Zero-knowledge Proof (ZKP) là gì? Các lỗ hổng của công nghệ ZKP

Zero-knowledge Proof là gì? Công nghệ ZKP có gì đặc biệt và liệu có lỗ hổng nào trong giải pháp này hay không? Cùng tham khảo bài viết sau để nắm được những thông tin chi tiết nhất về ZKP nhé!

Zero-knowledge Proof là gì?

Đây là một công nghệ mật mã học có khả năng chứng minh tính xác thực của một dữ liệu/giá trị mà không cần tiết lộ bất cứ thông tin cụ thể nào của dữ liệu/giá trị đó. Cụ thể hơn, anh em có thể hiểu cốt lõi hoạt động của phương pháp này là việc 1 người (Prover) có thể chứng minh với 1 người khác (Verifier) rằng họ biết giá trị x, trong khi đó lại không tiết lộ bất cứ thông tin nào về giá trị này.

Ví dụ:

Một người cần chứng minh rằng mình đã trên 18 tuổi để có thể mua rượu tại cửa hàng. Khi đó, với công nghệ ZKP, người này có thể chứng minh được điều đó mà không cần cung cấp CMND hay giấy tờ cá nhân của mình. Khi kết hợp ZKP với Blockchain, rất nhiều trường hợp có thể được thảo luận và giải quyết.

Đặc điểm của Zero-knowledge Proof

Công nghệ ZKP sở hữu một số đặc điểm cơ bản mà anh em có thể sử dụng để phân biệt với những công nghệ khác:

• Tính đầy đủ: Khi các thông tin được cung cấp một cách đầy đủ để chứng minh một tuyên bố là đúng, Verifier (người xác minh) sẽ bị thuyết phục.
• Tính hợp lý: Để Verifier công nhận một tuyên bố là đúng, nó không chỉ cần có đầy đủ thông tin mà còn cần có tính hợp lý. Điều này đảm bảo được rằng xác suất để xảy ra một gian lận là rất nhỏ.
• Zero-knowledge: Verifier sẽ không nhận được bất cứ thông tin cụ thể nào mà chỉ được chứng minh rằng một tuyên bố là đúng và có tính xác thực. Toàn bộ thông tin khác sẽ được ẩn đi.

Zero-knowledge Proof hoạt động như thế nào?

Với những đặc điểm phía trên, chắc hẳn anh em vẫn chưa thể hiểu được cách thức hoạt động của Zero—knowledge Proof, đặc biệt là về cách Prover có thể chứng minh tính xác thực của một dữ liệu cho Verifier mà không cần tiết lộ thông tin. Chúng ta sẽ đi qua ví dụ sau để hiểu rõ hơn về cách hoạt động của công nghệ này.

Ví dụ: Hai người A và B đều đang ở trước một hang động có 2 lối đi, dẫn đến 2 con đường tách biệt hoàn toàn. Tuy nhiên, ở giữa 2 con đường đó có một cánh cửa đặc biệt, chứa một mật mã bí mật. Người A nói rằng họ đang nắm giữ mật mã đó, còn người B đang muốn mua lại mật mã đó. Công việc của ZKP lúc này sẽ là phải chứng minh được với người B là người A đang sở hữu mật mã, nhưng lại không tiết lộ nội dung mật mã.

Để làm được điều này, người A sẽ được yêu cầu phải chọn ngẫu nhiên một đường trong hang động và đi vào bên trong con đường đó. Khi đến cánh cửa nối, người B yêu cầu người A đi ra từ lối nào thì người A sẽ phải đi ra từ lối đó. Hay nói cách khác, người A chọn điểm vào, người B chọn điểm ra.

Lúc này, có 2 trường hợp xảy ra:

• Người A và người B cùng chọn 1 con đường: người A sẽ không cần mở cánh cửa
• Người A và người B không cùng chọn 1 đường: người A sẽ cần mở cánh cửa nối

Nếu trường hợp 1 xảy ra, người A sẽ không cần dùng mật mã để mở cửa và người B sẽ không chắc chắn được rằng người A có mật mã hay không. Do vậy, người B sẽ cần lặp đi lặp lại các kiểm tra của mình để chắc chắn rằng người A sẽ phải dùng mật mã để đi qua cánh cửa. Về phần người A, người này sẽ không cần chia sẻ nội dung mật mã.

Đây chính là cách mà Zero-knowledge Proof vận hành.

Ưu nhược điểm của Zero-knowledge Proof là gì?

