Zero-knowledge proof là một giao thức kỹ thuật số cho phép chia sẻ dữ liệu giữa hai bên mà không cần sử dụng mật khẩu hoặc bất kỳ thông tin nào khác liên quan đến giao dịch.
1. Zero-knowledge proof – ZKP là gì ?
Zero-knowledge proof hay còn gọi là Bằng chứng không có kiến thức là một giao thức kỹ thuật số cho phép chia sẻ dữ liệu giữa hai bên mà không cần sử dụng mật khẩu hoặc bất kỳ thông tin nào khác liên quan đến giao dịch.
Theo nghĩa cơ bản nhất của nó, zero-knowledge proof (cũng thường được gọi là ZKP) có thể được coi là một giao thức mà thông qua đó quá trình xác thực kỹ thuật số có thể được thực hiện mà không cần sử dụng bất kỳ mật khẩu hoặc dữ liệu nhạy cảm nào khác. Do đó, không có thông tin nào, từ đầu của người gửi hoặc người nhận, có thể bị xâm phạm theo bất kỳ cách nào.
Điều này khá hữu ích, đặc biệt là vì mức độ an toàn như vậy cung cấp cho những người đam mê công nghệ một con đường để giao tiếp với nhau mà không cần phải tiết lộ nội dung tương tác của họ với bất kỳ bên thứ ba nào.
Ý tưởng làm nền tảng cho các zero-knowledge proofs lần đầu tiên xuất hiện vào năm 1985, khi các nhà phát triển Shafi Goldwasser, Charles Rackoff và Silvio Micali trình bày với thế giới khái niệm “knowledge complexity” – một khái niệm tiền thân của ZKPs.
Như tên cho thấy, knowledge complexity hay độ phức tạp của kiến thức đóng vai trò như một tiêu chuẩn đo lường để xác định lượng kiến thức cần thiết cho bất kỳ giao dịch nào (giữa người đăng ký và người xác minh) được coi là hợp lệ.
2. Zero-knowledge proof – ZKP được sử dụng ở đâu ?
Các thuật toán Zero-knowledge proof được sử dụng bởi các cơ quan chính phủ để xác định nguồn gốc của một số dữ liệu nhất định mà họ không cần phải chứng minh họ lấy thông tin từ đâu hoặc bằng cách nào.
Kể từ khi thành lập, các zero-knowledge proof đã được sử dụng trên nhiều lĩnh vực kỹ thuật số.
Ví dụ, các nhà nghiên cứu đã sử dụng công nghệ này để tạo ra các cơ chế nhận dạng kỹ thuật số mới mà không yêu cầu người dùng tiết lộ bất kỳ thông tin nhạy cảm nào liên quan đến chúng.
Về vấn đề này, tồn tại một số ví dụ về nền tảng nhận dạng tự chủ cho phép nhân viên bên thứ ba như cơ quan thực thi pháp luật xác định xem một cá nhân có bằng lái xe hợp lệ hay không mà người đó không phải giao bất cứ thứ gì khác ngoài số ID của họ.
Tương tự, các chính phủ cũng có thể sử dụng ZKP để xác định khả năng hạt nhân của các quân đội khác nhau mà không cần phải do thám hoặc kiểm tra hàng tồn kho của họ. Về chủ đề này, có thể thấy rằng vào tháng 7 năm nay, Cơ quan Dự án Nghiên cứu Nâng cao Quốc phòng, hay DARPA, đã đưa ra một tuyên bố, trong đó họ tuyên bố rằng họ đang làm việc trên một dự án mới gọi là SIEVE – tức là Bảo mật thông tin để xác minh được mã hóa. và Đánh giá – sử dụng ZKP để xác định nguồn gốc của dữ liệu có độ bảo mật cao mà chính phủ Hoa Kỳ không cần phải tiết lộ cách thức mà nó được mua.
