Эволюция доказательств с нулевым разглашением (ZKP) в Web3

Для обеспечения конфиденциальности всех криптоактивов, Manta Network использует ZKP, в качестве основы своего протокола. В этом году доказательство с нулевым разглашением (ZKP) неоднократно упоминалось лидерами мнений (Виталий Бутерин, предположил, что Zk станет основной технологической революции), а так же известными проектами в Web3 — последние разработки StarkWare, zkSync и других.

Концепция ZKP была впервые предложена Shafi Goldwasser, Silvio Micali и Charles Rackoff в их, основополагающей, статье «Сложность знаний интерактивных систем доказательства» в 1980-х годах. Идея состоит в том, что кто-то может доказать правильность некого утверждения кому-то другому, не раскрывая никакой информации.

Появление этой идеи считалась теоретическим прорывом, хотя даже криптографическое сообщество, на практике, называло эту схему невозможной. Однако, благодаря многим прорывным проектам web3, такими как ZCash, можно заметить улучшение производительности систем доказательства с нулевым разглашением, в стиле закона Мура .

Как правило, системы ZKP, должны обладать следующими 4 важными свойствами:

Чтобы сгенерировать ZKP, обе стороны, и доказывающая, и проверяющая, должны зафиксировать общий “секрет” и использовать этот общий секрет для создания прочих общедоступных параметров. Этот секрет называется “токсичными отходами”. Если этот секрет будет раскрыт, мошенник может подделать доказательства с нулевым разглашением, чтобы обмануть проверяющих.

Чтобы решить эту проблему, криптографы из ZCash/Berkeley/Technion придумали использовать функцию Multi-Party Computation (MPC) для проведения “Trusted Setup” в системе доказательства с нулевым разглашением. В этом случае, если во время работы “Trusted Setup” присутствует человек, избавившийся от “секрета”, вся система будет в безопасности.

Правда есть и проблема: доверенная установка требует огромных усилий сообщества и это создает проблемы на практике. Например, если вы обнаружите ошибку в своей схеме ZK, вам нужно снова выполнить доверенную настройку, что займет несколько недель. Потерянное время приведет к потере средств. Для решения этой проблемы предложено большое разнообразие систем ZKP. Условно, их можно разделить на 3 категории:

Одна из самых больших проблем в современном Web 3 — отсутствие конфиденциальности. Отправка транзакций в общий каталог, это как отправка денег через Twitter: история транзакций учетной записи полностью прозрачна и не может быть изменена.

Кроме того, можно связать адреса кошельков и существующих в реальности людей, а дальше проследить всю цепочку перемещения средств, по сути эта информация является общедоступной. Например — подтверждение владения NFT, с помощью изображения профиля в Твиттере, с помощью подключения кошелька к своему профилю.

ZKP — идеальная технология для обеспечения децентрализованной проверки, которая основывается на доверии криптографическим предположениям (т. е. математике). При этом, благодаря нулевому разглашению, защищается приватность пользователя, без утечки конфиденциальной информации в сеть. Так же обеспечивается и анонимность пользователя, от рекламных кампаний по сбору данных и анализа ссылок на основе машинного обучения и пр.

Транзакции в сети — неизменны. Т.е. все, что записано в блокчейне, останется в нем навсегда. Публичные данные, опубликованные в сети, останутся общедоступными для всех, у кого есть Интернет. Повышая, с помощью ZKP уровень безопасности, пользователи будут спокойны за свою конфиденциальность не только сейчас, но и в ближайшие годы.

Кроме приватности, ZKP обеспечивают возможность масштабирования протоколов web3, без ущерба для децентрализации. Эта функция приносит огромную пользу перегруженным протоколам, тому же Ethereum, за счет снижения комиссий для пользователей.

Основная идея для масштабирования протоколов в web3, с использованием ZKP — называется zk-свертыванием. По сути, это объединение большого количества транзакций (например 10 000). В обычной ситуации, это не дало бы никаких преимуществ, потому что валидатору нужно выполнять их одну за другой. Однако с ZKP можно собрать эти 10 000 транзакций в одно доказательство. И валидаторам нужно будет проверить только одно доказательство с нулевым разглашением. Общая оценка демонстрирует эффективность масштабируемости zk-свертывания. Разумеется, ведь выполнить 1 транзакцию проще и дешевле, чем 10000.

