零知识证明（Zero-Knowledge Proof，ZKP）是一种在不泄露陈述内容的情况下证明陈述有效性的方法。它是一个证明系统，包括证明者、验证者和挑战，使用户能够公开分享知识或所有权的证明，而不揭示其细节。

在密码学中，零知识证明允许用户在不透露秘密内容的情况下，说服其他用户知道某事或已经做过某事，它是迄今为止最强大的密码学工具之一。在本文中，我们深入探讨了零知识证明的概念，并提供不同的示例，以帮助读者理解它们的工作原理。  

ZKP的简要历史

密码学中的零知识首次出现在1985年的论文《互动证明系统的知识复杂性》（[GMR85]）中，由先驱者Shafi Goldwasser、Silvio Micali和Charles Rackoff提出。他们提供了今天广泛使用的零知识证明定义： “零知识协议是一种方法，通过该方法，一方（证明者）可以向另一方（验证者）证明某个陈述为真，而不揭示任何信息，除了这个特定陈述为真。”

零知识证明必须满足三个性质：

1. 完备性：如果陈述为真，诚实的验证者将被诚实的证明者说服。

2. 严密性：如果陈述为假，没有不诚实的证明者能够说服诚实的验证者。证明系统是诚实的，不允许作弊。

3. 零知识性：如果陈述为真，没有验证者会获得除了这个陈述为真之外的任何信息。

交互式零知识证明要求证明者和验证者进行来回对话，以完成证明。非交互式零知识证明是指证明者向验证者发送单个消息，验证者能够在不需要证明者进一步通信的情况下检查证明的有效性。

 zk-SNARK（Succinct Non-Interactive Arguments of Knowledge）可能是最流行的零知识证明形式，最早出现在2011年的Bit+11论文中。到2013年，多亏了Pinocchio PHGR13论文，零知识证明可以在现实应用中使用，该论文使zk-SNARKS适用于一般计算，尽管速度较慢。2016年提出的Groth16算法大大降低了计算复杂性，使zk-SNARKS非常高效，至今仍然是标准。

然而，可信设置对于这些零知识协议的安全性至关重要。必须使用初始过程生成加密参数，以便能够运行零知识协议。由第三方执行此操作，以确保加密参数是随机、不可预测和安全的。 随后在2017年引入了Bulletproofs（BBBPWM17），在2018年引入了zk-STARKs（BBHR18）。与前任不同，它们是不需要初始可信设置的范围证明类型。2019年的PlonK论文实现了通用零知识证明算法，这意味着只需要启动一次可信设置，而与之相比，Groth16需要每个电路都有一个单独的可信设置。

由于领域的发展，零知识证明已经从纯理论过渡到在区块链、安全通信、电子投票、访问控制和游戏中具有有用的实际应用。随着它们继续投入商业应用，将会有更多令人兴奋的发展来推进技术。

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在过去 3 年中，Aave 和 Uniswap 等 Defi 协议为个人和实体使用安全、无需信任且高效的智能合约交易和借出数字资产奠定了基础。

我们还看到了 OpenSea 等 NFT 市场的出现，这些市场实现了非同质化数字资产的无缝交易，这些资产主要代表艺术品。

虽然有些人认为这些创新只不过是投机工具，但对于企业实体、基金会甚至政府机构等大型市场参与者来说，存在大量尚未开发的潜力，可以将现实世界中的资产代币化，以便将它们插入这些 Defi 协议中，以便以更高效、更安全的方式借贷、许可、交易和转让所有权。

DDO Chain在零知识证明技术的应用

DDO Chain使用zk-SNARKs 技术，允许证明者（侧链）向验证者（主链）证明交易有效，而主链节点无需知道交易的详细信息，例如传输的地址或值。

zk-SNARKs 的作用是压缩节点需要处理的数据量，以便在确认交易进入下一个区块之前验证交易是否正确。

侧链首先通过正常验证其区块链中的交易来实现这一点，然后构建一个证明，该证明本质上是一个证书，证明侧链内的交易已根据主链识别的标准流程得到正确验证。

该证书用于准确表示侧链或链的状态，例如每个侧链中的账户余额和总价值，同时包含的数据与其代表的数万笔交易相比要少得多。

然后，主链上的节点使用特殊算法来验证该证书，就像验证任何其他交易一样。

如果算法确认证书/证明是正确的，那么主链节点就会将此作为证据，证明侧链中的交易都已被正确验证，而无需自己执行验证过程。

换句话说，主链节点无需验证每笔侧链交易，而只需验证单个区块内数万到数十万笔侧链交易的计算证明。DDO Chain运用zk-SNARKs技术，可以在不损害安全性或去中心化的情况下显著扩大区块链处理的交易数量——双赢。