Zero-knowledge proof: hoe werkt het en wat brengt het de blockchain?

Basics

Zero-knowledge proof (ZKP) is een type cryptografisch systeem waarmee iemand de juistheid van informatie kan verifiëren zonder de inhoud ervan prijs te geven. Deze technologie wint aan belangstelling in de wereld van blockchain, cryptocurrencies en DeFi, omdat het zowel privacy als beveiliging helpt verbeteren.

Nu het gebruik van ZKPs in DeFi-projecten blijft groeien, kunnen gebruikers vertrouwen op hun privacy en veiligheid bij activiteiten zoals lenen, uitlenen en handelen. Bovendien nemen veel Layer 1-blockchains een volgende stap door ZKP-gebaseerde roll-ups of zkEVMs te introduceren. Verwacht wordt dat ZKPs steeds belangrijker zullen worden in de blockchain- en Web3-ruimte naarmate meer organisaties zero-knowledge proof-toepassingen gaan inzetten.

What Is the Mechanism Behind a Zero-Knowledge Proof?

Een zero-knowledge proof stelt een partij (de prover) in staat om de waarheid van een bewering aan een andere partij (de verifier) te bevestigen zonder extra informatie prijs te geven. Deze techniek is nuttig wanneer de onderliggende gegevens privé zijn en de prover deze wil beschermen tegenover de verifier.

De prover genereert een wiskundig bewijs dat alleen zij bezitten, en de verifier kan dit bewijs gebruiken om de juistheid van de bewering te controleren. Het is echter onmogelijk om de oorspronkelijke gegevens uit dit bewijs te reconstrueren.

What Are the Benefits of Utilizing Zero-Knowledge Proofs?

Naarmate blockchain-technologie en cryptocurrency prominenter worden, groeit de behoefte aan geavanceerde privacy- en beveiligingsfuncties in digitale transacties. Zero-knowledge proofs winnen aan populariteit als middel om dit te bereiken, doordat transacties geverifieerd kunnen worden zonder gevoelige informatie te onthullen.

ZKPs zijn de afgelopen jaren sterk in trek geraakt, met veel nieuwe protocollen die ze gebruiken en blockchains die profiteren van zero-knowledge roll-ups. Dit werd ook benadrukt tijdens de DevCon 2022-conferentie, waar meer dan een vijfde van alle presentaties gerelateerd was aan deze technologie.

Key Advancements

De ontwikkeling van zero-knowledge proofs heeft veel aandacht gekregen voor zk-SNARKs, een specifieke ZKP die veelvuldig is toegepast in diverse DeFi-toepassingen, zoals private tokentransacties en afgeschermd lenen en uitlenen. Daarnaast krijgen schaalbaarheid en prestaties via zkRoll-ups steeds meer prioriteit voor zero-knowledge proofs.

zk-SNARKs

Zero-knowledge succinct non-interactive argument of knowledge (zk-SNARKs) is een vorm van zero-knowledge proof waarmee beweringen bevestigd kunnen worden zonder details over de bewering zelf prijs te geven.

Toepassingen zoals Zcash en het blockchain-gebaseerde betalingssysteem van JP Morgan Chase maken al gebruik van zk-SNARKs. Daarnaast is het gebruikt als een veilige manier om de identiteit van cliënten die verbinding maken met servers te verifiëren.

zkRoll-ups

zkRoll-ups zijn een oplossing waarbij verschillende transacties gebundeld worden tot één grotere transactie, die vervolgens op de blockchain wordt vastgelegd.

Met zkRoll-ups kunnen honderden transacties off-chain worden gebundeld tot één batch, en kan er een cryptografisch bewijs worden gegenereerd om hun juistheid en veiligheid te garanderen. Deze technologie is ideaal voor situaties die hoge schaalbaarheid en lage latentie vereisen.

ZKP Use Cases

Zero-knowledge proofs hebben talrijke toepassingen, waarvan sommige al operationeel zijn en waarvan meer in de nabije toekomst verwacht worden. Belangrijke gebruiksscenario's voor ZKP zijn onder andere:

Electronic Verification of One's Identity

Met zero-knowledge proofs kunnen gebruikersidentiteiten worden bevestigd zonder vertrouwelijke informatie te onthullen. Deze technologie is nuttig in gebieden zoals online stemmen, waar de identiteit van gebruikers gevalideerd moet worden zonder hun anonimiteit te schenden.

