不同證明方案的比較：理解 ZK 證明系統的優缺點_CEFI

作者：Hill.bit

編譯：深潮TechFlow

零知識證明的概念大家耳熟能詳，但具體到技術細節可能很多人都一頭霧水。

零知識和證明實際上是2個名詞，證明方案是零知識協議安全假設的基本組成部分。在本文中Hill.bit將通過解釋多種不同的證明方案以及它們的優缺點，來幫助更多人理解ZK證明系統。

在零知識證明系統中，有三個實體參與：設置者、證明者和驗證者。不同的證明方案會以各種方式影響它們的行為，從而影響效率、安全性和整個系統的性能。

設置者階段生成ZK系統所需的必要參數和公鑰。證明方案會影響設置者階段的復雜度、計算、通信以及它是受信任的還是無需信任的。證明者生成一個證明，證明其掌握了一個秘密輸入的信息，而無需透露該信息。證明方案影響證明者的計算時間、內存需求和證明大小，從而影響通信和存儲需求。驗證者檢查證明的有效性。證明方案會影響驗證時間、內存需求以及向證明請求的數量和復雜度。這里有三種不同類型的證明方案。

火幣朱嘉偉：DeFi和CeFi的目標一致，但二者的實現路徑不同:金色財經現場報道，8月5日下午，“2020 Cointelegraph中文大灣區·國際區塊鏈周”在深圳舉行，火幣集團首席運營官朱嘉偉發表了題為《DeFi 對 CeFi：誰才是行業未來的信用橋梁》的主題演講，他表示，CeFi用戶本質是信任依據標準提供服務的專業金融機構以及組成這個機構的從業人員。DeFi用戶本質是信任由專業程序員編寫和自動執行的代碼，但代碼也是由人編寫的。盡管兩邊目標一致，但DeFi和CeFi的實現路徑不同。DeFi通過自動和精準執行的代碼使人們確信，而CeFi通過制度標準和金融專家的經驗使人們確信。[2020/8/5]

線性PCPs+僅線性編碼：

人民日報海外版：區塊鏈等發展中的基礎設施應采取不同的策略:6月4日，人民日報海外版刊文稱，在今年的全國兩會上，不少代表委員提出，“新基建”要避免傳統基礎設施建設遇到的問題。對于人工智能、區塊鏈等還處于發展中的基礎設施，應采取不同的策略，不應蜂擁而上，避免重復建設對地方財政帶來的負擔。在這一過程中，政府部門要有科學務實的發展規劃，不斷探索和創新監管方式，營造更加有利于創新發展的制度環境。[2020/6/4]

利用線性概率可檢驗證明和線性運算；

提供強零知識屬性；

生成最短的證明；

需要受信任的設置；

聲音 | 美國CFTC主席：比特幣和Libra是完全不同的產品:據CNBC消息，美國當地時間11月19日，美國商品期貨委員會（CFTC）主席Heath Tarbert在接受采訪時稱，比特幣和Libra是完全不同的產品，比特幣已運行超過10年，大家非常了解它的運行機制，因而它被劃歸商品而非證券；Libra則剛剛發展，還有很多問題等待解答，與一攬子法幣掛鉤的結構意味著它完全是另一種產品。[2019/11/20]

以前的改進主要集中在減少證明者時間上。

線性PCPs是一種證明系統，其中驗證者通過查詢少量證明來檢查語句的有效性。術語“線性”指驗證者的查詢是證明的線性函數。

動態 | 美國加州法官不同意將Ripple投資者訴訟交還給下級法院:據coindesk報道，美國加利福尼亞州北部地區法官Phyllis Hamilton否決了將Ripple的訴訟轉移到下級法院的請求。周五公布的法庭文件顯示，此前該訴訟已被移交至美國地方一級法院，投資者Ryan Coffey希望能將該訴訟交還給舊金山高級法院。據報道，今年早些時候，Coffey起訴Ripple，聲稱XRP是由Ripple公司控制并發行的。Coffey在動議中聲稱，根據證券法，他提出的案件可以提交州法院，并且明顯不可離開州法院。然而，法官Hamilton指出，Coffey所引用的先例和規則并不一定適用本案。由于集體訴訟的“全國性”性質，聯邦法院可以取代州法院，無論XRP是否為證券。[2018/8/15]

僅線性編碼是一種加密技術，用于隱藏信息，僅允許對隱藏數據進行線性操作。這可以確保數據隱私同時使某些計算得以執行。

多項式IOPs+多項式承諾方案：

利用代數結構；

通常比基于線性PCP的系統更高效；

支持通用/不受信任的設置；

允許定制電路；

以前的改進主要集中在提高驗證者效率上。

多項式交互式預言機證明是一種證明系統，其中證明者和驗證者在多個回合中交換消息。證明者生成預言并將其提供給驗證者。

驗證者在特定點查詢預言機，而證明者以相應的多項式評估響應。多項式方案承諾多項式而不透露有關多項式本身的信息。

與線性PCPs+僅線性編碼相比的效率提高來自于：

更好地利用代數結構；

更高效的證明生成/驗證；

壓縮多項式表示；

批處理驗證技術

然而，多項式IOPs+多項式承諾方案存在以下缺點：

更復雜的設計和實現；

特定目的的加密假設；

不同的性能權衡，例如可并行性。

折迭方案：

允許遞歸證明組合；

實現嵌套證明以提高效率和可擴展性；

快速且易于并行化的證明者；

之前的改進主要集中在構建遞歸SNARKs上。

遞歸證明組合可以降低驗證者的計算和內存需求，這在像區塊鏈這樣的應用中特別有用。證明聚合可以減小最終證明的大小和驗證時間，但生成這樣的證明可能對證明者的計算要求更高。與多項式IOPs+多項式承諾方案相比，折迭方案的效率提高來自于：

遞歸證明組合；

證明聚合；

改進的可擴展性；

更快的驗證時間。

折迭方案的潛在缺點包括：

更復雜的設計和實現；

定制化的加密假設；

增加證明者的計算時間和內存開銷；

適用性可能因用例而異。

總之，線性PCPs+僅線性編碼提供強大的零知識屬性和最短的證明長度，但它們需要受信任的設置，并且與其他類別相比在效率上具有局限性。多項式IOPs+多項式承諾方案通過更高效的證明生成和驗證過程，在效率上比線性PCPs+僅線性編碼有顯著改進，但設計和實現可能更為復雜。

折迭方案在效率和可伸縮性方面表現出色，得益于遞歸證明組合，這在區塊鏈應用中尤其有用。但是，證明者的計算時間和內存開銷可能會增加，并且其適用性可能因使用情況而異。

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