区块链学习笔记【零知识证明】

零知识证明，英文名为Zero-Knowledge Proof，是由S.Goldwasser、S.Micali以及C.Rackoff在20世纪80年代初提出的。它指的是证明者能够在不向验证者提供任何有用的信息的情况下，使验证者相信某个论断是正确的。零知识证明实质上是一种涉及两方或更多方的协议，即两方或更多方完成一项任务所需采取的一系列步骤。证明者向验证者证明并使其相信自己知道或拥有某一消息，但证明过程不能向验证者泄漏任何关于被证明消息的信息。大量事实证明，零知识证明在密码学中非常有用。如果能够将零知识证明用于验证，将可以有效解决许多问题。

为什么便于理解零知识证明

举几个栗子

栗子①

李雷要向韩梅梅证明自己拥有某个房间的钥匙，假定该房间的锁只能用这把钥匙打开，而其他任何方法都不可以。有2个方法：

1、李雷把钥匙出示给韩梅梅，韩梅梅用这把钥匙打开该房间的锁，从而证明A拥有打开这个房间的钥匙；

2、李雷告诉韩梅梅该房间内有某一特定的物体，李雷用自己的钥匙打开该房间的门，然后把物体拿出来出示给韩梅梅，从而间接地证明自己确实拥有打开这个房间的钥匙。有一个前提，在一个密闭的系统内，没有第二个地方存在这个相同的物体

栗子②

一个数独题目，小明和小红一起在做

做了2分钟小明就做出来了，小红做了2个小时都没做出来，小红觉得太不可思议了，因为她感觉自己的智商收到了侮辱，她一口咬定，这道题目无解，是一个错题，小明想要向她证明他是真的做出来了，有2种办法，第一种是直接把答案给她看，这样小红就相信了，但是小明不想要告诉小红正确答案，但又想让小红相信自己是真的把这个数独题目给解出来了，这时候怎么办呢？

小明想了一个办法，他写了9*9=81张卡片，把卡片上写上正确的答案，然后把题目中提供线索的数字正面朝上，自己填的数字正面朝下，她让小红选任何一行，一列，或者一宫，然后把卡片放到一个盒子里面，搅乱，最后拿出来检查，是不是1-9，这9个数字，用这种方式，多验证几次，小红自然就相信，小明确实在2分钟内找出了这道题目的解，她也就心服口服了。

栗子③

小伙伴们还记得《阿里巴巴和四十大盗》的故事吗？

强盗们抓住了阿里巴巴，要他说出打开宝藏洞穴的密语，阿里巴巴心里想“我说出来你们还不把我给杀了啊，我都没有利用价值了”但是我如果不说出来，那么强盗仍然会把他给杀了，这时候他想了一个办法，他站到洞口，当强盗头举起手上的刀时候，他就说出开门密语，这时候门就打开了，当强盗头放下刀的时候，他就说出关门密语，这时候门关了，来回试了几次，强盗相信了他的话，而且阿里巴巴也并没有泄露自己的密语

零知识证明也不是一个新概念了，它早在20世纪80年代初就被提出。目前在匿名性方面十分突出的加密资产ZCash的匿名交易就是依靠“零知识证明”实现的。

Zcash 是首个使用零知识证明机制的区块链系统，它可提供完全的支付保密性，同时仍能够使用公有区块链来维护一个去中心化网络。与比特币相同的是，Zcash代币（ZEC）的总量也是2100万，不同之处在于，Zcash交易自动隐藏区块链上所有交易的发送者、接受者及数额。只用那些拥有查看秘钥的人才能看到交易的内容。用户拥有完全的控制权，他们可自行选择向其他人提供查看秘钥。

Zcash保留了 bitcoin 原有的模式，基于比特币 0.11.2 版代码修改的。 Zcash 钱包资金分 2 种：透明资金、私有资金，透明资金类似比特币资金；私有资金加强了 隐私性，涉及到私有资金的交易是保密不可查的，透明资金与透明资金的交易是公开可查的。

Zcash以其匿名性使其市场热度一度很高，但其仍面临一些问题：首先，要实现匿名性，其所需要的证明信息所花费的计算资源就非常多，带来了大量的资源浪费，也导致了其可扩展性面临巨大挑战。另外，匿名性会带来大量的额外监管问题，一旦有不法份子利用其用户黄、赌、毒等违法领域，将会给追踪与监管带来非常大的挑战，造成一系列社会问题。