ZKApps 101: Toàn cảnh ứng dụng ZK và tình hình phát triển hiện tại
Tuyển chọn TechFlowTuyển chọn TechFlow
ZKApps 101: Toàn cảnh ứng dụng ZK và tình hình phát triển hiện tại
Tại sao hiện tại nên quan tâm đến ZKApps?
Chuyên sâu báo cáo Web3Tác giả: YIWEI
Biên dịch: TechFlow
Tóm tắt
-
Hệ sinh thái zero-knowledge (ZK) hiện tại có thể được phân loại theo hai tiêu chí chính: thứ nhất là hoạt động như ứng dụng hay cơ sở hạ tầng; thứ hai là ưu tiên quyền riêng tư hay tính thực tiễn và khả năng mở rộng.
-
Trong các phân loại này, các ứng dụng ZK (ZKApps) là những ứng dụng sử dụng bằng chứng kiến thức không (zero-knowledge proof - ZKP) để tăng cường quyền riêng tư và tính hữu ích. ZKApps có thể cải thiện cuộc sống của chúng ta trong các lĩnh vực như xác thực, thanh toán và kỹ thuật sinh học.
-
Xu hướng đầu tư và dữ liệu trên chuỗi cho thấy nhu cầu về bằng chứng kiến thức không (ZKP) đang tăng lên nhanh chóng, người dùng phổ thông đã bắt đầu chấp nhận các ứng dụng liên quan.
-
Nhờ vào những tiến bộ công nghệ trong hệ thống mật mã chứng minh và cơ sở hạ tầng chứng minh phi tập trung, ZKApps trở nên thiết thực và khả thi hơn. Những phát triển này làm giảm rào cản trong việc tạo ra và xác minh ZKP, giúp nhiều người tiếp cận ZKApps hơn.
1. Mở đầu
Tại sao chúng ta nên quan tâm đến ZKApps ngay bây giờ?
Trong ngành blockchain và Web3, sự hào hứng xung quanh công nghệ zero-knowledge (ZK) đã kéo dài nhiều năm và tiếp tục mạnh mẽ đến nửa cuối năm 2024. Như Vitalik Buterin từng nói: “Mặc dù vẫn cần thêm phát triển cơ sở hạ tầng và tối ưu hóa trình chứng minh, nhưng ZK sẽ là trạng thái cuối cùng rõ ràng trong vòng 10 năm tới.” ZK được giới chuyên môn coi là một công nghệ đầy hứa hẹn để giải quyết bài toán tam giác bất khả thi của blockchain — cân bằng giữa bảo mật, khả năng mở rộng và phi tập trung mà không hy sinh yếu tố nào.
Dưới tác động của làn sóng này, nhiều nhà đầu tư, dù có chuyên môn kỹ thuật hay không, có lẽ đều đã từng nghe đến các thuật ngữ như SNARKs, STARKs và KZG — những khái niệm kỹ thuật phức tạp, đặc biệt phổ biến trong nghiên cứu và phát triển cộng đồng Ethereum. Tuy nhiên, từ góc độ người tiêu dùng, một câu hỏi cơ bản chắc chắn sẽ nảy sinh: “Tôi biết ZK là một công nghệ ấn tượng, nhưng khi nào chúng tôi mới có thể sử dụng sản phẩm thật sự tận dụng nó? Và công nghệ này đã đủ trưởng thành để thay thế các giải pháp phi Web3 hiện tại chưa?”
Vài năm trước, câu trả lời có thể là: “Chưa, chúng tôi không biết.” Như Vitalik đề cập, cơ sở hạ tầng và công nghệ mật mã chứng minh cần thiết để vận hành các ứng dụng dựa trên ZK (ZKApps) vẫn còn thiếu, gây khó khăn cho việc phát triển. Tuy nhiên, đến năm 2024, mặc dù vẫn còn nhiều chỗ để cải thiện, nhưng đã có những tiến bộ kỹ thuật đáng kể, đặt nền tảng cho thương mại hóa ZKApps. Vì vậy, hiện tại chúng ta cần chuyển trọng tâm sang việc xác định những lĩnh vực thực sự cần công nghệ ZK, và suy nghĩ cách tận dụng nó để nâng cao chất lượng cuộc sống. Từ góc nhìn nhà đầu tư, nghiên cứu phân loại các ZKApps sẽ được áp dụng rộng rãi trong tương lai cũng có thể mở ra những cơ hội đầu tư mới.
