Оракули ZK: розблокування нового еталону безпеки блокчейну

Автор: ScalingX

У блокчейн-просторі оракули відіграють життєво важливу роль як міст до зовнішніх даних, але традиційні моделі стикаються з проблемами довіри та безпеки. Впровадження оракулів ZK, за рахунок повного використання технології доказів з нульовим розголошенням, не тільки забезпечує поліпшення конфіденційності даних, але і вирішує проблему довіри.

Технологія блокчейн революціонізувала всі сфери життя, забезпечивши безпечні та прозорі транзакції без посередників. Незважаючи на трансформаційні наслідки, інтеграція реальних даних у блокчейн-системи залишається постійною проблемою. Оракули відіграють ключову посередницьку роль у цьому процесі, безперешкодно з’єднуючи блокчейн із зовнішніми джерелами даних. Однак традиційні оракули часто покладаються на довірені треті сторони, що викликає занепокоєння щодо надійності та безпеки.

В результаті з’явилося нове і перспективне рішення: оракул ZK. Він використовує можливості доказів з нульовим розголошенням (ZKP) для вирішення цих завдань. Цей інноваційний підхід вміло поєднує сильні сторони ZKP та оракулів, щоб забезпечити більш високий рівень конфіденційності даних у блокчейн-просторі.

Що таке оракул?

Оракули діють як постачальники інформації, пов’язаної з довірою, із зовнішніх джерел, надаючи ланцюжку інформацію з кількох баз даних, включаючи ціни токенів, активність транзакцій, баланси гаманців тощо. Оракули надають інтерфейси прикладного програмування (API), які дозволяють виконувати обчислення на основі реальних подій і даних. Простіше кажучи, оракули збирають, запитують, перевіряють і перевіряють дані з різних джерел і передають їх смарт-контрактам.

Однак традиційні мережі оракулів, такі як Chainlink або The Graph, часто покладаються на механізми стейкінгу, які вимагають від вузлів стейкінгу активів для участі. Цьому підходу притаманні обмеження, особливо з точки зору довіри та сприйнятливості до маніпуляцій.

Саме тут у гру вступають оракули ZK, і, впроваджуючи інновації ZKP, вони обіцяють революціонізувати ефективність і надійність оракулів.

Так що ж таке оракул ZK?

Оракули ZK, скорочення від оракули з нульовим розголошенням, вміло інтегрують ZKP зі смарт-контрактами для створення гнучкого он-чейн/офчейн рішення. Цей інноваційний підхід підвищує ефективність і безпеку оракулів в екосистемі блокчейну, забезпечуючи економічно ефективні офчейн-обчислення та зберігання.

Щоб відповісти на виклики традиційних оракулів, оракули ZK пропонують кілька рішень:

1. Створіть автономну мережу.

2. Підвищити безпеку базового шару.

3. Прийміть модель довіри 1 з N, щоб гарантувати, що поки принаймні один вузол працює належним чином, можна гарантувати функціонування системи.

4. Посилити децентралізацію.

5. Ефективний розподіл обчислювальних потужностей, призначений для мінімізації відходів.

Значною перевагою оракулів ZK є захист конфіденційності даних при забезпеченні цілісності та достовірності інформації, що передається. На відміну від традиційних оракулів, які публічно транслюють дані в блокчейн, оракули ZK дають їм унікальну перевагу, надаючи докази даних без розкриття самих даних. Це робить його особливо хорошим у випадках, коли потрібен ретельний баланс між прозорістю та конфіденційністю.

Архітектура оракула ZK

Зображення люб’язно надане Гу та Навабом

На думку Гу і Наваба, архітектура оракула ZK включає в себе наступні унікальні компоненти:

1. Джерела даних: ці організації збирають або генерують необроблені дані з різних джерел, таких як пристрої IoT, які діють як відправна точка для обчислювального процесу.

2. Офчейн докази: ці суб’єкти отримують необроблені дані з джерела даних і виконують обчислення. Використовуючи обчислення zk-SNARK (стислі неінтерактивні докази знань з нульовим розголошенням), вони генерують докази, які використовуються для підтвердження їх обчислень.

3. Споживач: Взаємодіючи з блокчейном за допомогою смарт-контракту, споживач надсилає запити на читання та запис. Вони покладаються на дані та докази, надані офчейн-доказами, для прийняття обґрунтованих рішень.

4. Смарт-контракт: Відповідальний за перевірку та підтримку дайджесту, пов’язаного з результатами обчислень та даними доказу ZK, смарт-контракт забезпечує цілісність доказу ZK. Вони також застосовують політику штрафів, якщо буде виявлено недійсну атестацію.

Прискорення створення доказів ZK за допомогою розширених пакетних алгоритмів

Гу та Наваб запропонували алгоритм пакетної обробки, призначений для прискорення генерації доказів ZK, який використовує як горизонтальні, так і вертикальні методи пакетної обробки. Горизонтальне групування об’єднує кілька доказів в один доказ, тоді як вертикальне групування об’єднує подібні обчислення в уніфікований доказ. Ці стратегії значно підвищують ефективність генерації доказів ZK, з покращенням продуктивності до 550 разів порівняно зі стандартними методами.