3. ZKP có thể được tích hợp vào các nền tảng blockchain không ?
Các thuật toán Zero-knowledge proof mang lại rất nhiều lợi ích cho các hệ thống blockchain sử dụng công nghệ này.
Ví dụ: họ giúp thực hiện giao dịch tiền điện tử cực kỳ an toàn nhờ vào mức độ mã hóa cao của họ.
Đúng vậy, một Zero-knowledge proof có thể rất dễ dàng được sử dụng trong bối cảnh của hệ sinh thái blockchain, đặc biệt là liên quan đến việc xác thực các giao dịch tiền điện tử mà không tiết lộ bất kỳ dữ liệu nào liên quan đến nó – chẳng hạn như giao dịch bắt nguồn từ đâu, nó đi đến đâu hoặc số lượng bao nhiêu tiền đã được chuyển.
Một trường hợp sử dụng trong thế giới thực của công nghệ này là Zcash , một nền tảng tiền điện tử sử dụng sự lặp lại đặc biệt của các zero-knowledge proof (được gọi là zk-SNARK) cho phép các giao dịch gốc vẫn được mã hóa hoàn toàn trong khi vẫn được xác minh theo các quy tắc đồng thuận của mạng.
Như đã nói, mặc dù các bằng chứng không có kiến thức có rất nhiều tiềm năng thay đổi cách thức mà các hệ thống dữ liệu ngày nay xác minh thông tin, công nghệ này vẫn được coi là ở giai đoạn sơ khai – chủ yếu là do các nhà nghiên cứu đang cố gắng tìm ra cách tốt nhất sử dụng khái niệm này cũng như xác định bất kỳ sai sót tiềm ẩn nào.
4. Những lợi thế nào mà các Zero-knowledge proof cung cấp ?
ZKPs loại bỏ hoàn toàn nhu cầu về mật khẩu cũng như việc sử dụng bất kỳ dữ liệu nhạy cảm nào khác khi tạo điều kiện cho một giao dịch.
Zero-knowledge proof cho phép việc chuyển giao thông tin diễn ra giữa hai bên mà người khởi tạo phải sử dụng mật khẩu hoặc tiết lộ bất kỳ dữ liệu nào liên quan đến anh ta/cô ta. Điều này giúp loại bỏ nhiều rủi ro tiềm ẩn liên quan đến việc sử dụng các giao thức xác thực chỉ có mật khẩu. Ngoài ra, ZKP cũng giúp tăng cường bảo mật cho các khoản thanh toán/giao dịch trực tuyến và tài khoản đám mây công cộng của một người.
Nhược điểm tiềm ẩn duy nhất của việc sử dụng Zero-knowledge proof là trong trường hợp người khởi tạo giao dịch quên mật mã nguồn của mình, tất cả dữ liệu liên quan đến quá trình chuyển sẽ bị mất vĩnh viễn.
5. Các trường hợp sử dụng đáng chú ý
Trong hai đến ba năm qua, một số nền tảng đã áp dụng các thuật toán Zero-knowledge proof để tăng cường khả năng bảo mật/quyền riêng tư ban đầu của họ.
ZoKrates là một hộp công cụ kỹ thuật số có thể được sử dụng bởi các nhà phát triển có kỹ năng để tạo ra và xác minh các Zero-knowledge proof bằng cách sử dụng Solidity – một ngôn ngữ lập trình hướng đối tượng được sử dụng để tạo các hợp đồng thông minh dựa trên Ethereum.
Tương tự như vậy, một vài năm trước, JP Morgan Chase đã áp dụng khái niệm bằng chứng dựa trên zk-SNARKs của Zcash để tăng cường tính riêng tư của hệ sinh thái blockchain gốc của nó được gọi là Quorum . Nói một cách đơn giản, Quorum là một nhánh của blockchain Ethereum sử dụng ngôn ngữ hợp đồng thông minh rất riêng của nó được gọi là Constellation.