Trong nghiên cứu chung về ZK của Presto Research và Ocular VC, chúng tôi cung cấp cái nhìn tổng quan và triển vọng về ngành ZKApp, dựa trên phân tích xu hướng thị trường và hiểu biết sâu sắc về công nghệ từ cả hai nhóm nghiên cứu. Trong phần thứ hai, chúng tôi sẽ giới thiệu hệ sinh thái áp dụng ZK hiện tại và nhấn mạnh những cơ sở hạ tầng ZK và ZKApps nào đang thu hút sự chú ý. Phần ba tập trung vào lịch sử phát triển của ZKApps, thảo luận về tính cần thiết và lợi ích thực tế của chúng. Trong phần bốn, chúng tôi sẽ xem xét xu hướng đầu tư và phân tích dữ liệu trên chuỗi trong ngành ZK đến năm 2024, giải thích vì sao ZKApps có tiềm năng trở thành xu hướng chính tiếp theo. Cuối cùng, trong phần năm, chúng tôi sẽ thảo luận về các nỗ lực nghiên cứu và phát triển cũng như thành tựu công nghệ trong cơ sở hạ tầng nhằm hiện thực hóa và phổ cập ZKApps.
2. Hệ sinh thái áp dụng ZK hiện tại
Hệ sinh thái áp dụng ZK hiện tại có thể được phân loại theo nhiều tiêu chí, nhưng ở đây chúng tôi phân loại rộng theo hai tiêu chí: dịch vụ hoạt động như cơ sở hạ tầng hay ứng dụng, và dịch vụ ưu tiên quyền riêng tư hay tính thực tiễn.
Hình 1: Hệ sinh thái áp dụng ZK hiện tại
Nguồn: Ocular VC
2.1. Cơ sở hạ tầng ZK
Loại 1: Cơ sở hạ tầng tập trung vào quyền riêng tư
Các dịch vụ thuộc nhóm này chủ yếu nhằm giải quyết vấn đề riêng tư trong hệ thống ZK, vì nhiều nhà cung cấp ZKP vẫn có khả năng kiểm tra giao dịch, dẫn đến rủi ro lộ dữ liệu nhạy cảm. Nói cách khác, rò rỉ riêng tư thường xảy ra trong quá trình khách hàng gửi giao dịch cho nhà cung cấp ZKP để tạo bằng chứng ZK. Do đó, các cơ sở hạ tầng tập trung vào riêng tư này có thể được cung cấp qua lớp chứng minh (được giải thích chi tiết hơn ở mục 5.2) và thành phần máy ảo (VM), nhằm tăng cường kiểm soát truy cập và đảm bảo riêng tư dữ liệu từ đầu đến cuối. Các ví dụ tiêu biểu bao gồm Ingonyama, Succinct và Espresso.
Loại 2: Cơ sở hạ tầng tập trung vào tính thực tiễn
Công nghệ ZK không chỉ hỗ trợ bảo vệ riêng tư mà còn nâng cao tính thực tiễn của ZKApps. Một ví dụ điển hình là ZK L2 (tức ZK-rollups). Rõ ràng, trong các ZK L2 hiện nay, rất ít trường hợp có thể đảm bảo riêng tư giao dịch toàn bộ. Tuy nhiên, các chuỗi ZK L2 như Taiko, zkSync, Intmax và Zeko tận dụng tính súc tích của công nghệ ZK để nâng cao khả năng mở rộng blockchain bằng cách gộp hàng ngàn giao dịch hợp lệ thành một bằng chứng ZK duy nhất và gửi lên L1. Một ví dụ khác tập trung vào tính thực tiễn là lớp chứng minh. Lớp chứng minh là các thực thể cung cấp năng lực tính toán, hỗ trợ người dùng có thiết bị yếu hơn tham gia vào quá trình tạo và xác minh ZKP. Hiện nay, các dịch vụ như RiscZero, Cysic, Irreducible và Aligned Layer đang hoạt động trong lĩnh vực này.
