Oracle ZK: Membuka tolok ukur baru untuk keamanan blockchain

Teknologi Blockchain telah merevolusi semua lapisan masyarakat, memungkinkan transaksi yang aman dan transparan tanpa perantara. Terlepas dari implikasi transformatifnya, mengintegrasikan data dunia nyata ke dalam sistem blockchain tetap menjadi tantangan abadi. Oracle memainkan peran perantara kunci dalam proses ini, menghubungkan blockchain dengan sumber data eksternal dengan mulus. Namun, oracle tradisional sering mengandalkan pihak ketiga yang tepercaya, meningkatkan kekhawatiran tentang keandalan dan keamanan.

Akibatnya, solusi baru dan menjanjikan telah muncul, oracle ZK. Ini memanfaatkan kekuatan zero-knowledge proofs (ZKP) untuk memenuhi tantangan ini. Pendekatan inovatif ini dengan cerdik menggabungkan kekuatan ZKP dan oracle untuk memastikan tingkat privasi data yang lebih tinggi di ruang blockchain.

Apa itu oracle?

Oracle bertindak sebagai penyedia informasi tentang mempercayai sumber eksternal, menyediakan rantai dengan informasi dari berbagai database, termasuk harga token, aktivitas transaksi, saldo dompet, dan banyak lagi. Oracle menyediakan antarmuka pemrograman aplikasi (API) yang memungkinkan perhitungan dilakukan berdasarkan peristiwa dan data dunia nyata. Sederhananya, oracle mengumpulkan, meminta, memverifikasi, dan memvalidasi data dari berbagai sumber dan meneruskannya ke kontrak pintar.

Namun, jaringan oracle tradisional, seperti Chainlink atau The Graph, sering mengandalkan mekanisme staking yang mengharuskan node untuk mempertaruhkan aset agar dapat berpartisipasi. Ada keterbatasan yang melekat pada pendekatan ini, terutama dalam hal kepercayaan dan kerentanan terhadap manipulasi.

Di sinilah oracle ZK berperan, dan dengan berinovasi ZKP, ia menjanjikan untuk merevolusi efisiensi dan kepercayaan oracle.

Jadi apa itu oracle ZK?

Oracle ZK, kependekan dari oracle tanpa pengetahuan, dengan cerdik mengintegrasikan ZKP dengan kontrak pintar untuk membangun solusi on-chain / off-chain yang fleksibel. Pendekatan inovatif ini meningkatkan efisiensi dan keamanan oracle dalam ekosistem blockchain, memungkinkan komputasi dan penyimpanan off-chain yang hemat biaya.

Untuk memenuhi tantangan oracle tradisional, oracle ZK memberikan beberapa solusi:

1. Membangun jaringan otonom.

2. Meningkatkan keamanan lapisan dasar.

3. Mengadopsi model kepercayaan 1-of-N untuk memastikan bahwa selama setidaknya satu node berkinerja seperti yang diharapkan, fungsi sistem dapat dijamin.

4. Meningkatkan desentralisasi.

5. Alokasi daya komputasi yang efisien yang dirancang untuk meminimalkan pemborosan.

Keuntungan signifikan dari oracle ZK adalah mereka melindungi privasi data sambil memastikan integritas dan keaslian informasi yang dikirimkan. Tidak seperti oracle tradisional, yang menyiarkan data ke blockchain secara publik, oracle ZK memberi mereka keuntungan unik dengan memberikan bukti data tanpa mengekspos data itu sendiri. Ini membuatnya sangat baik dalam kasus penggunaan di mana keseimbangan yang cermat antara transparansi dan privasi diperlukan.

ZK Oracle Arsitektur

Gambar milik Gu dan Nawab

Menurut Gu dan Nawab, arsitektur oracle ZK mencakup komponen unik berikut:

1. Sumber Data: Entitas ini mengumpulkan atau menghasilkan data mentah dari berbagai sumber, seperti perangkat IoT, yang bertindak sebagai titik awal untuk proses komputasi.

