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零知识证明是零信任吗.docx
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零知识证明是零信任吗
导语
虽然零知识证明和零信任这两个词,都带有“零”,都与“信任”有关,但
并不是一回事。两者本质上都要增强「信任」,但在增强「信任」的过程中,零
知识证明强调不泄露知识;零信任强调不要过度授权。简单说,零知识是为了隐
藏知识;零信任是为了控制信任。零知识证明解决了信任与隐私的矛盾:既通过
「证明」提升「信任」,又通过「零知识」保护「隐私」。是两全其美的方案。探
索零知识证明的过程,可以探索到安全的本质。安全之终极定义,不是启发式的
CIA 三性,而是采用形式化验证的可证明安全——上帝(“模拟者”)与科学(数
学、计算复杂度)完美结合的推演过程。
一、了解零知识证明
1、零知识证明的定义
零知识证明(ZKP,Zero-Knowledge Proof)的定义为:证明者
(prover)能够在不向验证者(verier)提供任何有用信息的情况下,使验证
者(verier)相信某个论断是正确的。根据定义,零知识证明具有以下三个重
要性质:
只要证明者拥有相应的知识, 那么就能通过验证者的验证, 即证明者有
足够大的概率使验证者确信。
(关于这里提到的“概率”,详见后面的“色盲游戏”)
![](https://csdnimg.cn/release/download_crawler_static/85722118/bg2.jpg)
(2) 可靠性( Soundness ):
如果证明者没有相应的知识, 则无法通过验证者的验证, 即证明者欺骗
验证者的概率可以忽略。
证明者在交互过程中仅向验证者透露是否拥有相应知识的陈述,不会
泄露任何关于知识的额外信息。
从定义中,还可以提取到两个关键词:“不泄露信息”+“证明论断有效”。
再浓缩一下就是:隐藏+证明。所以,零知识证明的核心目的是:隐藏并证明
需要它隐藏的各类秘密。(感觉很矛盾是吧)
2、零知识证明的源头
零知识证明是 1984 年由 Goldwasser 、Micali 、Rackoff 三个人提出,
论文题目是《 The Knowledge Complextiy of Interactive Proof Systems 》
(《交互式证明系统中的知识复杂性》)。
这篇论文其实发表在 1989 年。原因在于这篇论文的思想太过超前,以至于
从 1984 年写出初稿到 1989 年正式被采纳发表,经历了整整五年时间。正是由
于零知识证明这项开创性工作,Goldwasser 和 Micali 两人在 2012 年分享了图
灵奖——计算机领域最高奖项,也有“计算机界的诺贝尔奖”之称。
3、零知识证明的核心价值:消灭可信第三方
当互联⽹ 电⽹ 商务和在线交易蓬勃发展到今天,可信第三方(TTP,Trusted
Third Party)几乎不可或缺。但大家体会不到的事实是,可信第三方引入了巨大
的「信任成本」。对第三方的过度信任,会带来严重的「隐私泄露」、「单点失效」、
「个⽹ 信息滥⽹ 」等问题。虽然学术界也提出“半可信第三方”(Semi-trusted
![](https://csdnimg.cn/release/download_crawler_static/85722118/bg3.jpg)
Third Party)以放宽条件,但是"半可信" 仍不解决根本问题。根本问题是能否
取消第三方。那么,如果取消了可信第三方,还能保证交易的公平性吗?想象⽹
下这个交易场景:⽹ 个买家拎着现⽹ 箱⽹ ,另⽹ 个卖家也拎着⽹ 个箱⽹ ,装着某
种贵重货物。在电影中的情节⽹ ,买卖双⽹ 会坐在⽹ 个桌⽹ 两侧,双⽹ 倒数 3-
2-1,然后同时把箱⽹ 推给对⽹ 。当然双⽹ 最好都带武器,防⽹ 对⽹ 耍赖。除了
买家、卖家,并没有任何第三⽹ 在场,两⽹ 也互不信任。容易理解,任何⽹ ⽹ 都
不愿先出⽹ ,把⽹ ⽹ 的箱⽹ 交给对⽹ ,因为担心对⽹ 拿到箱⽹ 后⽹ 即跑路,导致
自己钱货两空的结局。时间走到 2008 年,⽹ 特币横空出世,中本聪给出了⽹ 种
天才设计:在⽹ 个可以⽹ 任何准⽹ 许可的 P2P⽹ 络中,采取区块链技术,以⽹ 种
⽹ 常公平的⽹ 式进⽹ 去中心化记账。我们可以从另⽹ 个 度来理解中本聪的创新:
比特币实现了⽹ 种分布式协议,它以去中心化的方式,「模拟」出了一个「虚拟」
的「可信第三⽹ 」。而对于零知识证明也可以这样理解:零知识证明实现了一类
密码学理论技术,它基于一些安全假设,「模拟」出了⽹ 个虚拟的可信第三方。
可见,「零知识证明」的一个重要作用是消灭可信第三方。换句话说,零知识证
明提供的「信任」,能够代替一个「可信第三方」。
需要注意的是:「零知识证明」取代的并非是「第三方」,而是「可信第三方」。
4、零知识证明的经典示例:色盲游戏
零知识证明背后的逻辑并不复杂。下面给出交互式零知识证明的经典示例—
—色盲游戏,以帮助理解零知识证明的概念。
色盲游戏:
参与者:Alice 是色盲,Bob 不是色盲。
Bob 手上有两个大小、形状完全一样的球,但颜色不同:一个蓝色,另一个
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