2.2. Ứng dụng ZK
Loại 3: Ứng dụng tập trung vào quyền riêng tư
Các ứng dụng tập trung vào quyền riêng tư thường là những trường hợp đầu tiên xuất hiện trong tâm trí khi nghĩ đến "ứng dụng ZK". Các dịch vụ này chủ yếu tận dụng tính chất "không tiết lộ kiến thức" của công nghệ ZK và ưu tiên riêng tư. Tính chất này được áp dụng rộng rãi trong các lĩnh vực xử lý thông tin cá nhân nhạy cảm, chẳng hạn như KYC, xác minh và giấy tờ tùy thân, nhằm bảo vệ riêng tư khách hàng. Hiện nay các dự án đáng chú ý bao gồm zkPass, Lumina, 0xKYC và zkMe. Lĩnh vực này cũng đang mở rộng sang các hướng như ví an toàn và email, ví dụ như ZKSafe và zkEmail.
Loại 4: Ứng dụng tập trung vào tính thực tiễn
Các ứng dụng tập trung vào tính thực tiễn chủ yếu chạy trên các ZK L2. Hiện nay, các ứng dụng liên quan đến tài chính phi tập trung (DeFi), như sàn giao dịch phi tập trung (DEX) và nền tảng cho vay, đang chiếm ưu thế trong lĩnh vực này. Mặc dù ZK L2 không đảm bảo riêng tư, nhưng các ứng dụng này tận dụng tính thực tiễn của ZK L2 để cung cấp xử lý giao dịch nhanh chóng và chi phí thấp — điều cực kỳ quan trọng trong lĩnh vực DeFi. Một số ứng dụng đáng chú ý đang hoạt động bao gồm zkFinance, ZKX, zkEra Finance, zkLend và eZKalibur.
3. ZKApps: Gốc rễ và tiến hóa
3.1. Con đường của hệ sinh thái ZK hiện đại
Bằng chứng kiến thức không (ZKPs) đã trở thành một công nghệ đột phá trong ngành blockchain, mang lại những bước tiến cách mạng về riêng tư và khả năng mở rộng. ZKPs bắt nguồn từ nghiên cứu mật mã, đã phát triển từ một khái niệm lý thuyết thành các ứng dụng ZK thực tế (ZKApps), định hình mạnh mẽ các lĩnh vực như tài chính phi tập trung (DeFi), an ninh mạng, v.v.
Gốc rễ của ZKP
Khái niệm ZKP lần đầu tiên được Shafi Goldwasser, Silvio Micali và Charles Rackoff đề xuất vào năm 1985. Ban đầu, đây là một bước đột phá lý thuyết trong mật mã học, cho thấy khả năng chứng minh rằng bạn biết một thông tin mà không tiết lộ chính thông tin đó. ZKPs đặc biệt hữu ích trong các hệ thống xác thực liên quan đến mật khẩu, vì chúng cho phép xác minh mà không cần tiết lộ mật khẩu. Đáng chú ý, các công ty cơ sở hạ tầng mạng như Cloudflare đã áp dụng cơ chế ZKP, sử dụng phần cứng chuyên dụng để xác minh mạng an toàn.
Chuyển đổi sang công nghệ blockchain
Việc tích hợp ZKP với công nghệ blockchain đánh dấu một bước ngoặt quan trọng trong quá trình tiến hóa của nó. Một trong những người đi đầu là Zcash, đã đưa khái niệm ZK vào hệ thống thanh toán của mình nhằm đảm bảo riêng tư giao dịch toàn bộ. ZKPs cho phép xác minh giao dịch mà không tiết lộ người gửi, người nhận hay số tiền (tức là người gửi có đủ tiền và không chi tiêu kép). Trường hợp sử dụng này làm nổi bật tiềm năng tích hợp trực tiếp ZKPs vào các nền tảng blockchain, tạo ra một ứng dụng hấp dẫn.
Khi các giải pháp L2 Ethereum (như zkSync và Starknet) được triển khai lần đầu tiên, việc mở rộng tích hợp ZKP bắt đầu có đà. Các nền tảng này sử dụng ZKPs như một giải pháp mở rộng để giải quyết điểm nghẽn tỷ lệ TPS thấp phổ biến trong hệ thống blockchain. Trong bối cảnh này, việc triển khai thành công ZKPs đã khơi dậy sự quan tâm phát triển thêm các ứng dụng thực tiễn, tận dụng cơ sở hạ tầng hiện có để nâng cao riêng tư và hiệu quả.
Khi cơ sở hạ tầng ngày càng vững chắc và trưởng thành trong những năm gần đây, sự chú ý bắt đầu đổ dồn vào ZKApps. Chúng tôi sẽ thảo luận chi tiết về ZKApps và lợi ích của chúng trong phần tiếp theo.