Transactions That Protect Personal Data

Zero-knowledge proofs behoren tot de populairste technologieën in cryptocurrency en maken privacygerichte transacties mogelijk. Een goed voorbeeld is Manta Network's MantaPay DApp, die afhankelijk is van ZKPs om transacties op hun DEX veilig en privé te faciliteren, waarbij de identiteit en transactiegegevens van gebruikers worden beschermd. Het stelt gebruikers in staat anoniem te handelen op het platform en toch volledig beveiligd te blijven.

Shielded Transactions

Zcash gebruikt zero-knowledge proofs om zogeheten shielded transacties mogelijk te maken, die afzender- en ontvangeradressen en transactiebedragen op de openbare blockchain verhullen voor meer privacy.

Verifying the Ownership of Tokens

Zero-knowledge proofs kunnen worden ingezet voor het tokeniseren van activa en het verifiëren van eigendom daarvan. Bijvoorbeeld kan het tokeniseren van een eigendom een partij in staat stellen het eigenaarschap aan te tonen zonder andere gegevens openbaar te maken.

Adhering to Global Regulations

In bepaalde landen is het verzamelen en verspreiden van financiële gegevens strikt gereguleerd, wat een uitdaging vormt voor gedecentraliseerde platforms. Om te voldoen aan toepasselijke wetten kunnen zero-knowledge proofs worden gebruikt om toezichthouders van de benodigde informatie te voorzien terwijl deze vertrouwelijk blijft voor anderen.

Deze technologie kan de kloof verkleinen tussen gedecentraliseerde platforms en traditionele financiële instellingen, waardoor DeFi kan voldoen aan uiteenlopende regelgeving in verschillende rechtsgebieden.

What Will ZKPs Bring to Blockchain?

Zero-knowledge proofs zullen naar verwachting nieuwe technologische vooruitgangen stimuleren in de komende jaren. Het is de moeite waard om aandacht te besteden aan verschillende innovaties gerelateerd aan Zero-Knowledge Proofs, zoals:

Private Cross-chain Transactions

Naarmate blockchain en DeFi uitgebreider en complexer worden, groeit de behoefte om verschillende blockchain-netwerken veilig met elkaar te verbinden. Cross-chain privacy-lagen beantwoorden aan deze behoefte door privacybeschermde transacties tussen netwerken mogelijk te maken.

Advanced ZKP

Een ander aandachtspunt is de toenemende toepassing van zk-STARKs (zero-knowledge scalable transparent argument of knowledge), een nieuwere vorm van zero-knowledge proof die als efficiënter en veiliger wordt beschouwd in vergelijking met zk-SNARKs. Zk-STARKs hebben bovendien het voordeel dat ze sneller te valideren zijn en geen betrouwbare setup vereisen.

Toolkits for Easy Use

De complexiteit van zero-knowledge proof-technologie kan het moeilijk maken voor mensen met beperkte cryptografiekennis om het in projecten te integreren. Om de technologie toegankelijker te maken, bieden gebruiksvriendelijke ZKP-toolkits ontwikkelaars van alle niveaus de middelen om het effectief toe te passen.

Limitations of Zero-Knowledge Proofs

ZKPs zijn een methode waarmee men de waarheidsgetrouwheid van bepaalde informatie kan bevestigen zonder vertrouwelijke details prijs te geven. Het is echter belangrijk op te merken dat deze techniek niet absoluut onfeilbaar is. Hoewel de kans dat een prover liegt zeer klein is, moeten gebruikers zich realiseren dat ZKPs geen 100% garantie bieden.

De complexiteit van algoritmen voor zero-knowledge proofs vereist aanzienlijke rekenkracht. Sommige ZKPs vragen om meerdere interacties tussen verifiers en provers, wat leidt tot intensief rekenwerk. Andere hebben uitzonderlijk rekenintensieve algoritmen, wat de toepassing van ZKPs mogelijk kan beperken.

Conclusion

Vanwege hun privacybeschermende aard en schaalbaarheid hebben zero-knowledge proofs recent veel aandacht gekregen. Het gebruik van deze technologie in blockchain, cryptocurrency en gedecentraliseerde financiën brengt een reeks innovatieve diensten die gebruikers sterk kunnen bevoordelen. Uiteindelijk zouden ZKPs de basis kunnen vormen voor een veiliger, privater en efficiënter DApp-ecosysteem.