in

ZKPs и квантовые вычисления: надежные союзники для инноваций Lightyear

Доказательства с нулевым разглашением (ZKPs) и квантовые вычисления — это два феноменальных открытия в развитии технологий и отличные решения для обеспечения абсолютной конфиденциальности и безопасности

Повышения вычислительной мощности и ускорения транзакций.

Хотя ZKPS широко используются в сфере блокчейна для масштабирования, существует несколько стереотипов о том, что квантовые вычисления являются “разрушителями блокчейна”, учитывая негативное влияние, которое они потенциально могут оказать на криптографические технологии. Однако в более широком спектре квантовые компьютеры обладают беспрецедентной вычислительной мощностью для выполнения масштабных вычислений с невообразимой скоростью, и эту способность можно использовать для улучшения и развития технологии блокчейн.

Объединение ZKP и квантовых вычислений может создать силу, масштабы которой будут ощущаться далеко за пределами сферы технологии блокчейн, для внедрения современных решений в области конфиденциальности, безопасности и масштабируемости для множества отраслей.

Теперь задумайтесь на мгновение о масштабах синергии, которую эти два гиганта могут создать в нашем мире! Подумайте, как это может революционизировать наше технологическое пространство, стимулируя инновации и достигая прогресса на световой год за десятилетие!

 

изображение

 

Доказательства с нулевым разглашением

Термин “Доказательства с нулевым разглашением (ZKPs)” относится к интерактивной схеме, при которой протоколы или люди в процессе общения могут доказать право собственности или достоверность информации, не раскрывая саму информацию.

В этом процессе у нас есть отправитель сообщения (“проверяющий”) и получатель сообщения (“верификатор”).

Проверяющий должен доказать, что информация правдива и существует в достаточной степени, чтобы вне всяких разумных сомнений убедить проверяющего в том, что информация действительно существует и может быть проверена.

Вот иллюстрация: мы с вами общаемся, и я говорю вам, что у меня где-то припрятано 100 миллионов долларов. В это трудно поверить, но я не буду раскрывать, где спрятаны деньги. Однако я могу доказать вам, что этого достаточно, чтобы вы убедились в правдивости этого утверждения и убедились в правдивости информации, не раскрывая никакой другой информации, кроме правдивости самого утверждения.

Нет, не ВУДУ, а АЛГОРИТМЫ.

Каждая транзакция ZKP должна содержать эти три ключевых компонента, чтобы сделать ее полезной:

  1. Полнота: Проверяющий должен быть в состоянии честно доказать и убедить проверяющего с помощью протокола ZKP с высокой вероятностью, что утверждение верно.
  2. Надежность: Протокол ZKP должен быть способен обнаруживать ложные и истинные утверждения с высокой вероятностью для верификатора. Итак, верификатор может быть убежден в правдивости утверждения только в том случае, если оно правдиво.
  3. Нулевое знание: Если утверждение верно, верификатор может только подтвердить, что это правда, но ни при каких обстоятельствах не получит никакой дополнительной информации, кроме того факта, что утверждение действительно существует.

ZKPS бывают двух классов: интерактивные ZKPs и неинтерактивные ZKPs.

В интерактивных ZKPs верификатор поддерживает интерактивный диалог с проверяющим, задавая вопросы и задачи, которые проверяющий должен быть в состоянии решить, чтобы подтвердить свои утверждения. Однако это устаревший тип zk-proof, поскольку он относится к технологиям.

Для неинтерактивных ZKPS вместо них используются криптографические алгоритмы со встроенными параметрами, которые были согласованы для проверки обоснованности утверждения. Утверждение передается в алгоритмы, и алгоритмы подтверждают это утверждение.

Неинтерактивные ZKP также бывают разных типов, но наиболее распространенными являются:

  • Краткий неинтерактивный аргумент знания с нулевым уровнем знаний (zk-SNARK), используемый в ZCash, zkSync и Polygon zkEVM.
  • Масштабируемый прозрачный аргумент знаний с нулевым уровнем знаний (zk-STARK) используется в StarkNet.

ZKPs используют такие методы шифрования, как криптография с эллиптическими кривыми или RSA, чтобы гарантировать, что информация хранится в зашифрованном виде и в безопасности во время передачи данных.

Эта технология является наиболее осуществимым и практичным решением в условиях обеспечения конфиденциальности данных и безопасности в распределенных реестрах и технологии блокчейн.