3.2. Định nghĩa và lợi ích của ZKApps
Như đã giới thiệu sơ lược ở mục 2, chúng tôi định nghĩa ZKApps là các ứng dụng sử dụng ZKPs và cơ sở hạ tầng ZK để tạo giao dịch, với mục tiêu chính là 1) bảo vệ riêng tư người dùng và/hoặc 2) nâng cao hiệu quả.
Các ứng dụng tập trung vào riêng tư thường không lưu trữ dữ liệu giao dịch trên chuỗi công khai (ví dụ như quy trình KYC, xét nghiệm gen và dữ liệu cá nhân bí mật), tạo ra các trường hợp sử dụng hấp dẫn. Nhờ ZKPs, dữ liệu này có thể được lưu trữ an toàn trong cơ sở dữ liệu cục bộ mà không tiết lộ với công chúng, nhưng vẫn có thể được xác minh toàn cầu (ví dụ: chứng minh nhóm máu của Alice là B, chứng minh Bob trên 20 tuổi). Phương pháp này đặc biệt có lợi cho các ứng dụng nhạy cảm với riêng tư yêu cầu trách nhiệm giải trình và minh bạch. Các dự án đang nghiên cứu chủ đề này bao gồm zkPass, nuAuth và BioSnark.
Bhutan là một quốc gia nhỏ ở châu Á nằm giữa Ấn Độ và Trung Quốc, gần đây đã xây dựng cơ sở hạ tầng định danh số trên toàn quốc bằng cách sử dụng ZKPs. Phương pháp này giúp chính phủ quản lý dữ liệu dễ dàng hơn, đồng thời đảm bảo có thể xác minh xuyên biên giới mà không vi phạm quy định riêng tư dữ liệu của các quốc gia khác.
Thú vị hơn, cách sử dụng ZKP này còn có thể được mở rộng vào các hệ thống cho vay tín dụng và cơ chế xác thực danh tính, thúc đẩy niềm tin trong hợp tác quốc tế và chia sẻ dịch vụ số. Ví dụ, khoản vay USDT có thể sử dụng ZKPs để bảo vệ và xác minh tín dụng ngoài chuỗi. Phương pháp này có thể thúc đẩy việc phát hành khoản vay không thế chấp bằng stablecoin trên chuỗi. Những ứng dụng này của ZKP có thể cách mạng hóa cách đánh giá tín dụng và cấp khoản vay, nâng cao bảo mật và niềm tin, đồng thời mở rộng khả năng tiếp cận dịch vụ tài chính.
Hiện vẫn còn một số lĩnh vực chưa được khám phá sâu như GambleFi, nơi phương pháp này có thể đặc biệt hữu ích. ZKP cho phép cược công bằng và chống gian lận bằng cách xác minh kết quả và hành vi theo cách mã hóa mà không tiết lộ dữ liệu gốc. Ví dụ, có thể tạo các hồ cược mà đóng góp và thưởng của người dùng giữ ẩn danh, nhưng kích thước tổng hồ và cách phân bổ là có thể xác minh. Những lợi thế này có thể thu hút nhiều người dùng tham gia GambleFi nhờ tăng niềm tin và cung cấp trải nghiệm cược riêng tư, mở rộng hơn.
Tất nhiên, việc sử dụng ZKP không chỉ giới hạn ở những ví dụ này. Ngoài các trường hợp nêu trên, ZKP còn có thể được đưa vào mạng xã hội để bảo vệ ẩn danh của người sáng tạo nội dung, và các game thủ hàng đầu không muốn chia sẻ chiến lược vượt ải cũng có thể hoan nghênh việc áp dụng công nghệ này. Do đó, các nghiên cứu đang diễn ra đang tìm hiểu cách ZKP có thể cung cấp dịch vụ tiên tiến hơn phương pháp hiện tại trong nhiều lĩnh vực đời sống, và nhiều trường hợp sử dụng mới sẽ tiếp tục được khám phá trong tương lai.