Ưu điểm

Một số ưu điểm của công nghệ ZKP có thể kể đến như:

• Khả năng mở rộng: Công nghệ ZKP được áp dụng trong giải pháp Layer 2 ZK Rollup nhằm tăng được thông lượng và khả năng mở rộng cho các Blockchain Layer 1. Những dự án tiêu biểu sử dụng công nghệ này là Zksync, Loopring hay StarkNET.
• Quyền riêng tư và bảo mật: Như đã đề cập phía trên, công nghệ này có thể giúp xác minh được tính đúng đắn và đầy đủ của dữ liệu mà không cần tiết lộ những thông tin quan trọng. Những thông tin quan trọng này có thể liên quan đến bí mật thương mại, tính cạnh tranh, …Chính vì vậy, công nghệ ZKP còn có thể được sử dụng trong các ứng dụng về bảo mật quyền riêng tư, bên cạnh các giải pháp Layer 2. Một số ứng dụng có thể kể đến là Monero, Zcash, …
• Hỗ trợ tính minh bạch: Bản thân các Blockchain đã được thiết kế để đảm bảo tính minh bạch cao, cho phép các node có thể xem và tải xuống tất cả dữ liệu trên sổ cái. ZKP chính là công nghệ có thể khiến Blockchain trở nên minh bạch hơn bằng cách cho phép cả người dùng và doanh nghiệp tận dụng dữ liệu riêng tư để thực hiện Smart Contract mà không làm lộ các thông tin quan trọng.

Hạn chế

• Yêu cầu sức mạnh tính toán: Để có thể chứng minh được thông tin mà không tiết lộ những yếu tố quan trọng, giao thức của ZKP đòi hỏi phương trình tính toán rất phức tạp. Bởi vậy, một sức mạnh tính toán lớn là yêu cầu cần thiết để ZKP có thể vận hành và tính toán một cách hiệu quả nhất. Điều đó đồng nghĩa với việc những máy tính phổ thông sẽ khó có thể tham gia được vào quá trình xác thực giao dịch.
• Không thân thiện với Developer: Hiện tại, ZK rollup mới chỉ được ứng dụng trong các giao dịch và những khoản thanh toán đơn giản, trong khi khả năng của công nghệ này có thể giúp các giải pháp Layer 2 rất nhiều trong việc cải thiện khả năng mở rộng cho Blockchain. Do sở hữu các phương trình tính toán phức tạp, công nghệ này vẫn chưa thể được ứng dụng một cách hoàn chỉnh trong các sản phẩm. ZK Rollup hiện tại cũng không hỗ trợ khả năng tổng hợp hay sự tương tác giữa các ứng dụng ZK Rollup khác nhau trong cùng một Layer 2.

Một số ứng dụng phổ biến của Zero-knowledge Proof

• Xác minh: Với công nghệ ZKP, người dùng sẽ bị hạn chế nếu muốn truy cập vào dữ liệu phức tạp của cá nhân của người khác
• Tài liệu: ZKP là công nghệ có khả năng truyền tải được các tài liệu, thông tin với độ bảo mật cao hơn hẳn, đặc biệt là đối với những thông tin nhạy cảm.
• Chia sẻ dữ liệu: ZKP sẽ là một lựa chọn tuyệt vời để chia sẻ dữ liệu xuyên chuỗi trên Internet mà không cần có bất cứ sự tham gia nào của bên thứ 3.
• Nhắn tin bảo mật: Đối với các ứng dụng nhắn tin truyền thống, người dùng sẽ được yêu cầu xác minh danh tính trên máy chủ tập trung. Với sự góp mặt của ZKP, dữ liệu có thể được mã hóa end-to-end trong các ứng dụng, cho phép việc nhắn tin được diễn ra một cách riêng tư hơn. Bên cạnh đó, ZKP cũng có thể giúp người dùng chứng minh danh tính mà không cần tiết lộ bất cứ thông tin nào của người dùng.
• Bảo vệ lưu trữ: Khả năng bảo vệ thông tin được công nghệ ZKP cung cấp có hiệu quả mạnh mẽ hơn so với các công nghệ khác. Nhờ vậy, các dữ liệu cần lưu trữ sẽ được bảo vệ thông tin trước hacker một cách chặt chẽ hơn.
• Sử dụng trong Blockchain: Blockchain là một mảnh đất màu mỡ, phù hợp với sự phát triển và mở rộng của công nghệ ZKP, đặc biệt là đối với quá trình mở rộng trong trung và dài hạn. Cụ thể hơn, ZK rollup có khả năng xác minh và xác nhận tính hợp lệ của giao dịch một cách nhanh chóng, cho phép Ethereum cũng như các Blockchain Layer 1 khác mở rộng một cách mạnh mẽ. ZKP còn được ứng dụng trong một số Blockchain như Mina Protocol, hứa hẹn một thế hệ Blockchain hàng đầu trong Crypto.

Những Blockchain ứng dụng ZKP

Secret Network

Đây là một trong những nền tảng Smart Contract ẩn danh khởi chạy mainnet đầu tiên. Các tính toán của hệ thống này được thực hiện trong Trusted Execution Environments (TEE) nhằm đạt được sự bảo mật và riêng tư tốt nhất.

