Оракулы ZK: открываем новый стандарт безопасности блокчейна

Технология блокчейн произвела революцию во всех сферах жизни, обеспечив безопасные и прозрачные транзакции без посредников. Несмотря на трансформационные последствия, интеграция реальных данных в блокчейн-системы остается постоянной проблемой. Оракулы играют ключевую роль в этом процессе, бесшовно соединяя блокчейн с внешними источниками данных. Однако традиционные оракулы часто полагаются на доверенные третьи стороны, что вызывает опасения по поводу надежности и безопасности.

В результате появилось новое и перспективное решение — оракул ZK. Для решения этих задач он использует возможности доказательств с нулевым разглашением (ZKP). Этот инновационный подход умело сочетает в себе сильные стороны ZKP и оракулов, чтобы обеспечить более высокий уровень конфиденциальности данных в пространстве блокчейна.

Что такое оракул?

Оракул выступает в качестве поставщика информации о доверии к внешним источникам, предоставляя цепочке информацию из нескольких баз данных, включая цены токенов, активность транзакций, балансы кошельков и многое другое. Oracles предоставляют интерфейсы прикладного программирования (API), которые позволяют выполнять вычисления на основе реальных событий и данных. Проще говоря, оракулы собирают, запрашивают, проверяют и подтверждают данные из нескольких источников и передают их смарт-контрактам.

Однако традиционные сети оракулов, такие как Chainlink или The Graph, часто полагаются на механизмы стейкинга, которые требуют, чтобы узлы размещали активы для участия. У этого подхода есть неотъемлемые ограничения, особенно с точки зрения доверия и уязвимости к манипуляциям.

Именно здесь в игру вступают оракулы ZK, и, внедряя инновации ZKP, они обещают произвести революцию в эффективности и надежности оракулов.

Так что же такое оракул ZK?

Оракулы ZK, сокращение от оракулов с нулевым разглашением, умело интегрируют ZKP со смарт-контрактами для создания гибкого решения в сети/вне сети. Этот инновационный подход повышает эффективность и безопасность оракулов в экосистеме блокчейна, обеспечивая экономичные вычисления и хранение вне сети.

Чтобы справиться с проблемами традиционных оракулов, оракулы ZK предлагают несколько решений:

1. Создайте автономную сеть.

2. Повышение безопасности базового уровня.

3. Внедрите модель доверия 1-of-N, чтобы гарантировать, что хотя бы один узел работает так, как ожидалось, функция системы может быть гарантирована.

4. Усилить децентрализацию.

5. Эффективное распределение вычислительных мощностей, предназначенное для минимизации отходов.

Существенным преимуществом оракулов ZK является то, что они защищают конфиденциальность данных, обеспечивая при этом целостность и подлинность передаваемой информации. В отличие от традиционных оракулов, которые публично транслируют данные в блокчейн, оракулы ZK дают им уникальное преимущество, предоставляя доказательства данных, не раскрывая сами данные. Это делает его особенно хорошим в тех случаях, когда требуется тщательный баланс между прозрачностью и конфиденциальностью.

ZK Архитектура Oracle

Изображение предоставлено Гу и Навабом

По словам Гу и Наваба, архитектура оракула ZK включает в себя следующие уникальные компоненты:

1. Источники данных: Эти сущности собирают или генерируют необработанные данные из различных источников, таких как устройства IoT, которые выступают в качестве отправной точки для вычислительного процесса.

2. Оффчейн-проверщики: эти сущности получают необработанные данные из источника данных и выполняют вычисления. Используя вычисления zk-SNARKs (zero-knowledge concizing non-interactive knowledge proofs), они генерируют доказательства, которые используются для доказательства их вычислений.

3. Потребитель: Взаимодействуя с блокчейном через смарт-контракт, потребитель отправляет запросы на чтение и запись. Они полагаются на данные и доказательства, предоставленные оффчейн-доуверами, для принятия обоснованных решений.

4. Смарт-контракты: Отвечает за проверку и поддержание дайджестов, связанных с результатами расчетов и данными доказательства ZK, смарт-контракт обеспечивает целостность доказательств ZK. Они также применяют политику штрафов, если обнаруживается недействительная аттестация.

Ускорение генерации доказательств ZK с помощью усовершенствованных пакетных алгоритмов

Гу и Наваб предложили пакетный алгоритм, предназначенный для ускорения генерации ZK-доказательств, который использует как горизонтальные, так и вертикальные методы пакетной обработки. Горизонтальная пакетная обработка объединяет несколько доказательств в одно доказательство, в то время как вертикальная пакетная обработка объединяет похожие вычисления в одно унифицированное доказательство. Эти стратегии значительно повышают эффективность создания zk-доказательств, повышая производительность до 550 раз по сравнению со стандартными методами.

Практические области применения

Оракулы ZK продемонстрировали свою универсальность в различных приложениях, в том числе:

1. Ценовые потоки: В приложениях DeFi оракулы ZK упрощают работу с ценовыми потоками, устраняя необходимость в постоянных обновлениях и дорогостоящем хранении в блокчейне.

