Čo sú dôkazy o nulových znalostiach? Kompletný sprievodca pre začiatočníkov

Čo sú dôkazy nulových znalostí

Dôkazy o nulových znalostiach sú dnes jedným z abstraktnejších a fascinujúcich pojmov v aplikovanej kryptografii. Od potenciálneho uplatnenia po rozhovory o jadrovom odzbrojení k poskytovaniu anonymných a bezpečných transakcií pre verejné blockchainové siete sú dôkazy s nulovými znalosťami hlbokým príkladom kryptografickej inovácie.

Čo sú dôkazy nulových znalostí

Východiská a aplikácie

Koncept dôkazov nulových znalostí bol prvýkrát predstavený v roku 1985 Shafi Goldwasserom, Charlesom Rackoffom a Silviom Micalim a skutočne sa objavil v r. New York Times v roku 1987. Navrhli pojem komplexnosti znalostí, metriku množstva poznatkov, ktoré sú potrebné na prenos z testovacej verzie na overovateľa, aby sa mohla považovať za platnú..

Nakoniec sa im podarilo dokázať, že určitou interakciou medzi skúšajúcim a overovateľom môžu v zásade znížiť množstvo vedomostí, ktoré je potrebné sprostredkovať medzi týmito dvoma, na nulu. Problém, ktorý riešili, dokazoval, že počet bol kvadratický zvyšok mod m. Ich primárne záujmy sa sústreďovali okolo únik informácií, čo znamená, koľko informácií sa overovateľ dozvie v priebehu overovania platnosti žiadosti.

Matematika za týmto konceptom je mimoriadne sofistikovaná (vylúčenie zodpovednosti – vôbec netuším, ako matematika funguje, ale môžete skús) a ich práca im vyhrala Godlova cena v roku 1993 za pokrok v teoretickej informatike.

V ďalšom vývoji sa pre systém vytvorili systémy zabezpečujúce nulové znalosti problém s vyfarbením grafu a že všetko, čo sa dá dokázať interaktívnym systémom kontroly, sa dá dokázať s nulovými vedomosťami. Vytváranie dôkazov o nulových znalostiach prostredníctvom internetových protokolov bolo náročnejšie a vyžadovalo si ich vývoj svedecké protokoly na nerozoznanie. Teraz ich integrácia do decentralizovaných sietí posúva ich aplikáciu ešte ďalej.

Nakoniec boli vynájdené neinteraktívne dôkazy s nulovými znalosťami, ktoré slúžia na odstránenie interakcie medzi skúšajúcim a overovateľom. Namiesto toho je na dosiahnutie výpočtových nulových znalostí potrebný spoločný referenčný reťazec zdieľaný medzi skúšajúcim a overovateľom. Tieto typy matematických a výpočtových predpokladov sú dôvodom, prečo sa dôkazy nulových znalostí bežne označujú ako „krypto mágia“, ktorým je mimoriadne ťažké porozumieť aj z abstraktného hľadiska..

Sprievodca ZK-Snarks

Čítajte: Čo je to zk-SNARKs? Úvod do tohto protokolu o ochrane osobných údajov

Pokiaľ ide o kryptomeny, neinteraktívne dôkazy o nulových znalostiach sa dali získať aj v internetovom obchode Náhodný model Oracle pomocou Fiat-Shamir heuristický. Toto predstavený koncepcia zk-SNARKs, ktorý vytvoril základ pre anonymitu v rámci kryptomeny Zcash. Následne boli skupinou Stanford Applied Cryptography zavedené nepriestrelné strely ako krátke neinteraktívne dôkazy s nulovými znalosťami, ktoré odstránili potrebu kontroverzných dôveryhodné nastavenie v rámci Zcash a iných protokolov pomocou zk-SNARKs. Nakoniec, zk-STARKs boli vytvorené začiatkom tohto roka a tiež eliminovali potrebu dôveryhodného nastavenia.

Aplikácie

Dôkazy o nulových znalostiach majú vďaka svojej jedinečnej povahe širokú škálu aplikácií. Sú obzvlášť účinné v bezpečnej komunikácii, autentifikácii a ochrane súkromia.

Aplikácia relevantná pre kryptomeny je anonymita v transakciách. Medzi platformy, ktoré využívajú určitú formu preukazovania nulových znalostí, patria ZCash, Monero, PIVX a Zerocoin. Dôležité je, že tieto kryptomeny používajú dôkazy s nulovou znalosťou, aby zahmlili podrobnosti transakcií vo verejných blockchainových sieťach. Tieto podrobnosti zahŕňajú odosielateľa, príjemcu a prevedenú sumu.

Kryptomeny na ochranu osobných údajov

Prečítajte si: Mince na ochranu osobných údajov: Sprievodca pre anonymné kryptomeny pre začiatočníkov

Využitie dôkazov nulových znalostí v decentralizovanej verejnej sieti, kde je prenášaná hodnota priekopníckym pokrokom. Schopnosť úplne anonymizovať sieťové transakcie cez verejnú sieť je neuveriteľný výkon, ktorý by sa nemal prehliadnuť.

Ďalšia prominentná aplikácia technológie je v autentifikačných systémoch. A nulové vedomosti dôkaz vedomostí možno použiť na preukázanie tajných informácií, ako je heslo, bez skutočného prezradenia hesla. Dôkazy o nulových znalostiach sú zvyčajne príliš ťažkopádne na užitočnosť iba s heslami, ale nakoniec by to mohlo byť veľmi užitočné na ochranu hesiel používateľov na internete..