Квантовые вычисления

Квантовые вычисления – это новая форма продвинутого языка научных вычислений, который использует законы квантовых принципов и механики для анализа и решения проблем, которые слишком сложны или велики для традиционных компьютеров.

В то время как традиционные компьютеры выполняют вычисления в битах (которые являются наименьшими компьютерными единицами – 0 и 1), квантовые компьютеры отказываются от этих классических единиц и приобретают сверхспособности. Квантовые компьютеры обрабатывают данные в кубитах (то есть квантовых битах), которые могут быть 0 и 1 одновременно. Они передают данные в многомерных квантовых состояниях, которые могут существовать одновременно.

В то время как классический компьютер измерял бы состояние объекта перед его вычислением, квантовые компьютеры перед выполнением вычислений выполняли бы вычисления, основанные на вероятности состояния объекта. Следовательно, квантовые компьютеры работают экспоненциально быстрее, с невообразимой скоростью, которая обрабатывает данные во много раз быстрее, чем традиционные компьютеры.

Примером является 53-кубитный процессор Sycamore разработан Google. Этот компьютер обработал и завершил вычисление данных примерно за 200 секунд. По более ранним оценкам, на выполнение тех же вычислений самому мощному суперкомпьютеру в мире потребовалось бы 10 000 лет. Вот это бумер!

Эта технология способна нарушать работу классических систем решения, разбиения и передачи данных сверх своего предела. Она намного быстрее наших обычных компьютеров с экспоненциальной мощностью, которую можно использовать для улучшения всего в научной области.

Теоретически квантовые компьютеры считаются огромной угрозой для современных технологических систем. Классическая криптография может быть легко сведена на нет суперкомпьютерной мощью квантовых вычислений. Высокоразвитые квантовые компьютеры могут взламывать высокопроизводительные системы шифрования, что повысит уязвимость существующих систем и негативно скажется на безопасности, конфиденциальности или доверии.

Квантовый алгоритм Шора, опубликованный в 1994 году, он обладает потенциалом для расшифровки и взлома системы безопасности, обеспечиваемой большинством алгоритмов асимметричной криптографии.

Однако, если отбросить риски, квантовые вычисления можно использовать для повышения кибербезопасности и конфиденциальности данных. Поскольку эти вычисления находятся на пороге революционного изменения способа обработки данных, их можно использовать для совершенствования технологий. Вместо квантовых атак на шифрование его можно использовать для создания новых типов шифрования – алгоритмов постквантовой устойчивости, устойчивых к атакам квантовых компьютеров. ИТ-отдел также может развивать квантовую криптографию и улучшать алгоритмы машинного обучения, чтобы обеспечить быстрое обнаружение и предотвращение кибератак.

Синергия доказательств с нулевым разглашением и квантовых вычислений для повышения конфиденциальности и безопасности данных в блокчейне.

Доказательства с нулевым разглашением и квантовые вычисления могут показаться двумя разными технологическими концепциями, но когда их ставят рядом, вы понимаете, что их можно объединить для улучшения опыта и ускорения инноваций в различных областях, таких как:

Конфиденциальность данных, безопасность и доверие: Цель ZKPs – скрывать и защищать уязвимость данных, одновременно доказывая, что данные существуют. Встроенные в блокчейн идентификационные данные, адреса кошельков, средства на кошельках и информация о транзакциях могут оставаться очень конфиденциальными и скрытыми от общественности, но поддающимися проверке. Таким образом, конфиденциальные данные хранятся в безопасности и являются частными, а доверие поддерживается. Квантовые вычисления могут дополнительно способствовать повышению безопасности блокчейна. В данном случае создаются квантово-устойчивые криптографические алгоритмы и протоколы для защиты системы от квантовых атак, которые могут нарушить существующие криптографические схемы шифрования и скомпрометировать данные.

Более того, по мере дальнейшего развития существует возможность создания ZKPS с квантовым улучшением. Это означает, что методы шифрования, используемые для доказательства утверждения, могут быть квантовыми каналами, и это может повысить эффективность и безопасность доказательства.

Масштабируемость: ZKPs также создает масштабируемые решения для пользователей блокчейна. Используя zk-rollups, пользователи крупного блокчейна могут выполнять транзакции, предназначенные для этой цепочки, в другой цепочке с доказательством достоверности / нулевым знанием.

Важным примером является Polygon zkEVM, который представляет собой накопительный пакет zk для Ethereum. Учитывая, насколько перегружен и медлителен Ethereum, что является еще одной причиной очень высоких сборов за газ, Polygon создала этот сводный пакет, чтобы позволить пользователям проводить транзакции, предназначенные для Ethereum, на полигонах с доказательством.

