Filecoin是目前最大的零知識證明網絡，zk-SNARKs到底是什么？_NAR

在區塊鏈領域，匿名性和隱私性是人們最關注的方向之一。而在各種提供隱私性的加密技術中，zk-SNARKs最為重要，它是目前區塊鏈領先的強大隱私工具，而Filecoin部署的zk-SNARKs網絡是目前最大的。

它究竟是什么？即使你完全是一個技術小白，今天這篇文章也能讓你對它有基礎的了解。

zk-SNARKs是一種加密技術，即“零知識簡潔非交互知識論證”的縮寫，它允許“證明提供者”以數學方式向“驗證者”證明信息的準確性，而不會透露除其真實性和完整性之外的任何內容。

這么說可能還是有些難以理解，1990年，一位密碼學家發布了一篇《如何向你的孩子解釋零知識協議》的論文，如果你有興趣，可以點擊閱讀原文查看完整論文。我們在這里大概來捋一下這篇論文，相信你就會有一個相對清晰的思路。

Filecoin網絡計劃升級至v12，目前仍在維護當中:官方消息，Filecoin計劃于4月29日北京時間14:00左右（比之前預訂時間晚8小時），在epoch 712320將網絡升級到v12。為此次網絡升級，Filecoin于北京時間今日6:00進入維護，目前網絡仍在維護當中。

此前消息，Coinbase表示，因Filecoin按計劃進行網絡升級，Filecoin的存款和提現將被推遲。[2021/4/29 21:10:16]

要從阿里巴巴的故事說起。有一天，一位叫阿里巴巴的老人去集市趕集，小偷偷走了他的錢包，阿里巴巴立馬去追他，追到一個山洞，進去后發現山洞竟然有兩條岔路。

算力方舟CEO邱道長：Filecoin即將崛起的底層邏輯:4月7日，算力方舟CEO邱道長做客中幣（ZB）“IPFS專家談”欄目，并在直播中發表自己的觀點：IPFS在技術架構上，與BTC、ETH類似，IPFS和Filecoin使用的底層技術是在P2P傳輸協議上的改進版，增加了文件切片、哈希去重、內網穿透等技術功能，但IPFS和Filecoin作為一個分布式存儲賽道上的項目，由于IPFS/Filecoin改變了內容分發的規則，因此，第三方的分發中介渠道將會大幅弱化，內容分發的收費模式也會發生根本改變。

IPFS/Filecoin的愿景是取代WEB2.0 HTTP協議，打造基于IPFS/Filecoin的更加開放、快速、安全的互聯網WEB 3.0。所以，在IPFS/Filecoin網絡上，將擁有類似ETH的DeFi生態一樣首創的生態應用圈。[2021/4/7 19:55:10]

上方為山洞的入口

FIL突破220美元關口 日內漲幅為19.24%:火幣全球站數據顯示，FIL短線上漲，突破220美元關口，現報221.1802美元，日內漲幅達到19.24%，行情波動較大，請做好風險控制。[2021/4/1 19:36:32]

沒看見小偷走了哪條路的阿里巴巴只好隨機選了左邊，發現路是封死的，又去右邊那條，竟然也封死了。小偷到底去了哪里？

第二天，小偷拿走了阿里巴巴的菜籃子，他追過去，又遇到同樣的情形…這樣的情況維持了40天。于是，阿里巴巴決定守在右邊通道守株待兔，等了許久終于等到小偷，他看到小偷跑到被封死的路口，小聲喊了句咒語“芝麻開門”，被封死的洞口打開了。

小偷進去后，洞口又自動封了起來，原來，說出咒語進入山洞后，左右就能連通起來。不斷地嘗試后，阿里巴巴為這個洞口更換了新的咒語。相當于洞口被設置了新的密碼。

Filecoin當前全網有效算力為1.21EiB:據IPFS100.com報道，Filfox瀏覽器數據顯示，Filecoin網絡當前區塊高度為291962，全網有效算力為1.21EiB，總質押量約為2066.1664萬枚FIL，活躍礦工數為759個，每區塊獎勵為14.7924FIL，近24小時產出量為205763FIL，24小時平均挖礦收益為0.1638FIL/TiB。

目前有效算力排名前三的分別為：F02770（時空云&靈動）以69.18PiB暫居第一，F01248（智合云zh）以64.01PiB位居第二，F01782（hellofil）以29.53PiB位居第三。[2020/12/4 23:05:55]

阿里巴巴的故事引起了許多人的好奇，后來，有人真的找到了這個山洞。一位自稱是阿里巴巴后人的研究者想證明自己知道這個新咒語，但又不想公開，他要如何做呢？

掌柜調查署｜鐘庚發：IPFS是Web3.0的底層協議，Filecoin是Web3.0的基礎設施:在今日舉行的掌柜調查署中，針對“IPFS和Filecoin未來會帶來什么革命性的創新“的問題，ChainUP創始人兼CEO鐘庚發表示，我之前是做互聯網的，所以經歷過2.0時代，也研究過1.0時代的互聯網。我把它定義為三個階段：第一個階段Web1.0：信息單向的提供，比如說代表產品是之前的三大門戶。2.0時代，我把它定位為信息的雙向互動，除了有機構、平臺的信息提供，還有是個人可以提供內容，比如說微博、社交產品抖音，大家現在玩的很火。Web3.0我把它定義為下一代的互聯網。3.0有幾個特點：

