zk-SNARK

零知识证明(ZKP)技术近年来在区块链扩容和隐私保护领域快速发展。本文作为系列研究首篇，系统梳理了ZKP的发展历程：从1985年GMR85论文提出交互式证明系统，到2010年Groth开创zk-SNARK理论，再到2015年Zcash首次实现应用。当前主流ZKP项目主要采用zk-SNARK和zk-STARK两种技术路线，在隐私交易(Zcash、Monero)和扩容方案(zk-Rollup)中发挥关键作用。文章还详解了zk-SNARK的三大特性(完整性、可靠性、零知识性)及Groth16算法的实现原理，包括电路转换、R1CS、QAP等关键技术环节。随着EVM兼容性问题的逐步解决，ZKP技术正在推动区块链生态进入新阶段。

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。

关于隐私币 隐私币通过环签名、隐形地址等技术实现完全匿名交易，解决了比特币等假名加密货币的隐私缺陷。门罗币、Zcash等主流隐私币在提供财务隐私保护的同时，也面临监管审查和交易所下架等挑战。随着数字时代对隐私需求的增长，隐私币将持续在加密领域发挥重要作用。

TL; DR 零知识证明技术, 可以保证计算的完整性、正确性和隐私, 在区块链扩容和隐私中有应用. zk-SNARK 和 zk-STARK 各有优点, 而它们的合理结合更加有潜力. zkVM 能赋予应用零知识证明能力, zkVM 分为使用主流、EVM 或全新指令集. EVM 的适配包括 EVM 兼容性、等同性和 Specification 上的适配. zkEVM 是兼容 EVM 而又零知识证明友好的环境, 主要分为原生和编译流派. 基于原生的 zkEVM 是以太坊和区块链的未来. 支持 Solidity 生态的通用 zkVM 是 Web3 的未来.

本文深入探讨了跨链社交恢复钱包的技术实现方案，提出通过密钥库合约与钱包合约分离架构解决多链环境下密钥管理难题。核心方案包括：1) 采用KZG承诺、ZK-SNARK或Verkle树等密码学证明优化跨链验证；2) 通过ERC-4337聚合协议降低证明成本；3) 建议L2直接读取L1状态根以减少延迟。文章强调密钥库应部署在L1或高安全性ZK-Rollup上，并分析了隐私保护需求与实现路径，为构建安全高效的跨链钱包基础设施提供了技术框架。

以太坊联合创始人Vitalik Buterin强调隐私保护是以太坊发展的关键，2023年通过零知识证明（ZK）技术推进隐私方案研究，提出隐私地址和隐私池等创新概念。隐私地址隐藏交易接收方身份，隐私池则平衡隐私与合规需求，允许用户证明资金合法性而不泄露历史记录。以太坊基金会资助隐私项目，社区举办专题活动，但面临ZK人才稀缺、开发语言局限等挑战。随着技术成熟，ZK将在以太坊生态中扮演更核心角色，早期布局该领域将获得战略优势。