零知识证明：Web3隐私革命与投资新机

时间:2025-08-22 作者:游乐小编

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图片来源：由 Maze AI 生成

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2022年，“零知识证明”这个词在Web3圈子里火了，这得益于ZK-Rollups在以太坊上的进展。有人甚至大胆预测，下一轮牛市的引擎就是它，说零知识证明对于Web3的重要性，堪比Bitcoin引入区块链概念、以太坊引入智能合约。

零知识证明真有这么大潜力吗？这得从Web3的发展说起。Web3的目标是把互联网的所有权还给用户，通过去中心化的网络来实现。但现在看来，Web3似乎只是在价值观上更以用户为中心了，离真正实现这个愿景还有很多问题，其中隐私安全就是个大难题。

Web3网络的设计初衷是让用户直接和去中心化的网络互动，避免Web2中心化网络的数据泄露、数据私有化和权力集中等问题。理论上，如果你运行一个完整的节点，就能获得数学上保证的加密安全性。但是，运行一个完整的节点需要昂贵的硬件，还要保持和100GB的大型区块链连接。

显然，现在的加密客户端搞不定这些需求。所以，现在的Web3在很大程度上还是依赖于受信任的中心化中介，由他们来连接Web3的去中心化网络。这似乎和Web3的愿景有点背道而驰。那如何在去中心化网络环境中，用去中心化的方式保障隐私安全呢？零知识证明技术巧妙地解决了这个问题。除了网络安全，零知识证明还有很多其他的用例，下面就给大家介绍一下这项技术在加密领域的应用。

什么是零知识证明

在介绍零知识证明在Web3的应用之前，咱们先快速了解一下零知识证明的原理。简单来说，零知识证明是一种密码学技术，它允许一个人（证明者）向另一个人（验证者）证明某个事情是真的，但不需要透露任何额外的信息。

零知识证明需要满足以下三个关键要求：

完整性：如果陈述是真的，而且双方都遵守规则，那么验证者就能完成验证。
可靠性：如果陈述是假的，验证者无论如何都不会被说服。这种方法利用概率检查理论，确保不会出错。
零知识：意味着验证信息的人无法知道除了断言是否正确之外的任何信息。

零知识证明有两种主要类型：

交互式零知识证明：要求证明者执行一系列任务或操作，来向验证者证明他们拥有特定的信息。这些任务通常涉及数学概率之类的东西。
非交互式零知识证明：证明者和验证者不需要相互通信就能完成验证，验证会在之后进行。这种零知识证明需要使用额外的计算或程序。

零知识证明的Web3用例

零知识证明技术早在1980年就出现了，但由于技术难度高，一直没有得到广泛应用。那么，零知识证明到底能为Web3的发展带来哪些帮助呢？让我们从技术用例中一探究竟。

链下计算：随着越来越多的应用在以太坊上部署，以太坊上的交易处理速度慢、网络扩展性不足等问题日益突出。构建一个Layer2网络，把计算处理转移到链下，是解决这些问题的重要方案。ZK-Rollups就是以太坊社区比较认可的解决方案之一。ZK-Rollups的代表项目有Starkware和Zk-sync等。

扩展性是零知识证明在Web3中最常见的用例。目前也有将扩展和隐私两种性能结合的方案，比如Aztec、StarkNet之类的隐私Layer2公链。

跨链桥联：随着公链生态的扩张，以太坊一统天下的局面很难达成，跨链互操作的需求越来越大。但利用桥来跨链的安全性难以得到保障。因此，很多项目开始使用零知识证明来实现互操作，其中包括Wormhole、Polymer和ZKBridge等项目，它们正在布局基于零知识证明技术构建无信任假设的跨链协议。这将改变因IBC轻客户端不能在ETH运行所导致的无法互通的现象。零知识证明也将大大提高加密桥的安全性，提高跨链互操作的安全性。
链上游戏：以「黑暗森林」（Dark Forest）为例，这是一款灵感来自于刘慈欣的《三体》的基于零知识证明的游戏。作为策略游戏，游戏中的许多阴谋都来自于隐藏信息或信息不对称的概念。整个黑暗森林宇宙是无限的，充满了成千上万的对抗玩家、机器人、脚本、智能合约玩家等等。但是，单个玩家在加入宇宙后只能访问整个宇宙地图的一小部分，这正是赋予《黑暗森林》灵魂的地方。如何在信息都是公开透明的区块链上实现「隐藏」部分信息呢？这正是基于零知识证明所实现的，它可以「隐藏」部分不想透露或需要触发条件的信息。
资产安全：区块链技术不仅保证了我们的资产只由我们自己处理（非托管），而且分布存储在多个节点中，降低了资产风险。而零知识还有助于进一步提高Web3的安全级别。在安全设计中使用数学验证而不是概率论，零知识通过采用有效性证明来降低潜在风险。有效性证明保证信息的准确性，具体而言：
- 唯一能够破译加密信息的人是用户；
- 如果证明者是伪造的，得到的最终根将不同，验证者将拒绝接受；
- 即使所有验证者与证明者串通，由于区块链数据的可用性，账户状态也可以回滚和更正；
- 使用零知识证明时，通常会采用额外的检查和强化机制。
用户验证：可以通过零知识证明来确认个人的加密身份。零知识证明允许用户向系统验证他们的身份，而无需透露他们完整的个人信息。例如，当您登录一个帐户时，需要输入用户名和密码，但如果使用零知识证明技术，你只需要出一个ZK Proof，平台就永远无法算出你的真实密码，在无需泄露个人敏感数据的前提下完成个人身份验证。
文档共享：我们在网络上常会面临某些数据共享需求，而共享过程中会面临信息丢失、拦截等问题。当零知识证明与区块链技术相结合，可以分片加密数据，不仅保障传输安全性，还能使用户拥有管理某些块以及其中包含的信息的权利，从而授予某些用户访问权限，而未经授权的用户则无法访问您的共享文档。
存储保护：去中心化存储作为Web3三大支柱之一，对于行业发展十分重要。而零知识证明能够为存储安全提供更好的保护，其能够利用算法设置相应的协议，使存储单元和其中的协议被加密，甚至在访问通道也会设置加密保护，让Web3云存储的安全性更上一层楼。

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