Về cơ bản, TEE là một phần của máy tính có thể thực hiện lưu trữ dữ liệu và chạy các tính toán ngay cả khi chủ sở hữu không truy cập được. Nhờ vậy, các Node trong mạng có thể vừa thực hiện các tính toán, vừa giữ được đầu vào, đầu ra ở trạng thái được mã hóa hoàn toàn.

Secret Network đã có những phát triển tích cực về hệ sinh thái sau đợt nâng cấp lớn vào cuối năm 2021. Một số phát triển cụ thể bao gồm nhiều sector khác nhau: NFT marketplace, Lending protocol, liquid staking protocol, …

Immutable X

Đây là một Validium cho NFT trên Ethereum (Sử dụng ZK Rollup nhưng là với mục đích lưu trữ dữ liệu Off-chain). Đây là một nền tảng được xây dựng trên StarkEx với ứng dụng chủ yếu là hỗ trợ các giao dịch NFT và các hoạt động có liên quan như minting.

Immutable X là một trong những NFT Protocol nổi bật nhất trong số những nền tảng sử dụng công nghệ ZK Rollup của StarkEx.

dYdX

Đây là một trading platform xây dựng trên StarkEx, hỗ trợ nhiều loại giao dịch như Spot trading, Margin, Perpetuals, … TVL hiện tại của dYdX là $960M với khoảng $500M khối lượng giao dịch hàng ngày. Đây có thể được xem là một trong những sàn giao dịch phái sinh tập trung hàng đầu hiện nay.

Polygon

Trong không gian ZK Rollup, Polygon được coi là một nhân tố vô cùng quan trọng. Polygon đã mua lại thành công giải pháp ZK Rollup Hermez Network vào tháng 8 năm 2021 với giá $250M. Sau đó khoảng 1 tháng, Polygon đã ra mắt Nightfall. Tại đây, một Rollup tập trung vào quyền riêng tu được xây dựng với sự hợp tác của EY. Polygon đồng thời cũng đã giới thiệu được giải pháp ZK Rollup Miden vào tháng 11 năm 2021 nhằm mở rộng quy mô của Ethereum và hỗ trợ Dapp tập trung vào các trường hợp như NFT, chơi game, mạng xã hội.

3 Rollup được Polygon triển khai để phục vụ cho mục các mục đích khác nhau bao gồm:

• Polygon Hermez (ZK Rollup).
• Polygon Nightfall (ZK Rollup tập trung vào quyền riêng tu, hợp tác với Ernst & Young).
• Polygon Miden (dựa trên EVM Rollup và STARK).

Mina Protocol

Mina Protocol hay có tên gọi trước đó là Code Protocol là dự án được thành lập với Evan Shapiro và Izaac Meckler. Mainnet của Mina Protocol đã chính thức được ra mắt vào tháng 3 năm 2021. Đây cũng là dự án nhận được rất nhiều đầu tư từ những VC lớn trong ngành như Polychain Capital, Coinbase Ventures, …

Mina Protocol là Smart Contract Platform ứng dụng công nghệ ZKP để đảm bảo được thiết kế có kích thước không đổi là 22kb, tương đương với một vài tweet. Trong trường hợp thực hiện được mục tiêu này, Mina Protocol có thể đạt được mục đích trở thành Blockchain nhẹ nhất thế giới. Hiện tại, đây vẫn là dự án đang ở trong giai đoạn phát triển ban đầu và chưa được hỗ trợ Smart Contract.

Dush Network

Đây là một privacy blockchain được thiết kế để đem lại sự hỗ trợ cho các ứng dụng tài chính, sử dụng công nghệ ZKP làm cơ sở cho các Smart Contract.

Mục tiêu của Dusk Network là trở thành Layer 1 đầu tiên có khả năng hỗ trợ Smart Contract ZKP. Do vậy, các nhà phát triển sẽ có thể yên tâm trong việc triển khai được những ứng dụng tài chính do thông tin liên quan đến người dùng và giao dịch đều được đảm bảo ẩn danh và tiêng tư. Công nghệ được Dusk Network sử dụng là công nghệ ZKP PLONK Proof để xác nhận – xác minh giao dịch.

Với những chia sẻ trên, chắc hẳn anh em đã nắm được chi tiết xem Zero-knowledge Proof là gì cũng như những ưu nhược điểm của công nghệ này. Thông qua đó, hy vọng bạn có thể đưa ra đánh giá đa chiều hơn về các dự án sử dụng công nghệ ZKP. Chúc anh em có những quan sát, phán đoán xác đáng để đưa ra được quyết định đầu tư tốt nhất!

Bài viết cùng chủ đề

➤ TOP 16 Tool crypto hay nhất giúp kiểm soát rủi ro khi giao dịch Bitcoin

➤ Optimistic Rollup là gì? Có tối ưu hơn giải pháp Zk Rollup?

➤ Oracle là gì? Tầm quan trọng của Oracle trong blockchain