Zero-knowledge proof (ZKP) là gì?
Zero-knowledge Proof (ZKP) là công nghệ mật mã học (cryptography), dùng để xác thực thông tin mà không cần tiết lộ nội dung của chính thông tin đó.
Cốt lõi cơ chế hoạt động của nó là phương pháp mà một bên (người chứng minh) có thể chứng minh với bên khác (người xác minh) rằng họ biết một giá trị x, mà không cần tiết lộ bất kỳ thông tin nào về việc họ biết giá trị x.
Tại sao cần có Zero-knowledge Proof (ZKP)?
Mục đích chính của công nghệ Zero-knowledge Proof là giữ nguyên tính bảo mật của thông tin đầu vào (input) nhưng vẫn xác thực được tính đúng đắn của thông tin đó.
Ví dụ:Bạn Trang bị mất thẻ xe, làm sao để chứng minh với bác bảo vệ rằng đây là xe của Trang?
Giải pháp 1: Sử dụng bằng lái xe
Thông tin cá nhân của Trang lúc này sẽ được nhập vào hệ thống lưu trữ thông tin của bác bảo vệ. Giả sử kho dữ liệu này bị hack, thông tin của Trang sẽ bị lộ, điều này có thể làm ảnh hưởng đến cá nhân Trang.
Vấn đề đặt ra: Làm thế nào để không cung cấp thông tin cá nhân nhưng vẫn được lấy xe về?
Giải pháp 2: Sử dụng bằng chứng được tạo từ công nghệ Zero-knowledge Proof
Trang sử dụng bằng lái xe của mình để hệ thống ZKP tạo bằng chứng nhằm xác thực đây là xe của Trang.
Bác bảo vệ sẽ kiểm tra và xác thực bằng chứng Trang đưa, nếu như tất cả đều đúng thì Trang sẽ được lấy xe về.
Trong trường hợp này, thông tin cá nhân của Trang không bị tiết lộ mà bác bảo vệ vẫn xác thực được việc đây là xe của Trang.
Để thấy cách các thành phần này xuất hiện trong hệ thống ZKP như thế nào, mình sẽ giải thích ở bên dưới.
Zero-knowledge Proof hoạt động như thế nào?
Trong một hệ thống ZKP bao gồm 2 thành phần chính là người chứng minh và người xác minh. Bên cạnh đó còn có một số thực thể liên quan. Vai trò như sau:
Tiếp tục sử dụng ví dụ trên, chúng ta có các thành phần được làm rõ như sau:
Nếu kết quả trả lại là (1), bác bảo vệ xác minh được xe là của Trang mà không cần xem xét các thông tin khác.
Nếu kết quả trả lại là (0), bác bảo vệ xác minh xe không phải là của Trang.
Interactive và Non-interactive Zero-knowledge Proof là gì?
Interactive Zero-knowledge Proof (ZKP có tương tác)
Giả sử trong quá trình chứng minh “Xe có phải của Trang không”:
Bạn Trang cung cấp Nhân chứng 1, bác bảo vệ kiểm tra, thấy thắc mắc và quay lại hỏi bạn Trang.
Bạn Trang tiếp tục cung cấp Nhân chứng 2, bác bảo vệ tiếp tục kiểm tra.
Bạn Trang cung cấp Nhân chứng N, bác bảo vệ kiểm tra và xác minh rằng xe là của bạn Trang.
Lúc này, bạn Trang đã chứng minh được tuyên bố của mình là đúng.
Quá trình hỏi đáp này được gọi là Interactive Zero-knowledge Proof (ZKP có tương tác). Rõ ràng, nó tồn tại nhiều hạn chế:
Non-interactive Zero-knowledge Proof (ZKP không tương tác)
Non-interactive ZKP ra đời nhằm giải quyết các hạn chế của interactive ZKP. Sự khác biệt của nó là người chứng minh và người xác minh chỉ cần tương tác một lần duy nhất.
Với phương pháp này, hệ thống chứng minh đã được nâng cấp.
Non-interactive ZKP làm giảm giao tiếp giữa người chứng minh và người xác minh, giúp cho quy trình chứng minh hiệu quả hơn. Bên cạnh đó, sau khi bằng chứng được tạo, bất kỳ ai cũng có thể xác minh bằng chứng.
Đọc thêm: Cập nhật các dự án Zero-knowledge Proof nổi bật đầu 2023
Cấu trúc Zero-knowledge Proof phổ biến
ZKP có 2 cấu trúc phổ biến:
Điểm chung là cả SNARK và STARK đều là các hệ thống ZKP không tương tác (Non-interactive), nhưng chúng có các giả định bảo mật và đặc điểm hiệu suất khác nhau.
Ưu điểm và hạn chế của Zero-knowledge Proof
Giống như tất cả các dạng công nghệ khác, Zero-knowledge Proof (ZKP) cũng có một loạt các ưu điểm và hạn chế riêng:
Ưu điểm của Zero knowledge proof (ZKP)
Hạn chế của Zero knowledge Proof (ZKP)
Hai ứng dụng phổ biến của ZKP
Sử dụng công nghệ ZKP trong lĩnh vực Blockchain
Công nghệ ZKP hứa hẹn là một trong những giải pháp mở rộng cho trung và dài hạn cho Blockchain.
Với các giải pháp Zk Rollup, chúng cho phép Ethereum và blockchain layer 1 khác mở rộng mạnh mẽ khi cho phép quá trình xác minh – xác nhận tính hợp lệ của giao dịch một cách nhanh chóng.
Bên cạnh đó, các Blockchain ứng dụng công nghệ ZKP như Mina Protocol hứa hẹn tạo ra thế hệ Blockchain hàng đầu trong lĩnh vực Crypto.
Ứng dụng bảo mật thông tin
Các ứng dụng truyền thống yêu cầu người dùng xác minh danh tính của họ với một máy chủ tập trung. Với công nghệ ZKP, nó có thể được dùng để mã hóa dữ liệu end-to-end trong các ứng dụng, cho phép các thông tin được gửi một cách riêng tư.
Ngoài ra, ZKP có thể giúp một một cá nhân có thể chứng minh danh tính của họ mà không cần tiết lộ thêm thông tin cá nhân.
Tổng kết
Mình hy vọng các nội dung này sẽ giúp các bạn có thể nắm bắt được những thông tin tổng quan về Zero-knowledge proof (ZKP) là gì? Ưu điểm và hạn chế của công nghệ ZKP, cũng như điểm danh một số dự án Blockchain nổi bật có sử dụng công nghệ ZKP.