Накопительный пакет zk предоставляет пользователям доступ к более быстрому времени транзакций и меньшим комиссиям, а также снижает нагрузку на Ethereum.

Квантовые вычисления обладают невообразимой вычислительной мощностью и, будучи интегрированными в блокчейн, могут повысить скорость обработки этих цепочек. Скорость транзакций может быть в несколько раз выше, чем у самого быстрого блокчейна, следовательно, улучшается масштабируемость.

Другая теория использует квантовые интерактивные системы проверки. Предположительно, это доказательства с нулевым разглашением, которые позволяют проверяющему обмениваться квантовыми сообщениями с системами проверки, которые могут быть основаны на предположениях о квантовых вычислениях. Благодаря квантовым сообщениям с нулевым знанием и доказательствам транзакции становятся намного быстрее.

За пределами блокчейна

ZKPs и квантовые вычисления не ограничиваются только блокчейном. Эти две мощные технологии применимы во всех существующих отраслях, и вместе они могут стать грозной силой.

Некоторые примеры включают:

  1. Анкинг и финансы: Квантовые вычисления могут ускорить выполнение сложных финансовых алгоритмов, а благодаря доказательствам с нулевым разглашением они могут обеспечить быструю и безопасную проверку транзакций без раскрытия конфиденциальных деталей. Это может предотвратить подделку и двойные расходы, а также обеспечить быстрые и анонимные транзакции.
  2. Медицина: Точность и конфиденциальность медицинской диагностики, лечения и исследований могут быть повышены с помощью квантовых вычислений и ZKPs. Квантовые вычисления могут повысить производительность методов машинного обучения и искусственного интеллекта, а благодаря доказательствам с нулевым разглашением данных могут позволить врачам проверять подлинность и достоверность медицинских записей, рецептов и результатов анализов, не раскрывая личную информацию пациентов.
  3. Игры: С помощью других технологий разработчики могут создавать более захватывающие и реалистичные игровые впечатления, а также предотвращать обман. Квантовые вычисления, которые выполняют сложные вычисления, могут быть использованы для создания более сложной, продвинутой и динамичной графики и систем искусственного интеллекта. Используя доказательства с нулевым разглашением, игроки могут подтвердить свою личность, достижения и навыки, не раскрывая своих стратегий, предпочтений или личных данных.

Заключительная заметка

Доказательства с нулевым разглашением и квантовые вычисления являются ключевыми технологиями, обеспечивающими конфиденциальность и безопасность данных, доверие и масштабируемость. ZKPS уже являются активной частью научных разработок во многих секторах. Блокчейн – это крупный сектор, где в основном видны и ощущаются его успехи, и он стал очень надежным решением для масштабирования блокчейн-сетей.

Квантовые вычисления, с другой стороны, по-прежнему зависят от возможностей реализации. Их назвали огромным риском для криптографии, но они также являются предпочтительным решением для квантовых атак с использованием квантового шифрования. Однако это теории, которые вряд ли применимы на практике, потому что лишь горстка крупных корпораций в мире владеет квантовыми компьютерами, что делает темпы их исследований и внедрения ниже, чем обычно. Это не умаляет того факта, что квантовые компьютеры обладают огромным потенциалом для повышения прозрачности, масштабируемости, безопасности и приватности в технологии блокчейн.

Поскольку квантовые вычисления продолжают развиваться и продолжаются исследования в области квантово-устойчивой криптографии и постквантовых алгоритмов, важно понимать, что их можно быстро адаптировать к технологии блокчейн. Кроме того, для повышения конфиденциальности и безопасности данных, как в блокчейне, так и за его пределами, существует возможность интеграции квантовых вычислений с ZKPs.

Сочетая присущую ZKPs конфиденциальность с беспрецедентной обработкой данных и вычислительной мощью квантовых вычислений, блокчейн и другие технологические секторы могут сохранять конфиденциальность данных своих пользователей и внутренних наборов данных, создавать улучшенные среды, устойчивые к квантовому шифрованию, для этих данных и по-прежнему обеспечивать неизмеримую скорость транзакций.

Подумайте обо всех секторах в мире; квантовые вычисления и ZKPs могут оказать на них заметное положительное влияние.

Автор истории Сэмюэл Бэсси@sammynathaniels

What do you think?

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

GIPHY App Key not set. Please check settings