zk snark

Что такое ZK-SNARK?

ZK-SNARK — разновидность доказательства с нулевым разглашением, позволяющая подтвердить корректность вычислений без раскрытия данных о входных параметрах. Ключевые характеристики: краткость доказательств, быстрая проверка, отсутствие необходимости во множественных раундах взаимодействия.

Доказательство с нулевым разглашением — это способ «доказать, что вы знаете комбинацию от сейфа, не раскрывая сам код». ZK-SNARK реализует этот принцип на практике: пользователь создает компактное доказательство офлайн, а блокчейн проверяет его корректность с минимальными вычислениями. Такой подход важен для защиты приватности и повышения пропускной способности блокчейна.

Как работают ZK-SNARK?

Суть ZK-SNARK — преобразовать вычисление, подлежащее проверке, в набор верифицируемых правил и с помощью математических методов создать короткое доказательство. Верификатор быстро проверяет его с помощью общедоступных параметров.

• «Краткость» — доказательство очень мало и требует минимум вычислений для проверки.
• «Неинтерактивность» — нет обмена сообщениями; доказательство отправляется однократно.
• «Аргумент знания» — доказывающий действительно владеет секретом (например, приватным входом) для создания валидного доказательства.

Существуют различные реализации (Groth16, PLONK и другие), которые используют разные подходы к построению доказательств. Все они следуют общим принципам, но отличаются производительностью и областями применения.

Как используются ZK-SNARK в блокчейнах?

В блокчейне обычно участвуют две стороны: доказывающий, который создает доказательство, и верификатор (часто смарт-контракт), который его проверяет.

Общий порядок действий:

• Доказывающий моделирует вычисление в виде «схемы» — набора правил для проверки.
• Доказывающий генерирует доказательство офлайн и отправляет его вместе с необходимой публичной информацией в блокчейн.
• Контракт использует заранее опубликованный ключ проверки для валидации доказательства. Если проверка успешна, происходит обновление состояния или выполнение транзакции.

Благодаря высокой эффективности проверки для валидации требуется минимальное количество газа. Это делает ZK-SNARK оптимальным для сжатия больших объемов вычислений вне сети в одно короткое доказательство, снижая нагрузку на основной блокчейн.

Основные сценарии применения ZK-SNARK

ZK-SNARK применяются прежде всего для обеспечения приватности и масштабируемости. В части приватности они позволяют скрывать суммы транзакций, связи между счетами или идентификационные данные, при этом доказывая, что «баланс сходится».

Ключевые примеры:

• Приватные транзакции Zcash: с 2016 года в Zcash используются ZK-SNARK для транзакций с сокрытием сумм и адресов при публичной проверке балансов и корректности.
• Соответствие требованиям и доказательства: например, подтверждение «возраста старше 18 лет» или «объема активов выше определенного порога» без раскрытия даты рождения или деталей активов.
• Игры и голосование: подтверждение легитимности действий или голосов в блокчейне при сохранении приватности деталей.

Использование ZK-SNARK в Ethereum Layer 2

Решения ZK Rollup для Ethereum используют ZK-SNARK для сжатия валидности тысяч транзакций в одно короткое доказательство, которое отправляется в основной блокчейн для проверки. Это существенно снижает вычислительную и хранилищную нагрузку на Ethereum.

Rollup — это выполнение множества транзакций вне сети с последующей проверкой корректности в блокчейне. Сети Polygon zkEVM и zkSync Era периодически отправляют обновления состояния групп транзакций вместе с доказательствами ZK-SNARK в основной блокчейн Ethereum. Смарт-контракт в основной сети быстро проверяет доказательства и подтверждает результаты. С 2023 года появились новые основные сети на базе ZK; к 2024 году экосистема ZK продолжает расти за счет оптимизации и развития инструментов для разработчиков.

Чем ZK-SNARK отличаются от ZK-STARK?

Обе технологии — это доказательства с нулевым разглашением, но с разными особенностями. Доказательства ZK-SNARK короче и быстрее проверяются, что снижает расходы на газ. ZK-STARK не требует доверенной настройки, обеспечивает большую прозрачность и устойчивость к квантовым атакам, но доказательства обычно больше по размеру.

Если важны низкая стоимость проверки в сети и зрелые инструменты, выбирают ZK-SNARK. Если приоритет — отсутствие доверенной настройки или квантовая безопасность, предпочтительнее ZK-STARK. Выбор зависит от сложности схемы, экосистемы разработчиков и статуса аудита.

Риски и ограничения ZK-SNARK

Главный риск — процесс «доверенной настройки». Доверенная настройка — это начальная генерация публичных параметров; если секретные компоненты (так называемые «токсичные отходы») не уничтожены, ими могут воспользоваться для подделки доказательств. Обычно риск снижают с помощью многосторонних церемоний, открытых процедур и уничтожения секретных элементов.