4. Phân tích: Vì sao ZKApps là xu hướng tiếp theo
Trong phần này, chúng tôi sẽ thảo luận thông qua phân tích dữ liệu vì sao xu hướng chính trong ngành ZK đang chuyển từ cơ sở hạ tầng sang ứng dụng. Ở mục 4.1, chúng tôi sẽ phân tích dựa trên xu hướng đầu tư năm 2024 vì sao ZKApps là xu hướng đầy hứa hẹn tiếp theo. Trong mục 4.2, chúng tôi sẽ sử dụng dữ liệu trên chuỗi như bằng chứng để xem xét nhu cầu thực tế của khách hàng đối với ZKApps đang tăng lên như thế nào.
4.1. Xu hướng đầu tư
Xem xét lịch sử đầu tư vào ngành ZK, phần lớn các khoản đầu tư lớn đều tập trung vào cơ sở hạ tầng ZK (như ZK L1/L2 và tăng tốc phần cứng), bao gồm các dự án như zkSync, Starknet, Aleo và Cysics. Tổng vốn đầu tư tích lũy vào thị trường này đã vượt quá 1 tỷ USD, và nhiều dự án đang chuẩn bị ra mắt sản phẩm trong vài quý tới. Xu hướng này tiếp tục mạnh mẽ đến năm 2024, được chứng minh qua hiệu suất ấn tượng của 5 giao dịch gọi vốn lớn nhất liên quan đến ZK (xem Hình 2), trong đó bốn giao dịch có mức vốn vượt 15 triệu USD. Đáng chú ý, trong top 5 giao dịch này, bốn giao dịch liên quan đến lớp chứng minh, và một giao dịch liên quan đến giải pháp L2.
Vậy vì sao lớp chứng minh lại được quan tâm đến vậy? Như đã nói ở mục 3, lớp chứng minh là thành phần then chốt hỗ trợ nhu cầu ngày càng tăng về ZKPs, cho phép người dùng có thiết bị yếu hơn tham gia vào quá trình tạo và xác minh ZKP. Sự gia tăng nhu cầu về lớp chứng minh cho thấy nhu cầu về ZKPs đang tăng mạnh, phản ánh việc ngày càng nhiều người muốn tạo giao dịch thông qua ZK L1/L2.
Hình 2: Xu hướng đầu tư ZK năm 2024
Nguồn: Cointelegraph, The Block, Ocular VC
Đối với sự gia tăng nhu cầu giao dịch trên chuỗi ZK L1/L2, có hai cách giải thích khả dĩ. Thứ nhất là nhu cầu về ZKApps tăng, dẫn đến nhiều giao dịch được gửi lên chuỗi ZK nền tảng. Thứ hai là việc ra mắt mainnet của các chuỗi ZK L1/L2 trong hai năm qua đã khiến khối lượng chuyển tiền trên chuỗi ZK tăng đáng kể, dẫn đến số lượng giao dịch tăng. Dù cách giải thích nào đúng, triển vọng của ZKApps vẫn lạc quan. Trong trường hợp đầu, điều đó có nghĩa là ngày càng nhiều người muốn sử dụng ZKApps; trong trường hợp sau, khi ngày càng nhiều người dùng chuỗi ZK nền tảng, hệ sinh thái và cơ sở hạ tầng trưởng thành, môi trường thuận lợi cho phát triển ZKApps đang được xây dựng.
4.2. Phân tích dữ liệu trên chuỗi
Bây giờ, hãy dùng phân tích dữ liệu trên chuỗi để xác nhận trực tiếp sự gia tăng nhu cầu về ZKApps. Dữ liệu cho thấy trong 1,5 năm qua, chi phí tích lũy dành cho quá trình xác minh ZKP đã vượt quá 198 triệu USD, cho thấy nhu cầu về ZKPs đã tăng mạnh so với những năm trước. Quan trọng hơn, sự tăng trưởng này chủ yếu đến từ nhu cầu về ZKApps. Khi phân tích chi phí xác minh ZKP theo cơ sở hạ tầng và ZKApps, chúng tôi thấy tỷ trọng ZKApps đã tăng từ 40% trước đây lên 70-80% vào năm 2024. Những dữ liệu này chứng minh rằng sự gia tăng gần đây về nhu cầu ZKPs chủ yếu đến từ ZKApps.
