Как Zcash прячет переводы: разбор технологии нулевого знания без сложной математики
Разработчик, работавший с форком Zcash, объяснил на пальцах, как устроена технология нулевого знания, которая прячет данные о переводах в этом блокчейне. Он признаётся, что сам долгое время использовал её как «чёрный ящик», но решил разобраться и рассказать другим.
В обычных блокчейнах, таких как Bitcoin, все детали переводов видны как на ладони: кто, кому и сколько отправил. Узлы сети проверяют эти данные напрямую. Zcash работает иначе. В его приватных транзакциях суммы и адреса скрыты. Вместо них в блокчейне хранятся коммитменты - своего рода хеши, цифровые «поручительства», что отправитель знает исходные данные, но не раскрывает их.
Чтобы сеть могла подтвердить такой скрытый перевод, не видя самих чисел, используется система доказательств zk-SNARK. Её полное название переводится как «технология нулевого знания с кратким неинтерактивным аргументом знания». Суть в том, что одна сторона может математически убедить другую в истинности утверждения, не выдавая никакой информации, кроме самого факта этой истинности.
Автор разбора приводит простую аналогию. Если у вас есть секретный ключ электронной подписи, вы можете доказать, что владеете им, просто подписав сообщение. Проверяющий увидит подпись и открытый ключ, но не узнает сам секрет. Однако в Zcash задача сложнее: нужно доказать, что скрытые сумма и адрес соответствуют публичному коммитменту, не показывая ни того, ни другого.
Для этого в ранних версиях Zcash применялась система с кодовым названием Groth16. Её работа разбита на несколько этапов. Сначала программу проверки транзакции превращают в огромную систему элементарных арифметических ограничений (R1CS). Затем эту систему преобразуют в полиномы - математические выражения, с которыми удобнее работать. Если исходные данные верны, один полином должен делиться на другой без остатка.
Но на этом этапе данные всё ещё открыты. Чтобы их спрятать, используют криптографический трюк с эллиптическими кривыми. На этапе «доверенной инсталляции» системы генерируется случайное секретное число. С помощью операций на эллиптической кривой создаются его «сокрытые» версии для разных степеней. Исходное число после этого уничтожается - его утечка позволила бы подделывать доказательства.
Итоговое доказательство - это не сами полиномы, а их значения, вычисленные в секретной точке и скрытые с помощью гомоморфного шифрования. Проверяющий видит только эти зашифрованные слепки. Специальная функция билинейного спаривания позволяет ему убедиться, что соотношение между полиномами верно, не видя ни самих полиномов, ни секретной точки, ни исходных данных о переводе.
Технология называется неинтерактивной, потому что проверка происходит в один приём. В отличие от старых систем, где доказывающий и проверяющий обменивались множеством сообщений, здесь достаточно одного заранее подготовленного случайного аргумента. Вероятность обмануть такую систему математически ничтожна.
Автор подчёркивает, что технология нулевого знания актуальна далеко за пределами криптовалют. В мире, где персональные данные постоянно утекают, она позволяет получать необходимые сведения о человеке, не раскрывая сами данные сторонним сервисам. Пока что блокчейны вроде Zcash остаются одним из немногих примеров её практического применения.
Читайте также
Кошелёк Phantom запустил в США рынки прогнозов Kalshi
JPMorgan: без закона о крипторынке отрасль останется зависимой от смены администраций
Магазин «АйфонБерри» собрал предоплаты за iPhone и исчез вместе с деньгами покупателей
Акционер Circle подал в суд на Трампа из-за криптосделок с ОАЭ на $2,5 млрд