加密貨幣:不同證明方案的比較：理解 ZK 證明系統的優缺點_IOP價格

作者：Hill.bit

編譯：深潮TechFlow

零知識證明的概念大家耳熟能詳，但具體到技術細節可能很多人都一頭霧水。

零知識和證明實際上是2個名詞，證明方案是零知識協議安全假設的基本組成部分。在本文中Hill.bit將通過解釋多種不同的證明方案以及它們的優缺點，來幫助更多人理解ZK證明系統。

在零知識證明系統中，有三個實體參與：設置者、證明者和驗證者。不同的證明方案會以各種方式影響它們的行為，從而影響效率、安全性和整個系統的性能。

設置者階段生成ZK系統所需的必要參數和公鑰。證明方案會影響設置者階段的復雜度、計算、通信以及它是受信任的還是無需信任的。證明者生成一個證明，證明其掌握了一個秘密輸入的信息，而無需透露該信息。證明方案影響證明者的計算時間、內存需求和證明大小，從而影響通信和存儲需求。驗證者檢查證明的有效性。證明方案會影響驗證時間、內存需求以及向證明請求的數量和復雜度。這里有三種不同類型的證明方案。

CNBC主持人：黃金和加密貨幣具備不同投資功能:9月15日消息，CNBC主持人Jim Cramer周二表示，他認為黃金和加密貨幣具備不同投資功能，不是非此即彼，投資者可同時擁有這兩種資產。Cramer說：我是黃金和加密貨幣的信徒，但沒有理由將這兩件事等同起來。我認為黃金是抵御長期通脹的保險單，它很無聊，但必不可少。但加密貨幣更像投機交易。如果愿意承擔額外風險，追求巨大收益，加密貨幣絕對有其優勢，但它與保險關系不大。黃金的價值在于其永恒性，加密貨幣的價值在于其時效性。如果想要保險，就買黃金。如果想投機，就買比特幣或以太幣，但不要混淆兩者。（CNBC）[2021/9/15 23:25:42]

線性PCPs+僅線性編碼：

外媒：三大對沖基金巨頭處于建立加密基金的不同階段:據三位了解計劃的人士稱，美國對沖基金巨頭Millennium Management、Point72 Asset Management和Matrix Capital Management都處于建立以加密貨幣為中心的交易基金的不同階段。消息人士稱，這些傳統的對沖基金不僅正在建立專門的加密貨幣投資工具，而且還計劃通過DeFi平臺開始賺取回報。一位知情人士稱，Point72正在建立一個加密貨幣基金，距離產品發布可能還有六個月的時間。 Millennium現在正在招聘操作人員來建立加密貨幣基金，而Matrix也已經開始建立加密貨幣團隊。消息人士補充說，與這些對沖基金有關的術語提到了“DeFi基金”。目前，Point72拒絕置評，Millennium和Matrix沒有回答置評請求。（coindesk）[2021/5/14 22:00:29]

利用線性概率可檢驗證明和線性運算；

金色沙龍 | KuMEX管理合伙人：加密貨幣衍生品交易所通常有兩種不同的穿倉處理方案:今日舉行的金色沙龍圓桌討論中，針對“交易所如何設計合理的風控機制、設計原則是什么”的問題，KuMEX管理合伙人劉恩志表示，風控的話，主要包含兩層含義，一是價格保護機制，二是防止穿倉事件。價格保護機制的話，各個交易所都比較相似，大的方向都是防止fat finger，保護用戶利益。對于穿倉事件的防控與處理，和傳統金融市場不同的是，加密貨幣衍生品交易所通常有兩種不同的穿倉處理方案，一種是分攤機制，一種是自動減倉機制。分攤機制會讓所有盈利的用戶去給某一個高杠桿高風險的用戶買單，這會鼓勵用戶去承擔超過自己風險承受能力的風險，是一種道德風險，這對所有盈利用戶都是不公平的。由于盈利的不確定性，對于專業交易者很難去做風控。自動減倉機制的話，卻可以把這種不確定性降到最低，因為是根據算法有選擇性的去將強平倉位與其對手盤平倉，大部分參與者并沒有感知。而無論分攤或者自動減倉機制，都是屬于兜底的機制。[2020/2/26]

提供強零知識屬性；

CFTC主席：加密貨幣不同于我們熟悉的其他商品:隨著比特幣在成為主流的道路上越走越遠，監管機構也對其發展愈發重視。美國商品期貨交易委員會和證券交易委員會的主席最近都發表了聲明，提醒投資者依然需要注意加密貨幣市場中的風險。CFTC主席強調了這種新事物會給監管機構帶來挑戰，并表示政府內部正在進行跨機構合作，希望能夠有效地處理相關問題。[2017/12/13]

生成最短的證明；

需要受信任的設置；

以前的改進主要集中在減少證明者時間上。

線性PCPs是一種證明系統，其中驗證者通過查詢少量證明來檢查語句的有效性。術語“線性”指驗證者的查詢是證明的線性函數。

僅線性編碼是一種加密技術，用于隱藏信息，僅允許對隱藏數據進行線性操作。這可以確保數據隱私同時使某些計算得以執行。

多項式IOPs+多項式承諾方案：

利用代數結構；

通常比基于線性PCP的系統更高效；

支持通用/不受信任的設置；

允許定制電路；

以前的改進主要集中在提高驗證者效率上。

多項式交互式預言機證明是一種證明系統，其中證明者和驗證者在多個回合中交換消息。證明者生成預言并將其提供給驗證者。

驗證者在特定點查詢預言機，而證明者以相應的多項式評估響應。多項式方案承諾多項式而不透露有關多項式本身的信息。

與線性PCPs+僅線性編碼相比的效率提高來自于：

更好地利用代數結構；

更高效的證明生成/驗證；

壓縮多項式表示；

批處理驗證技術

然而，多項式IOPs+多項式承諾方案存在以下缺點：

更復雜的設計和實現；

特定目的的加密假設；

不同的性能權衡，例如可并行性。

折迭方案：

允許遞歸證明組合；

實現嵌套證明以提高效率和可擴展性；

快速且易于并行化的證明者；

之前的改進主要集中在構建遞歸SNARKs上。

遞歸證明組合可以降低驗證者的計算和內存需求，這在像區塊鏈這樣的應用中特別有用。證明聚合可以減小最終證明的大小和驗證時間，但生成這樣的證明可能對證明者的計算要求更高。與多項式IOPs+多項式承諾方案相比，折迭方案的效率提高來自于：

遞歸證明組合；

證明聚合；

改進的可擴展性；

更快的驗證時間。

折迭方案的潛在缺點包括：

更復雜的設計和實現；

定制化的加密假設；

增加證明者的計算時間和內存開銷；

適用性可能因用例而異。

總之，線性PCPs+僅線性編碼提供強大的零知識屬性和最短的證明長度，但它們需要受信任的設置，并且與其他類別相比在效率上具有局限性。多項式IOPs+多項式承諾方案通過更高效的證明生成和驗證過程，在效率上比線性PCPs+僅線性編碼有顯著改進，但設計和實現可能更為復雜。

折迭方案在效率和可伸縮性方面表現出色，得益于遞歸證明組合，這在區塊鏈應用中尤其有用。但是，證明者的計算時間和內存開銷可能會增加，并且其適用性可能因使用情況而異。

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