Dôkazy o nulových znalostiach možno použiť aj pri overovaní totožnosti. Pre zjednodušenie prístupu k vysoko zabezpečenému zariadeniu potrebujete na získanie prístupu cez dvere buď číslo PIN, alebo autentizovaný preukaz totožnosti. Autentifikačný komponent dverí predstavuje bezpečnostnú dieru, pretože by sa s ňou mohlo potenciálne manipulovať, aby sa zistil prístupový PIN. Ak použijeme dôkaz o nulových znalostiach, komponent môže obsahovať číslo n bez jeho faktorizácie.

Oprávnení používatelia dostanú riešenie tejto konkrétnej inštancie problému a môžu overiť autentizačnú súčasť, že poznajú riešenie, bez toho, aby do autentifikačnej súčasti skutočne zadali niečo konkrétne. Manipulácia s autentifikačným komponentom na vyhľadanie PIN preto nebude fungovať, pretože v skutočnosti PIN neukladá (riešenie).

Ako fungujú

Dôkaz s nulovými znalosťami je miesto, kde dokázateľka (Alice) dokáže, že vie informácie X overovateľovi (Bob) bez toho, aby Bobovi oznámil akékoľvek ďalšie informácie okrem toho, že vie X.

Podľa definície musí dôkaz o nulových znalostiach spĺňať tieto tri vlastnosti:

  • Kompletety
  • Soundnes
  • Nulová znalosť

Úplnosť je veľká pravdepodobnosť, že ak Alice hovorí pravdu, Bob bude nakoniec presvedčený, že hovorí pravdu.

Zdravosť je skutočnosť, že Alice môže iba presvedčiť Boba, ak hovorí pravdu.

Nulová znalosť je to, že Bob sa neučí čokoľvek o tajných znalostiach Alice (riešenie).

Zložitosť dôkazov s nulovými znalosťami vedie k tomu, že sú zvyčajne opísané pomocou abstraktných príkladov. K dispozícii je niekoľko, napríklad jaskyňa Ali Baba, Two Balls and the Color Blind Friend a The Telecom Giant. Všetci odvedú slušnú prácu pri objasňovaní konceptu preukazovania nulových znalostí, ale zamerajme sa na prvú, jaskyňu Ali Baba.

Príbeh pochádza z príspevku s názvom „Ako vysvetliť deťom dôkazy o nulových znalostiach”Jean-Jacques Quisquater a všeobecne znie takto:

Trochu vylepšený a užitočnejší príklad možno použiť s Alice a Bobom.

Alica objaví tajnú frázu, aby otvorila tajné dvere v podivnej jaskyni. Jaskyňa má tvar prstenca s tajnými dverami, ktoré na konci blokujú cesty, aby sa spojili. Bob chce poznať tajné slovo, ale Alice mu ho neprezradí.

Na vyriešenie situácie označia dve cesty A a B. Alice sa vydá cestou, zatiaľ čo Bob čaká vonku a nevidí, ktorú cestu si zvolí. Bob vojde do jaskyne a kričí, po ktorej ceste chce, aby sa Alice vrátila. Pretože Alica má pred dverami tajnú frázu, môže sa vrátiť na ktorúkoľvek cestu a ľahko sa vráti na cestu, ktorú Bob zakričí. Na to tiež nemusí prezradiť tajnú frázu.

Ak Alica nepozná tajné slovo, bude mať 50-percentnú pravdepodobnosť návratu na požadovanú cestu. Počas nepretržitých pokusov by však bola pravdepodobnosť, že dokáže predvídať Bobovu požiadavku, nedbanlivá.

Pretože má tajnú frázu, jej schopnosť vrátiť sa na požadovanú cestu dôsledne dokazuje Bobovi (s veľmi vysokou pravdepodobnosťou), že túto tajnú frázu pozná. Pre pozorovateľov tretích strán nemôžu vidieť Alicu v jaskyni kvôli jej tvaru, takže by videli iba Alicu, ktorá sa vracia po správnej ceste. Vďaka tomu je celá interakcia medzi Alice a Bobom anonymná.

Dôkazy o nulových znalostiach sa budú aj naďalej uplatňovať všade tam, kde sú pri ďalšom vývoji užitočné. Základná technológia môže byť mimoriadne zložitá, ale jej potenciál v oblasti súkromia, autenticity a bezpečnosti nemožno preceňovať.

Použitie dôkazov o nulových znalostiach v kryptomenách posúva inováciu technológie ešte ďalej. Ak hľadáte technickejší rozpis alebo príklady zo skutočného sveta z technického hľadiska, Matthew Green je vynikajúci analýza technológie s niektorými experimentmi so super myšlienkami.

Záver

Dôkazy o nulových znalostiach právom zaujímajú svoje miesto ako jedna z najkomplikovanejších a jedinečných technológií používaných v blockchainových sieťach. Ich dôsledky sú myslením do budúcnosti a dokonca priťahovali obdiv spoluzakladateľa spoločnosti Google Sergeja Brinu.

Uplatňovanie dôkazov o nulových znalostiach v kryptomenách bude naďalej viesť pri odhaľovaní jednej z najvzrušujúcejších a anonymných technológií, ktoré sú dnes k dispozícii.

Mike Owergreen Administrator
Sorry! The Author has not filled his profile.
follow me