2. Provers Off-chain: Entitas ini menerima data mentah dari sumber data dan melakukan perhitungan. Dengan menggunakan perhitungan zk-SNARKs (zero-knowledge concise non-interactive knowledge proofs), mereka menghasilkan bukti yang digunakan untuk membuktikan perhitungan mereka.

3. Konsumen: Berinteraksi dengan blockchain melalui kontrak pintar, konsumen mengajukan permintaan baca dan tulis. Mereka mengandalkan data dan bukti yang diberikan oleh prover off-chain untuk membuat keputusan berdasarkan informasi.

4. Kontrak Cerdas: Bertanggung jawab untuk memverifikasi dan memelihara intisari yang terkait dengan hasil perhitungan dan data bukti ZK, kontrak pintar memastikan integritas bukti ZK. Mereka juga memberlakukan kebijakan penalti jika pengesahan yang tidak valid ditemukan.

Percepat pembuatan bukti ZK dengan algoritma batch canggih

Gu dan Nawab mengusulkan algoritma batch yang dirancang untuk mempercepat pembuatan bukti ZK, yang menggunakan teknik pemrosesan batch horizontal dan vertikal. Batching horizontal menggabungkan beberapa bukti menjadi satu bukti, sedangkan batching vertikal menggabungkan perhitungan serupa menjadi satu bukti terpadu. Strategi ini secara signifikan meningkatkan efisiensi pembuatan bukti zk, dengan peningkatan kinerja hingga 550x dibandingkan dengan metode standar.

Bidang aplikasi praktis

Oracle ZK telah menunjukkan fleksibilitas mereka dalam berbagai aplikasi, termasuk:

1. Umpan harga: Dalam aplikasi DeFi, oracle ZK menyederhanakan pengoperasian umpan harga, menghilangkan kebutuhan akan pembaruan berkelanjutan dan penyimpanan mahal di blockchain.

2. Sumber Data Aman: Oracle ZK menyediakan cara aman untuk mendapatkan sumber data dari non-mitra. Misalnya, pengguna dapat menghasilkan bukti tanpa pengetahuan tentang saldo bank mereka tanpa mengungkapkan detail sensitif. Ini digunakan sebagai jaminan untuk mendapatkan pinjaman di sektor keuangan terdesentralisasi, meningkatkan kepercayaan dalam transaksi keuangan.

3. Sistem Pemungutan Suara Rahasia: Oracle ZK dapat diterapkan pada sistem pemungutan suara rahasia untuk mencapai hasil yang dapat diverifikasi tanpa mengekspos suara individu.

4. Otentikasi: Dalam skenario otentikasi, oracle ZK memberikan dukungan berharga untuk otentikasi. Mereka memverifikasi identitas pengguna tanpa mengungkapkan detail kompleks dalam catatan mereka, memastikan pendekatan yang berfokus pada keamanan dan privasi.

5. Sistem Rantai Pasokan: Oracle ZK memfasilitasi verifikasi keaslian produk tanpa mengungkapkan informasi kepemilikan. Aplikasi ini memastikan kepercayaan dan transparansi dalam proses rantai pasokan.

Ikhtisar proyek Building ZK Oracle

Oracle Hiper

Hyper Oracle berfokus untuk membangun jaringan oracle ZK sendiri untuk blockchain Ethereum. Sistem ini secara efisien mengekstrak data dari setiap blok Ethereum, menggunakan zkPoS untuk pengambilan, dan memanfaatkan zkGraphs yang dapat diprogram bertenaga zkWASM untuk pemrosesan data. Pendekatan yang diambil memastikan komputasi off-chain yang aman dan diminimalkan kepercayaan melalui teknologi ZK. Pendekatan inovatif ini tidak hanya menciptakan kemungkinan untuk menskalakan kontrak pintar Ethereum, tetapi juga memberikannya kemampuan untuk menangani tugas-tugas kompleks seperti otomatisasi dan pembelajaran mesin.