Однако, всегда есть нюанс. Zk-накопитель должен сначала собрать эти 10 000 транзакций, перед выполнением. Время ожидания между каждой процедурой — называется конечным временем. Выходит, что более выгодная транзакция — требует больших временных затрат.

Полная интеграция ZKP разделяется командой на 3 шага:

Первый шаг — MantaPay. Сейчас первая версия этого продукта работает как тестовая сеть Dolphin с декабря 2021 года. MantaPay — это частный платежный протокол на основе UTXO, который использует zkSNARK для защиты транзакций. Дизайн протокола может показаться похожим на ZCash, однако он имеет два существенных улучшения:

Первое — совместимость. ZCash поддерживает только публичные токены, а MantaPay это приватный платежный протокол с несколькими активами, поддерживающий модель BYOT (Bring Your Own Token). Сейчас это все взаимозаменяемые активы Polkadot/Kusma. С введением межсетевых мостов, количество активов — увеличится.

Второе— масштабируемость. Криптографическая команда Manta оптимизировала дизайн протокола, используя:

В результате размер функции MantaPay составляет 1/10 от протокола ZCash Sapling. В сочетании с быстрой обработкой Substrate и высокой пропускной способностью Polkadot, MantaPay станет очень удобным инструментом.

Функции MantaPay, повышают ценность всех активов в экосистеме Polkadot, так как они получают защиту конфиденциальности благодаря Manta.

Децентрализованная биржа —обеспечивает свободный рынок криптоактивов. Команда Manta хочет повысить конфиденциальность, за счет увеличения ценности приватных активов в сети. MantaSwap использует проверенный дизайн автоматизированного маркет-мейкера (AMM), который обеспечивает эффективность. Используя этот несложный алгоритм обмена, можно гарантировать эффективность доказывающего устройства и небольшой размер доказательства.

Дизайн MantaSwap обеспечивает анонимность для трейдеров и поставщиков ликвидности. При этом размер пула ликвидности и торговая цена вполне доступны, это позволяет обеспечить эффективность обмена.

Смарт-контракты Manta, сохраняющие конфиденциальность, будут основаны на функциях MantaPay и MantaSwap, и позволят любым разработчикам DApp создавать свои собственные протоколы в Manta. Дальнейшие планы Manta заключается в том, чтобы предложить конфиденциальность, как услугу в Web3. А так же предоставить удобные функции, для интеграции с существующими и новыми приложениями, без необходимости в знаниях о безопасности или криптографии от создателей этих приложений.

Manta Network стремится сделать Web3 лучше, с помощью повышения конфиденциальности. Продукт Manta обеспечивает сквозную защиту и приватность для пользователей блокчейна, с помощью лучших криптографических архитектур, таких как zkSNARK. Так же Manta предлагает функциональную совместимость, удобство, высокую производительность и возможность аудита, позволяя пользователям проводить приватные переводы и транзакции между любыми активами. Команда Manta хочет предоставить удобные инструменты для защиты конфиденциальности во всех блокчейнах!

Команда основателей Manta состоит из крипто-ветеранов, профессоров и ученых с опытом работы в Гарвардском университете, Массачусетском технологическом институте и Algorand. В число советников Manta входят соучредитель Hypersphere Ventures Джек Платтс, партнер Polychain Текин Салими, бывший соучредитель Web3 Foundation Эшли Тайсон, Шуяо Конг из Consensys.

Основные инвесторы Manta: Polychain, ParaFi, Binance Labs, Multicoin, CoinFund, Alameda, DeFiance и Hypersphere. А также команда Manta — официальный получатель гранта Web3 Foundation, участник Substrate Builder Program и член Berkeley Blockchain Accelerator.

Manta Network: [Manta] [Telegram] [Twitter] [Github] [Discord]

Ресурсы Calamary: [Calamary] Ресурсы Dolphin: [Dolphin testnet]