1.Web3.0用戶會掌握自己的數據。我們知道在2.0、1.0時代，我們都把數據交給中心化平臺，比如說微信數據在騰訊在那里，交易數據在阿里巴巴那里，數據不是我們自己掌握，數據的收益也歸屬于平臺，而個人在里面所能分到收益非常少。

2.Web3.0解決數據安全的問題。基于IPFS的數據存儲，它能夠很好解決數據安全的問題。

3.Web3.0一定是基于分布式的網絡去運行。

4.Web3.0需要有一個統一的數字身份ID，我們現在所有的平臺，因為各個平臺是割裂的，沒有統計的數據身份ID。總結一下：IPFS是Web3.0的底層協議，Filecoin是Web3.0的基礎設施。[2020/7/4]

他帶領團隊走到那個洞口，自己先念咒語進入山洞，再讓人擲硬幣替他決定從哪一邊出來。也就是說，如果研究者不知道密碼，他只會隨機進入一個封死的路口，再從那個路口原路返回，不可能做到每次都能和擲硬幣的結果相同；只有知道密碼打開洞口，才能隨意選擇出來的方向。實驗進行了40次，每次都成功了，研究者也成功證明了自己是知道秘密的人。

這個過程被一位攝影師記錄下來，授權給了電視臺A，電視臺B得知這件事之后，找人偽造了一段非常相似的視頻。這兩段視頻同時播出后，誰都無法證明哪個電視臺播出的是正確的的。

研究者不可能為了證明電視臺A的真實性而當眾披露這個秘密，但攝影師確信研究者知道這個秘密，研究者也因此達到了自己最初的目的：在不透露自己秘密的情況下，說服他人完全相信自己是可能的。

這就是零知識證明。它的首批應用之一是Schnorr認證協議，這種數字簽名方案可以在加密貨幣上實施，以使其更加保密，但也有一個很明顯的缺點，這些協議是交互式的，證明者和驗證者必須相互通行才能完成驗證流程，證明者和驗證者雙方必須同時在線。

1996年，Fiat-Shamir啟發式在隨機預言機中得出非交互式零知識證明。非交互式即證明者和驗證者之間共享的公共參考字符串足以實現計算零知識，而無需交互。經過后來人們不斷完善，；零知識證明才演變出今天的分支——zk-SNARKs。

現在，讓我們重新拆分一下zk-SNARKs是什么——

zk-Zeroknowledge：零知識，即在證明過程中不透露任何隱私數據。

S-Succinct：簡潔的，指在驗證過程中不涉及大量數據傳輸，且驗證算法簡單。

N-non-interactive：無交互，證明者與驗證者之間不需要交互即可實現證明。交互的零知識證明需要攝影師和研究者需要同時在現場，或需要向攝影師發送視頻才能驗證。但在無交互的零知識證明中，證明者只需要計算一次產生一個證明，所有的驗證者都可以驗證這個證明。

AR-Argument：論證，討論這些證明的一種形式主義，因為有一些花哨的密碼學和非確定性并不能完全構成傳統意義上的這些“形式證明”。

K-Knowledge：知識，指證明者自己實際上擁有證據這一事實，也能夠使驗證者確信證明者的答案正確。

簡單來說，即“一個人知道內情，其他人都可通過簡單、易操作的技術，不需要和這個人交流，就可以驗證這個人是對的，除此之外一無所知。”

那么，Filecoin是如何使用zk-SNARKs的？

對于要在Filecoin上驗證的存儲，涉及兩個證明：復制證明(PoRep)和時空證明(PoSt)。

在PoRep中，存儲提供商證明他們正在存儲一段數據或信息的唯一副本。PoRep只發生一次，即客戶端和提供者之間的初始存儲交易發生、并且數據首次由礦工存儲時。每個上鏈的PoRep都包含10個單獨的SNARK，它們共同證明該過程是通過概率挑戰正確完成的。

另一方面，PoSt用于證明存儲提供商會隨著時間的推移繼續存儲原始數據，在這期間沒有被操縱或損壞。當存儲提供商首次同意為客戶存儲數據時，他們必須以FIL作為抵押品。如果在協議期間的任何時候，提供者未能證明PoSt，他們將受到處罰，并且可能會失去所有或部分FIL抵押品。

如果沒有使這些證明變得小而高效的解決方案，它們將占用大量的網絡帶寬，并為存儲提供商和礦工帶來高昂的運營成本。現在，存儲提供商可以使用zk-SNARKs生成證明來降低成本，它生成的證明數據包很小，驗證過程也非常快。

通常需要數百KB來驗證的證明可以使用zk-SNARK壓縮到僅192字節。如上所述，每個PoRep包含10個SNARK，即每個1920字節。這樣一來，就能保證Filecoin一直維持30秒的出塊時間。

zk-SNARKs是在Filecoin主網上線以來就在使用的的重要工具，它已經構成了Filecoin網絡的一部分，并對未來高效、經濟、安全的網絡發展起著至關重要的作用。它改變了Filecoin網絡的游戲規則，將驗證過程大幅減少，同時保證了用戶對Filecoin網絡的信任。

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