2. Безопасные источники данных: оракулы ZK обеспечивают безопасный способ получения источников данных от лиц, не являющихся партнерами. Например, пользователи могут создавать доказательства своих банковских балансов с нулевым разглашением, не раскрывая конфиденциальных данных. Он используется в качестве залога для получения кредитов в секторе децентрализованных финансов, повышая доверие к финансовым операциям.

3. Конфиденциальная система голосования: оракулы ZK могут быть применены к конфиденциальным системам голосования для достижения проверяемых результатов без раскрытия индивидуальных голосов.

4. Аутентификация: В сценариях аутентификации оракулы ZK обеспечивают ценную поддержку аутентификации. Они проверяют личность пользователей, не раскрывая сложных деталей в их записях, обеспечивая подход, ориентированный на безопасность и конфиденциальность.

5. Система цепочки поставок: оракулы ZK облегчают проверку подлинности продукта без раскрытия конфиденциальной информации. Это приложение обеспечивает доверие и прозрачность в процессе цепочки поставок.

Обзор проекта Building ZK Oracle

Гипер Оракул

Hyper Oracle сосредоточена на создании собственной сети оракулов ZK для блокчейна Ethereum. Система эффективно извлекает данные из каждого блока Ethereum, использует zkPoS для извлечения и использует программируемые zkGraphs на базе zkWASM для обработки данных. Выбранный подход обеспечивает безопасные и сведенные к минимуму вычисления вне сети с помощью технологии ZK. Такой инновационный подход не только создает возможность масштабировать смарт-контракты Ethereum, но и дает ему возможность справляться со сложными задачами, такими как автоматизация и машинное обучение.

** **

Изображение предоставлено Hyper Oracle

В январе 2023 года Hyper Oracle успешно завершила раунд финансирования на общую сумму 3 миллиона долларов США, совместно возглавляемый инкубационным фондом Sequoia China Dao5 и другими известными учреждениями и бизнес-ангелами. Финансирование будет сосредоточено на дальнейших исследованиях и разработках оракулов ZK, а также инфраструктуры блокчейна.

Протокол Мина

(0) 1Labs, как партнер экосистемы Mina Protocol, активно строит оракул ZK. Оракул ZK от Mina уникален тем, что имеет уникальную двухэтапную модель выполнения, координируемую zkApps. Начальный этап включает в себя внецепочечную проверку, подтверждающую наличие конкретной информации и выполненных вычислений. Эта проверка вне цепочки позволяет выполнять локализованные вычисления на отдельных машинах.

Возьмем, к примеру, ценовые фиды — пользователи могут запрашивать несколько доверенных API, вычислять средние цены и выполнять сложные операции вне сети. С помощью оракулов ZK пользователи могут запрашивать цены без взимания платы до тех пор, пока не будет достигнут желаемый результат. Ончейн-исполнение осуществляется только после получения желаемых результатов, что приводит к более упрощенному и экономичному архитектурному проектированию. Эта уникальная двухэтапная модель выполнения, уникальная для оракулов ZK на Mina, предоставляет мощный способ безопасного и эффективного взаимодействия с данными вне сети.

Фонд «Нил»

В августе 2023 года Lido Finance, пионер в области ликвидного стейкинга, объявил о крупной инициативе. Компания сообщила, что будет использовать грант Lido для финансирования Nil Foundation, компании, занимающейся исследованиями и разработками Ethereum, для разработки оракула ZK. Основной целью этого стратегического партнерства является установление минимизированной проверки надежности бухгалтерской отчетности Lido Finance, что в конечном итоге повысит ликвидность Lido Finance. Примечательно, что доказательства вычислений оракула ZK будут подписываться непосредственно с виртуальной машины Ethereum (EVM) с помощью Proof Market, недавно представленного интерфейса шлюза, который обеспечивает доказуемо компонуемую компонуемость для всех приложений EVM, что знаменует собой значительный шаг вперед в этой области.

Будущее оракулов ZK

По мере того, как оракулы ZK появляются в пространстве оракулов, все еще существуют некоторые проблемы, которые необходимо решить. Сложность, связанная с трехсторонним протоколом рукопожатия между источниками, узлами и пользователями, требует дальнейших исследований и разработок для оптимизации системы. Некоторые команды, такие как Мина, активно работают над решением этих проблем, но на это потребуется время.

Обладая уникальными преимуществами и широким спектром сценариев применения, оракулы ZK находятся на переднем крае революции блокчейн-систем. У них есть потенциал для поддержки надежных и децентрализованных приложений, основанных на точных и проверяемых данных вне сети, что знаменует собой большой скачок вперед в пространстве технологии блокчейн. Разработка оракулов ZK — это не только инновации, но и переосмысление того, как мы распознаем и взаимодействуем с блокчейн-системами.