Zero-Knowledge Proof là gì và ứng dụng trong lĩnh vực tiền điện tử?

Bạn đã bao giờ phải gửi một hồ sơ tài chính hoặc hồ sơ sức khỏe có thể chứa những thông tin cá nhân nhạy cảm và đáng xấu hổ, chỉ để chứng minh rằng bạn có đủ khả năng vay vốn, hoặc rằng cơ thể bạn không có vấn đề nghiêm trọng nào chưa? Điều gì sẽ xảy ra nếu bạn có thể chứng minh rằng nguồn thu nhập của mình ổn định và dồi dào, hoặc rằng bạn hoàn toàn khỏe mạnh – mà không cần tiết lộ rằng bạn vừa mua $100 Nutella hay bị trầy đầu gối vì ngã xe đạp? Đây là một ví dụ điển hình – đồng thời cũng là một trường hợp ứng dụng tiềm năng của Zero-Knowledge Proof.

Zero-Knowledge proof (ZKP) là gì?

Có lẽ bạn đã đoán ra từ ví dụ trên – Zero-Knowledge Proof (ZKP) là một phương pháp hoặc quy trình cho phép chứng minh tính đúng đắn của một mệnh đề mà không cần tiết lộ nội dung của mệnh đề đó.

Giả sử bạn vừa hoàn thành trò chơi Wordle hôm nay (tất nhiên là vẫn còn người chơi trò đó) trước khi bạn bè của bạn kịp làm được điều đó. Thay vì nói cho họ biết từ khóa là gì, bạn chỉ cần chia sẻ hình ảnh kết quả Wordle với năm ô vuông màu xanh liên tiếp. Theo cách này, bất kỳ ai nhìn thấy hình ảnh đó đều biết rằng bạn đã đoán đúng từ, nhưng không ai biết được từ đó là gì, trừ khi họ đã biết trước. Điều tiện lợi hơn nữa là bạn chỉ cần chia sẻ hình ảnh này một lần trên X, và mọi người sẽ biết rằng bạn đã giải được trò chơi mà không cần bất kỳ tương tác nào thêm với bạn (thậm chí họ không cần biết bạn là ai). Điều này được gọi là Zero-Knowledge Proof không tương tác (non-interactive ZKP), trái ngược với Zero-Knowledge Proof có tương tác (interactive ZKP), trong đó người xác minh phải tham gia vào một chuỗi trao đổi với người chứng minh để quyết định xem họ có bị thuyết phục hay không.

Hiển nhiên, cơ chế tinh vi này (bao gồm cả tương tác và không tương tác) sẽ mở ra nhiều ứng dụng mới mẻ và hấp dẫn, đặc biệt là trong những lĩnh vực đặt quyền riêng tư lên hàng đầu - mà tiền điện tử là một ví dụ tiêu biểu. Hai trong số những bước tiến nổi bật nhất trong lĩnh vực này là zk-SNARK và zk-STARK.

zk-SNARK vs. zk-STARK

zk-SNARK là viết tắt của zero-knowledge Succinct Non-Interactive Argument of Knowledge. Điểm nổi bật của zk-SNARK nằm ở tính không tương tác, nghĩa là bất kỳ ai cũng có thể xác minh một mệnh đề mà không cần giao tiếp với người chứng minh. Điều này cho phép mạng blockchain có thể xác minh quyền sở hữu tài khoản, đồng thời đảm bảo rằng người gửi trong một giao dịch cụ thể có đủ số dư, mà không cần tiết lộ địa chỉ ví hay số tiền giao dịch.

Các đường cong elip ngẫu nhiên là trung tâm trong mô hình bảo mật của zk-SNARK. Để khởi tạo một giao thức sử dụng zk-SNARK, cần có một bước thiết lập đáng tin cậy. Điều này liên quan đến việc các khóa bí mật được tạo ra và sau này được dùng để tạo bằng chứng cho các giao dịch và quá trình xác minh. Do đó, zk-SNARK dễ bị tấn công lượng tử và rò rỉ khóa bí mật. Tuy vậy, zk-SNARK có thể giảm đáng kể kích thước khối và mức tiêu thụ gas và đã thu hút được một cộng đồng lớn kể từ khi ra đời vào năm 2012.

zk-STARK, viết tắt của zero-knowledge Scalable Transparent Argument of Knowledge, được giới thiệu vào năm 2018. Đúng như tên gọi, zk-STARK tập trung vào khả năng mở rộng và tính minh bạch. Trong khi thời gian chứng minh và xác minh của zk-SNARK tăng tuyến tính theo kích thước dữ liệu chứng thực thì với zk-STARK, sự gia tăng này chỉ ở mức gần tuyến tính, giúp chúng xử lý các bộ dữ liệu lớn linh hoạt và hiệu quả hơn nhiều. Ngoài ra, zk-STARK còn tận dụng nguồn ngẫu nhiên có thể xác minh công khai và các hàm băm, nghĩa là chúng không cần bước thiết lập đáng tin cậy ban đầu, đồng thời chống lại các cuộc tấn công lượng tử.