Практичні сфери застосування

Оракули ZK продемонстрували свою універсальність у різних сферах застосування, включаючи наступні:

1. Цінові канали: У додатках DeFi оракули ZK спрощують роботу цінових каналів, усуваючи потребу в постійних оновленнях і дорогому зберіганні в блокчейні.

2. Безпечні джерела даних: оракули ZK забезпечують безпечний спосіб отримання джерел даних від непартнерів. Наприклад, користувачі можуть створювати докази своїх банківських балансів з нульовим розголошенням, не розкриваючи конфіденційних даних. Це використовується як застава для отримання кредитів у секторі децентралізованих фінансів, підвищуючи довіру до фінансових операцій.

3. Конфіденційна система голосування: оракули ZK можуть бути застосовані до конфіденційних систем голосування для досягнення результатів, які можна перевірити, без розкриття індивідуальних голосів.

4. Автентифікація: у сценаріях автентифікації оракули ZK надають цінну підтримку для автентифікації. Вони перевіряють особу користувача, не розкриваючи заплутаних деталей його записів, забезпечуючи підхід, орієнтований на безпеку та конфіденційність.

5. Система ланцюга поставок: оракули ZK полегшують перевірку автентичності продукту без розкриття конфіденційної інформації. Ця програма забезпечує довіру та прозорість у процесі ланцюжка поставок.

Огляд проекту Building ZK Oracle

Гіпер Оракул

Hyper Oracle орієнтована на побудову власної мережі оракулів ZK для ETH блокчейну. Система ефективно витягує дані з кожного ETH блоку, використовує zkPoS для пошуку та використовує програмовані zkGraphs на базі zkWASM для обробки даних. Прийнятий підхід забезпечує безпечні та мінімізовані до довіри офчейн-обчислення за допомогою технології ZK. Цей інноваційний підхід не тільки відкриває можливість масштабування ETH смарт-контрактів, але й дає їм можливість справлятися зі складними завданнями, такими як автоматизація та машинне навчання.

** **

Зображення люб’язно надане Hyper Oracle

У січні 2023 року Hyper Oracle успішно завершила раунд фінансування на загальну суму 3 мільйони доларів США, який спільно очолили інкубаційний фонд Sequoia China Dao5 та інші відомі установи та ангельські інвестори. Фінансування буде зосереджено на подальших дослідженнях і розробках оракулів ZK, а також блокчейн-інфраструктури.

Протокол Mina

(0) 1Labs, як партнер екосистеми Mina Protocol, активно будує оракул ZK. Оракул ZK від Mina унікальний тим, що має унікальну двоступеневу модель виконання, координовану zkApps. Початковий етап включає перевірку поза мережею, підтвердження існування конкретної інформації та завершених обчислень. Ця офчейн перевірка дозволяє виконувати локалізовані обчислення на окремих машинах.

Візьмемо для прикладу цінові фіди – користувачі мають можливість запитувати кілька надійних API, розраховувати середні ціни та виконувати складні офчейн-операції. За допомогою оракулів ZK користувачі можуть запитувати ціни без стягнення комісій, доки не буде досягнуто бажаного результату. Ончейн-виконання здійснюється тільки після отримання бажаних результатів, в результаті чого виходить більш спрощений і економічно вигідний архітектурний проект. Ця унікальна двоетапна модель виконання, унікальна для оракулів ZK на Mina, забезпечує потужний спосіб безпечної та ефективної взаємодії з офчейн-даними.

Фонд Ніл

У серпні 2023 року Lido Finance, піонер у сфері ліквідного стейкінгу, оголосив про велику ініціативу. Компанія повідомила, що використає грант Lido для фінансування Nil Foundation, компанії з досліджень і розробок ETH семінарів, для розробки оракула ZK. Чітка мета цього стратегічного партнерства полягає в тому, щоб встановити мінімальну перевірку надійності бухгалтерської звітності Lido Finance, що в кінцевому підсумку підвищить ліквідність Lido Finance. Примітно, що докази обчислень оракула ZK будуть підписані безпосередньо з віртуальної машини ETH Workshop (EVM) за допомогою Proof Market, нещодавно представленого інтерфейсу шлюзу, який забезпечує доказову обчислювальну компонування для всіх додатків EVM, що знаменує значний крок вперед у цій галузі.

Перспективи майбутнього оракулів ZK

У міру того, як оракули ZK залишають свій слід у просторі оракулів, все ще існують деякі проблеми, які необхідно вирішити. Складнощі, пов’язані з тристороннім протоколом рукостискання між джерелами, вузлами та користувачами, вимагають подальших досліджень і розробок для оптимізації системи. Деякі команди, такі як Mina, активно працюють над вирішенням цих проблем, але це займе час.

Завдяки унікальним перевагам і широкому спектру сценаріїв застосування, оракули ZK знаходяться в авангарді революції в блокчейн-системах. Вони мають потенціал для підтримки децентралізованих додатків, що не потребують довіри, покладаючись на точні та перевірені офчейн-дані, що знаменує собою великий стрибок вперед у просторі технологій блокчейн. Розробка оракулів ZK – це не лише інновації, а й переосмислення того, як ми розпізнаємо та взаємодіємо з блокчейн-системами.

Джерело: Golden Finance