Filecoin成為最大的零知識證明網路？

目前Filecoin網路每天會產生6-7百萬zk-SNARK證明量，其中每個證明有超100萬演算法方面的容量，為了保證網路安全，Filecoin改進並大量優化了zk-SNARK以滿足目前的需求。

零知識證明

零知識證明中最重要的加密技術就是zk-SNARK，它能讓證明者有效地說服驗證者其知道某種信息，卻無需透露此信息本身，這一屬性保證了區塊鏈環境中的安全和隱私互動。目前Filecoin所依賴的主要屬性是其效率，zk-SNARK的誕生讓使用更少空間去證明存儲有效性成為可能。

用一個簡單的例子來說明一下：阿里巴巴被強盜抓住，為了保命，他需要向強盜證明自己擁有打開石門的密碼，同時又不能把密碼告訴強盜。他想出一個解決辦法，先讓強盜離開自己一箭之地，距離足夠遠讓強盜無法聽到口令，足夠近讓阿里巴巴無法在強盜的弓箭下逃生。阿里巴巴就在這個距離下向強盜展示了石門的打開和關閉。

這個整個過程可以形象化理解為零知識證明，證明者能夠在不向驗證者提供任何有用信息的情況下，使驗證者相信某個論斷是正確的。

應用

目前最廣泛使用零知識證明場景的項目是zcash的隱私方向。Zcash項目，大家都知道是「隱私交易」。Zcash代表了零知識證明中zk-SNARK的一個應用方向：隱私。隱私有不同的程度，ZCash的隱私交易指的是隱藏交易的發送方，接收方以及交易金額。

Filecoin是存儲行業比較熱門的項目，去中心化的存儲，有個核心問題，怎麼證明K工真實有效的存儲了指定的數據。Filecoin是通過複製證明以及時空證明演算法實現（其中就包括零知識證明）。複製證明通過零知識證明，證明每一層的數據都經過VDE計算生成，並提供最後結果的Merkle樹的樹根。

在數據處理並存儲後，每隔一段時間，需要提交存在性證明，也就是時空證明的演算法。時空證明演算法的基本思想，隨機挑選一個Merkle樹的葉子節點位置，需要提供出一條Merkle路徑的零知識證明。

複製證明的演算法，通過零知識證明證明數據已經正確處理，並提供了處理後數據形成的Merkle樹的樹根。時空證明，即每隔一段時間，隨機抽選一個葉子數據，需要K工在一定的時間內提供從該葉子數據到Merkle樹根的路徑證明。如果，處理完的數據沒有保存在一個可靠的存儲上，無法在合理的時間內重建整個Merkle樹，也就無法提供證明。

Filecoin的改進

為了支持 Filecoin 所需的容量，現在運行了一個新的Powers of Tau Ceremony，原本在Zcash運行的Ceremony基礎上將支持的容量增加了 64 倍！

zk-SNARK 在生成成為瓶頸時，支持證明生成的核心操作是高度可並行化的，所以Filecoin利用現代通用 GPU 計算從 CPU 卸載它們。

這允許更高的吞吐量，同時也創造經濟效率。通過將可並行化的工作轉移到相對便宜的並行處理器上，Fileoin可以讓主內存和 CPU 空閑，用於創建數據挖掘者必須證明的高度順序和內存密集型工作負載。

為了提高多個 zk-SNARK 的驗證速度，實現了批量驗證。因此Filecoin實施了SnarkPack。這允許K工將許多 zk-SNARK 聚合為一個組合證明。這種優化不僅在規模上將驗證時間減少了 10 倍以上——它還通過減少必須提交給鏈的每個證明的平均位元組數來減少鏈帶寬。

總結

為了實現這一目標，Filecoin建立了對內積參數的研究，併合作擴展以支持Filecoin網路的需求，而無需新的可信設置。Filecoin通過調整技術以使用兩個現有的 Powers of Tau 可信設置安全地應用來實現這一點。通過此舉改進，說明Filecoin克服了證明障礙以實現規模突破並成為全網最大的zk-SNARK證明網路。

文章來源：原力觀察

冷萃財經原創，作者：Awing，轉載請註明出處：https://www.lccjd.top/2021/07/20/filecoin%e6%88%90%e4%b8%ba%e6%9c%80%e5%a4%a7%e7%9a%84%e9%9b%b6%e7%9f%a5%e8%af%86%e8%af%81%e6%98%8e%e7%bd%91%e7%bb%9c%ef%bc%9f/?variant=zh-tw