Среди других ограничений: сложное проектирование схем, требующее высокой квалификации разработчиков; значительные вычислительные и аппаратные ресурсы для генерации доказательств; потенциальные риски безопасности при ошибках в схемах или параметрах; приватность не отменяет требований законодательства — юридические обязательства по работе с активами и проверкам сохраняются.

Для пользователей: используйте только проверенные, прозрачные контракты и сети; диверсифицируйте риски между платформами; не размещайте все средства одновременно.

Как начать работать с ZK-SNARK

Шаг 1: Изучите концепцию. Ознакомьтесь с вводными материалами по доказательствам с нулевым разглашением и ZK-SNARK, уделяя внимание краткости, скорости и неинтерактивности.

Шаг 2: Подготовьте кошелек и небольшую сумму средств. Установите популярный кошелек Ethereum и выделите немного ETH для оплаты комиссий сети второго уровня и затрат на мосты.

Шаг 3: Выберите сеть второго уровня с поддержкой ZK-SNARK. Например, попробуйте Polygon zkEVM или zkSync Era; ознакомьтесь с официальной документацией и раскрытием рисков.

Шаг 4: Совершите небольшие транзакции. Переведите небольшую сумму на второй уровень, выполните перевод или взаимодействие, затем отслеживайте статус пакета и процесс доказательства через блок-обозреватели или официальные панели.

Шаг 5: Совмещайте исследование с управлением активами. В разделах рынка или новостей Gate ищите проекты, связанные с ZK (например, приватные монеты или токены масштабирования), читайте обзоры и аналитические отчеты, изучайте техническое развитие и аудиты, управляйте размером позиции и стоп-лоссами.

Предупреждение о рисках: перевод активов или взаимодействие с новыми контрактами сопряжены с финансовыми рисками; всегда начинайте с малых сумм, проверяйте адреса контрактов и официальные ссылки, комиссии, ожидаемое время ожидания и правила вывода средств.

Краткое резюме ZK-SNARK и дальнейшие шаги

ZK-SNARK обеспечивает «доказуемую корректность без раскрытия данных» в блокчейне с помощью крайне коротких и быстро проверяемых доказательств — это решает задачи приватности и масштабируемости. Понимание трех ключевых свойств и принципа работы в сети помогает раскрыть роль технологии в Zcash и Ethereum второго уровня; знание различий с ZK-STARK и рисков доверенной настройки способствует более безопасным техническим и инвестиционным решениям. Следующие шаги — изучение открытой документации, работа с руководствами для сетей второго уровня, практические эксперименты с небольшими суммами и отслеживание исследований Gate для углубления понимания развивающейся экосистемы ZK.

FAQ

Как расшифровывается ZK-SNARK на английском?

ZK-SNARK — это “Zero-Knowledge Succinct Non-Interactive Argument of Knowledge”. Это название отражает основные особенности: отсутствие раскрытия информации (zero knowledge), компактность доказательств (succinctness), неинтерактивность (non-interactivity), аргумент знания (argument of knowledge). Проще говоря, это позволяет доказать знание, не раскрывая саму информацию.

Как опробовать приложения ZK-SNARK в экосистеме Ethereum?

В решениях второго уровня Ethereum, таких как zkSync и StarkNet, ZK-SNARK широко используется для ускорения транзакций. Вы можете перевести активы на эти платформы для быстрых и дешевых операций. Рекомендуется сначала ознакомиться с проектами через Gate, затем использовать официальные кошельки или приложения для практики ZK-транзакций.

Почему считают, что ZK-SNARK менее подходит для масштабного внедрения, чем ZK-STARK?

ZK-SNARK требует доверенной настройки (совместное создание начальных параметров), что усложняет внедрение и создает потенциальные риски. ZK-STARK не требует доверенной настройки и обеспечивает большую прозрачность. Однако ZK-SNARK дает меньшие доказательства и более быструю проверку — у каждого подхода свои плюсы для разных задач.

Какие ключевые задачи блокчейна решает ZK-SNARK?

ZK-SNARK решает задачи приватности и масштабируемости. Для приватности — позволяет подтверждать валидность транзакции без раскрытия ее деталей. Для масштабируемости — сжимает множество транзакций в одно компактное доказательство, значительно уменьшая объем данных в сети. Это позволяет блокчейнам обрабатывать больше операций при сохранении приватности пользователей.

Какие базовые знания нужны для изучения технологии ZK-SNARK?

Желательно знать основы криптографии и математики (особенно теорию чисел и абстрактную алгебру). Для практического применения достаточно понимания принципов блокчейна и базовых навыков программирования. Лучше всего начать с интуитивного понимания «доказательств с нулевым разглашением», а затем постепенно осваивать математические основы.