零知识证明

转发原文标题《零知识范式： 第 1 部分 – 什么是 zk-VM？》 摘要 本文深入探讨零知识证明（ZKP）及其在zk-VM中的应用。ZKP允许证明者在不泄露信息的情况下验证计算正确性，分为zkSNARKs（需可信设置、证明体积小）和zkSTARKs（无需可信设置、可扩展性强）两类。zk-VM作为生成ZKP的虚拟计算机，通过编译器、执行轨迹生成和验证阶段实现程序验证。评估zk-VM需权衡正确性、安全性、信任假设及速度、效率、简洁性三难困境。后续文章将详解zk-VM的算术和加密流程。

介绍 Orochi Network是全球首个可验证数据基础设施，通过零知识证明等技术解决Web3时代的数据完整性、隐私和互操作性挑战。作为第1层区块链，它提供zkDatabase、zkMemory等模块化解决方案，支持Web3游戏、DeFi等多领域应用。 核心功能 可验证数据管道：结合ZKP和密码学工具确保防篡改数据处理 分布式存储系统：采用Merkle DAG和承诺方案保障数据安全 aBFT共识机制：实现高效安全的交易验证 生态体系 包含Orocle预言机、Orand随机数生成器等组件，已获1200万美元融资并与80+项目达成合作。原生代币ON用于治理、质押及支付服务费用。

协处理器是赋予智能合约链上数据分析能力的ZK技术方案，通过零知识证明实现链外数据索引和计算的”自证清白”，解决链上处理海量数据的高Gas成本问题。当前主流方案包括Brevis（多链互操作架构）、Herodotus（存储证明中间件）、Axiom（以太坊历史数据查询）和Nexus（可验证云计算平台），它们通过ZK技术确保数据真实性，为DeFi、NFT等场景提供可信链下计算支持，成为区块链生态的重要基础设施。

比特币和以太坊的去中心化特性改变了金融交易方式，但链上活动透明度导致隐私问题。零知识证明（ZKP）、全同态加密（FHE）和安全多方计算（MPC）等技术正被用于解决私有状态管理难题。ZKP适合个人私有状态保护，FHE支持共享私有状态计算，MPC则适用于多方协作场景。这些技术互补融合，将推动Web 3隐私保护应用发展，如匿名社交、私有DeFi和链上AI等。Alliance呼吁开发者共建隐私保护基础设施，开启Web 3新场景。

什么是Polyhedra Network ? Polyhedra Network 是一个基于零知识证明（ZKP）技术的基础设施项目，专注于区块链隐私和互操作性。通过zkSNARKs技术实现跨链交易验证，开发了zkBridge、Proof Cloud等核心协议，并与Google Cloud合作提供ZK即服务。2023年成立以来已完成多轮融资，估值达10亿美元，其原生代币ZK用于治理、质押及跨链交易。

背景知识 零知识证明（ZKP）是一种密码学技术，最早由Goldwasser等人在20世纪80年代提出，能在不透露证据的情况下验证数学陈述。2010年Groth提出的zk-SNARK成为重要解决方案，2015年Zcash首次实现隐私交易保护。 zk-SNARK技术原理 具备零知识性、简洁性、非交互式特点，通过可信第三方生成CRS，将计算问题转化为QAP形式，包含系统设置、问题编码、证明生成和验证四个步骤。 应用场景 在区块链扩容（ZK-rollup/Validium）、交易所储备金证明（如Gate.io）等领域发挥重要作用，同时适用于身份认证、电子投票等非区块链场景。 局限性 存在可信参数风险、通用性限制和可验证性挑战，目前通过多方计算等方式进行改进。 未来展望 在隐私智能合约、隐私计算和隐私通信等领域具有广阔应用前景，将持续推动隐私保护技术发展。

概述 zkWASM通过结合零知识证明（ZK）与WebAssembly（WASM），为Web2开发者提供无缝过渡到Web3的解决方案。开发者可使用Rust、C++等熟悉语言构建DApp，无需深入掌握ZK技术，显著降低开发门槛。其核心优势包括链下计算链上验证、跨语言兼容性及隐私保护能力，适用于DeFi、GameFi等多元场景。尽管面临证明生成成本高、生态建设等挑战，zkWASM在Polygon、Delphinus Lab等项目的推动下，正成为连接传统开发与区块链创新的关键技术桥梁。

背景介绍 4月10日，A16z Crypto发布零知识解决方案Jolt，集成SNARK技术加速区块链扩展，性能较现有zkVMs提升2倍。ZK-Rollup作为以太坊扩容核心方案，面临EVM兼容性挑战。Metis DAO孵化的ZKM提出zkMIPS方案，通过底层MIPS指令集实现多虚拟机兼容，突破EVM局限。 ZKM与Hybrid Rollups Metis创新性融合欺诈证明与有效性证明，构建Hybrid Rollups机制。zkMIPS技术支持多语言智能合约编译，通过MIPS指令集高效生成ZK证明，实现递归验证与成本优化。系统通过Sequencer、Proposers、Verifiers三层架构，在保证安全性的同时提升交易处理效率。 去中心化Sequencer Metis构建多节点Sequencer池，采用Tendermint PoS共识机制与MPC签名技术，通过2/3节点共识提交交易批次。该设计消除单点故障风险，有效抵御MEV攻击，实现交易排序的去中心化与抗审查特性。 总结展望 Metis通过zkMIPS技术突破ZK-Rollup兼容性瓶颈，配合去中心化Sequencer架构，在扩展性、安全性与开发者友好性层面形成差异化优势，有望成为L2赛道长期竞争者。

暗池是为机构投资者提供匿名大宗交易的私密交易系统，可减少市场冲击并降低成本。随着DeFi发展，链上暗池引入零知识证明等隐私技术解决透明性问题，但面临监管与MEV攻击等挑战。代表性项目包括Renegade、Penumbra等，通过去中心化方案平衡隐私与流动性需求，推动加密暗池生态发展。

随着AI与区块链融合加深，可验证性成为信任基石。EigenLayer通过再质押协议复用以太坊验证网络降低成本；Hyperbolic的PoSP机制以1%计算开销实现高效验证；Mira通过分布式节点网络验证AI输出准确性；Atoma采用TEE保障隐私与验证；Lagrange和EZKL运用零知识证明确保模型完整性；ORA协议通过opML实现链上AI验证。这些方案在成本、效率与安全性间寻求平衡，共同推动去中心化AI的可信发展。