zk-SNARK はストレージを証明するために転送する必要があるデータ量を削減し、運用コストを削減します。
3. zk-SNARK は他の目的にも使用できます
例えば：
##04 まとめ
全体として、zk-SNARKS には 3 つの重要なポイントがあります。
ゼロ知識証明システムは比較的新しい研究分野ですが、その実現可能性と実用性についてはまだ多くの未解決の疑問があります。ただし、それらはいくつかの印象的な製品を作成するために使用されています。