一文比較不同證明方案：理解ZK證明系統的優缺點_OPS

原文作者：Hill.bit 

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。

BlockTower Capital將398萬枚YGG轉移至Wintermute:金色財經報道，據Spot On Chain監測，BlockTower Capital于12小時前歸屬398萬枚YGG（64萬美元），并于4小時前全部轉移至Wintermute。值得注意的是，1302萬枚枚YGG（約205萬美元，或流通供應量的7.04%）預計將于7月27日解鎖。[2023/7/25 15:57:15]

線性 PCPs + 僅線性編碼：

利用線性概率可檢驗證明（PCPs）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；

內華達州監管機構：Prime Trust無法滿足所有客戶提款需求:金色財經報道，內華達州金融機構部門周四表示，加密貨幣托管機構Prime Trust無法滿足所有客戶的提款需求。監管機構表示，在BitGo周四取消的收購計劃之前，它一直在監控該公司的償付能力。Prime未能保護其托管的資產，無法滿足所有客戶的提款要求。因此，Prime違反了對客戶的信托義務，違反了內華達州信托法。[2023/6/23 21:55:44]

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。

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。

Solana生態NFT項目DeGods基于Ordinals在比特幣鏈上鑄造:2月16日消息，Solana生態NFT項目DeGods已經利用Ordinals協議將535個NFT在比特幣鏈上鑄造。DeGods創始人Rohun Vora（Frank）表示，他和Dust Labs首席執行官Kevin Henrikson都是比特幣的長期愛好者，在Ordinals熱潮早期，他們很高興有機會將該項目帶到比特幣網絡。（Decrypt）[2023/2/16 12:11:12]

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；

ETH月活躍地址跌至兩年來最低:7月13日消息，據Coin Metrics報告稱，以太坊(ETH)的月活躍地址數量約為600萬，這是自2020年6月以來的最低水平。活躍的以太坊地址數量在2021年末至2022年初之間出現反彈。到2022年3月，這一數字已達到約900萬。[2022/7/13 2:09:11]

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（IOPs）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（對多項式的承諾）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：

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：

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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