Ringkasan Pengembangan dan Aplikasi Teknologi zk-SNARKs

Sejarah Perkembangan

Sistem zk-SNARKs berasal dari makalah pionir Goldwasser, Micali, dan Rackoff pada tahun 1985. Makalah tersebut membahas kemungkinan untuk membuktikan kebenaran pernyataan melalui pertukaran pengetahuan minimal dalam sistem interaktif. Sistem zk-SNARKs awalnya kurang efisien dan praktis, hanya sebatas pada tingkat teori. Dalam dekade terakhir, dengan munculnya kriptografi di bidang cryptocurrency, zk-SNARKs menjadi arah penelitian yang penting.

Pencapaian penting termasuk:

• Pada tahun 2010, Groth mengusulkan zk-SNARKs non-interaktif dengan pasangan pendek.
• Waktu pembuktian dan verifikasi kompresi protokol Pinocchio 2013
• Pada tahun 2016, Groth16 memperkecil ukuran bukti dan meningkatkan efisiensi verifikasi
• Pada tahun 2017, Bulletproofs diperkenalkan sebagai bukti pendek tanpa pengaturan yang dapat dipercaya.
• Setelah zk-STARKs diusulkan pada tahun 2018, protokol yang aman pasca kuantum

Kemajuan penting lainnya termasuk PLONK, Halo2, dan lain-lain.

Aplikasi Utama

zk-SNARKs terutama diterapkan dalam dua aspek, yaitu perlindungan privasi dan skalabilitas.

Perlindungan Privasi

Proyek yang terwakili termasuk:

• Zcash: Menggunakan zk-SNARKs untuk mewujudkan privasi transaksi
• Monero: menggunakan algoritma Bulletproofs
• Tornado Cash: kolam pencampuran berbasis Ethereum

Transaksi privasi relatif mudah, tetapi penerapan sebenarnya belum memenuhi harapan.

ekspansi

zk-SNARKs banyak digunakan dalam hal skalabilitas, seperti aplikasi jaringan layer satu Mina, serta berbagai solusi ZK-rollup di jaringan layer dua.

Prinsip dasar ZK-rollup:

1. Sequencer mengemas transaksi
2. Aggregator menggabungkan transaksi dan menghasilkan bukti
3. Mengajukan bukti ke jaringan lapisan satu untuk memverifikasi dan memperbarui status

Proyek ZK-rollup utama termasuk StarkNet, zkSync, Aztec, Polygon Hermez, dan lainnya. Rute teknis terutama memilih antara SNARK dan STARK, serta tingkat kompatibilitas dengan EVM.

Prinsip Dasar

Sebagai contoh zk-SNARK, langkah-langkah implementasinya meliputi:

1. Mengubah masalah menjadi rangkaian
2. Konversi sirkuit ke bentuk R1CS
3. Mengubah R1CS menjadi bentuk QAP
4. Menghasilkan parameter pengaturan yang dapat dipercaya
5. Menghasilkan dan memverifikasi zk-SNARKs

zk-SNARKs harus memenuhi tiga karakteristik: integritas, keandalan, dan zero-knowledge.

Secara keseluruhan, teknologi zk-SNARKs berkembang pesat, menunjukkan potensi besar dalam privasi dan skalabilitas. Di masa depan, diharapkan dapat diterapkan secara luas di lebih banyak bidang.