** **

Gambar milik Hyper Oracle

Pada Januari 2023, Hyper Oracle berhasil menyelesaikan putaran pendanaan sebesar $3 juta, yang dipimpin bersama oleh dana inkubasi Sequoia China Dao5 dan institusi terkenal serta angel investor lainnya. Pendanaan akan fokus pada penelitian lebih lanjut dan pengembangan oracle ZK serta infrastruktur blockchain.

Protokol Mina

(0) 1Labs, sebagai mitra ekosistem Mina Protocol, secara aktif membangun oracle ZK. Oracle ZK Mina unik karena memiliki model eksekusi dua langkah yang unik, dikoordinasikan oleh zkApps. Langkah awal melibatkan verifikasi off-chain, mengkonfirmasi keberadaan informasi spesifik dan perhitungan yang diselesaikan. Verifikasi off-chain ini memungkinkan untuk melakukan komputasi lokal pada masing-masing mesin.

Ambil umpan harga sebagai contoh – pengguna memiliki fleksibilitas untuk mengkueri beberapa API tepercaya, menghitung harga rata-rata, dan melakukan operasi off-chain yang kompleks. Dengan oracle ZK, pengguna dapat menanyakan harga tanpa menimbulkan biaya sampai hasil yang diinginkan tercapai. Eksekusi on-chain dilakukan hanya setelah hasil yang diinginkan diperoleh, menghasilkan desain arsitektur yang lebih sederhana dan hemat biaya. Model eksekusi dua langkah yang unik ini, unik untuk oracle ZK di Mina, menyediakan cara yang ampuh untuk berinteraksi secara aman dan efisien dengan data off-chain.

Yayasan Nihil

Pada Agustus 2023, Lido Finance, pelopor dalam ruang liquid staking, mengumumkan inisiatif besar. Perusahaan mengungkapkan bahwa mereka akan menggunakan Lido Grant untuk mendanai Nil Foundation, sebuah perusahaan penelitian dan pengembangan Ethereum, untuk mengembangkan oracle ZK. Tujuan utama dari kemitraan strategis ini adalah untuk membangun pemeriksaan kesehatan yang diminimalkan kepercayaan untuk pelaporan akuntansi Lido Finance, yang pada akhirnya meningkatkan likuiditas Lido Finance. Khususnya, bukti perhitungan oracle ZK akan ditandatangani langsung dari Ethereum Virtual Machine (EVM) menggunakan Proof Market, antarmuka gateway yang baru-baru ini diperkenalkan yang memastikan komposabilitas yang dapat dibuktikan untuk semua aplikasi EVM, menandai langkah maju yang signifikan di lapangan.

Prospek masa depan oracle ZK

Ketika oracle ZK muncul di ruang oracle, masih ada beberapa tantangan yang perlu ditangani. Kompleksitas yang terlibat dalam protokol jabat tangan tiga arah antara sumber, node, dan pengguna memerlukan penelitian dan pengembangan lebih lanjut untuk mengoptimalkan sistem. Beberapa tim, seperti Mina, secara aktif bekerja untuk mengatasi tantangan ini, tetapi itu akan memakan waktu.

Dengan keunggulan unik dan berbagai skenario aplikasi, oracle ZK berada di garis depan dalam merevolusi sistem blockchain. Mereka memiliki potensi untuk mendukung aplikasi tanpa kepercayaan dan terdesentralisasi, mengandalkan data off-chain yang akurat dan dapat diverifikasi, menandai lompatan besar ke depan dalam ruang teknologi blockchain. Pengembangan oracle ZK tidak hanya tentang inovasi, tetapi juga tentang mendefinisikan kembali cara kita mengenali dan berinteraksi dengan sistem blockchain.