Tuy vậy, zk-STARK tạo ra các khối lớn hơn nhiều và đòi hỏi sức mạnh tính toán cao hơn, dẫn đến mức tiêu thụ gas lớn hơn và thời gian xác minh lâu hơn. Bên cạnh đó, zk-STARK hiện có ít nhà phát triển và tài nguyên sẵn có hơn nhiều so với “người anh lớn” của nó.

Ứng dụng của ZKP trong lĩnh vực tiền điện tử

Xác minh danh tính

Không nơi nào tập trung nhiều dữ liệu cá nhân nhạy cảm hơn là thông tin định danh của chúng ta. Theo cách truyền thống, một bằng chứng xác minh danh tính yêu cầu người chứng minh - tức là bạn - phải cung cấp toàn bộ thông tin định danh của mình cho bên xác minh, bao gồm mọi thông tin về bạn, dù liên quan hay không, thậm chí ở mức độ rất chi tiết.

Ngược lại, với ZKP, bạn chỉ cần tạo ra một thông tin xác thực dùng làm bằng chứng về quyền sở hữu và tính hợp lệ của danh tính của mình. Bên xác minh chỉ cần thực hiện một vài phép kiểm tra tính hợp lệ của thông tin xác thực đó, mà không cần truy cập vào toàn bộ dữ liệu cá nhân của bạn.

Bằng chứng Dự trữ Cây Merkle

Cây Merkle là một cây nhị phân, trong đó dữ liệu được lưu ở các nút lá. Mỗi nút lá có giá trị băm riêng và các giá trị băm này sẽ được ghép cặp và băm lại nhiều lần để tạo ra các nút trung gian, cho đến khi chỉ còn lại một giá trị duy nhất - giá trị băm gốc (root hash).

Bên xác minh chỉ cần lấy giá trị băm từ một vài nút trong cây để kiểm tra tính toàn vẹn của toàn bộ dữ liệu, mà không cần phải truy cập hay xử lý toàn bộ chuỗi dữ liệu phức tạp phía dưới. Điều này được sử dụng rộng rãi để chứng minh rằng các sàn giao dịch có đủ quỹ dự trữ và không chuyển tiền của người dùng đi nơi khác vì những mục đích không minh bạch.

Bitget luôn đặt lợi ích và sự an toàn của khách hàng lên hàng đầu. Mọi người luôn có thể xác minh Bằng chứng dự trữ cây Merkle của Bitget tại: Bằng chứng Dự trữ của Bitget.

Để biết thêm thông tin về Bằng chứng dự trữ cây Merkle của chúng tôi, bạn có thể tham khảo giới thiệu về Cây Merkle.

Zk-rollup

Rollup, đúng như tên gọi của nó, là một giải pháp mở rộng quy mô giúp gộp nhiều giao dịch lại thành một giao dịch duy nhất. Nhờ cơ chế này, Rollup cho phép xử lý giao dịch nhanh hơn và chi phí rẻ hơn nhiều so với việc thực hiện trực tiếp trên mainnet của Ethereum. Có hai nhánh trong các giải pháp rollup của Ethereum: Optimistic và Zero-knowledge. Chúng ta sẽ tập trung vào nhánh thứ hai trong bài viết này.

Zero-knowledge rollup (zk-rollup) thực hiện việc tính toán ngoài chuỗi và chỉ gửi lên trên chuỗi một bằng chứng hợp lệ – tức là “bản tóm tắt” của tất cả các giao dịch đã được gộp lại. Khi bằng chứng này được xác minh trên chuỗi, toàn bộ các giao dịch đã được gộp lại sẽ được hoàn tất chỉ trong một lần xử lý.

Có một số đơn vị lớn đang tham gia vào các giải pháp zk-rollup của Ethereum. Polygon đã thông báo rằng bản beta của zkEVM mainnet sẽ được ra mắt vào cuối tháng 3. Trong nỗ lực cạnh tranh với Polygon, zkSync – một đối thủ khác – đã mở đăng ký cho các nhà phát triển trên ‘mainnet’ của họ chỉ một ngày sau thông báo của Polygon.

Các bên tham gia đáng chú ý khác trong cuộc đua này bao gồm Loopring, một sàn giao dịch phi tập trung cung cấp tốc độ xử lý cao và chi phí giao dịch thấp nhờ tận dụng zk-rollup; Immutable X, một giải pháp Layer 2 tập trung vào NFT, mang đến trải nghiệm gần như tức thì và không tốn phí gas bằng cách sử dụng zk-rollup.

Đăng ký ngay và bắt đầu giao dịch Polygon, Loopring, Immutable X, Mina cùng nhiều dự án tiên phong khác trong lĩnh vực zero-knowledge.

Tuyên bố miễn trừ trách nhiệm: Các thông tin trong bài viết này chỉ nhằm mục đích tham khảo. Bài viết này không cấu thành sự đảm bảo cho bất kỳ sản phẩm và dịch vụ nào được thảo luận hoặc lời khuyên về đầu tư, tài chính hoặc giao dịch. Bạn cần tham khảo các chuyên gia trước khi đưa ra bất kỳ quyết định tài chính nào.