Hình 3: Biến động chi phí xác minh ZKPs
Nguồn: dune.xyz@nebra, Ocular VC
5. Tiến bộ công nghệ giúp hiện thực hóa ZKApps
Cho đến nay, chúng tôi đã tìm hiểu định nghĩa ZKApps, xác định các trường hợp sử dụng chính đáng chú ý, và thảo luận vì sao xu hướng chính trong ngành ZK đang chuyển từ cơ sở hạ tầng sang ứng dụng. Khả thi của ZKApps rõ ràng phụ thuộc vào các tiến bộ công nghệ giúp chúng trở nên thực tế. Chúng tôi đã đề cập trước đó rằng cơ sở hạ tầng ZK đã trưởng thành, và các ZKApps có thể tận dụng hiệu quả công nghệ này sẽ trở thành dòng chảy chính trong ngành blockchain/Web3 trong vài năm tới. Vậy cụ thể là những tiến bộ nào đã giúp điều này trở thành hiện thực, và còn những tiến bộ nào đang chờ đợi?
5.1. Hệ thống chứng minh ZK
Trước tiên, chúng ta cần thảo luận về tiến bộ trong hệ thống chứng minh ZK. Do độ phức tạp liên quan, đối với người không có chuyên môn kỹ thuật, việc hiểu rõ quy trình nào sử dụng công nghệ mật mã nào và các cải tiến này nâng cao hệ thống chứng minh ZK như thế nào thường rất khó. Vì vậy, trong phần này, chúng tôi sẽ nêu bật những tiến bộ đáng kể trong hệ thống chứng minh ZK và sử dụng các phép ẩn dụ dễ hiểu để minh họa những thay đổi này. Tóm lại, những tiến bộ này mang lại hai lợi ích chính: "tăng khả năng hỗ trợ chức năng" và "tối ưu hóa quá trình tính toán".
Hỗ trợ thêm chức năng: Ngôn ngữ chuyên biệt miền (DSL)
Ngôn ngữ chuyên biệt miền (DSL) trong hệ thống chứng minh ZK là các ngôn ngữ lập trình được thiết kế riêng để xử lý các nhiệm vụ cụ thể trong hệ sinh thái ZK. Những ngôn ngữ này phong phú hóa đáng kể việc tạo ZKP bằng cách cung cấp cú pháp và chức năng được tùy chỉnh, tối ưu cho các thao tác ZK. Hiện nay, các DSL như Leo, Zinc, Cairo, Noir và ZoKrates đang được nghiên cứu và phát triển để hỗ trợ thêm chức năng như biến thay đổi, câu lệnh điều kiện và mảng.
Điều này giống như Bob cần chứng minh với Alice rằng anh ấy đã làm một chiếc bánh theo công thức hợp lệ, nhưng lại không muốn tiết lộ chính công thức đó. Trước hết, Bob cần chuẩn bị công thức của mình, công thức này phải chứa tất cả các bước cấp cao và nguyên liệu cần thiết để làm bánh (ví dụ: trộn nguyên liệu thành bột, sau đó nướng). Nếu Bob có thể sử dụng thêm nhiều nguyên liệu và kỹ thuật nấu ăn hiện đại hơn trong công thức thì càng tốt (xem Hình 4)!
Hình 4: DSL hỗ trợ thêm chức năng cho ZKP
Nguồn: DALL E, Presto Research
Tối ưu hóa quá trình tính toán: Số học hóa, hệ thống chứng minh (IOP+ FCS)
Sau khi viết chương trình bằng DSL, chương trình sẽ trải qua các quá trình như số học hóa và hệ thống chứng minh (bao gồm Chứng minh Oracle Tương tác (IOP) và Sơ đồ Cam kết Chức năng (FCS)) để chuyển đổi thành ZKPs. Thách thức chung trong các quá trình này là tối thiểu hóa chi phí tính toán để quá trình tạo và xác minh ZKP trở nên khả thi với nhiều người hơn.
Trong nỗ lực giảm chi phí tính toán, cách trực quan nhất là giảm kích thước trường trong hệ thống chứng minh. Ở đây, kích thước trường là kích thước của trường toán học được sử dụng trong quá trình tạo ZKP. Đơn giản hơn, nó biểu thị tổng số giá trị có thể dùng để tạo mã bí mật; trường lớn hơn khiến việc đoán mã khó hơn nhưng mất nhiều thời gian để tạo. Các hệ thống chứng minh mật mã nổi tiếng như Groth16, Plonk và Halo2, thậm chí những người không am hiểu ZKP cũng có thể từng nghe tên, thường dùng kích thước trường 256 bit. Tuy nhiên, nhờ tiến bộ công nghệ, các hệ thống chứng minh gần đây như Goldilocks và Plonky3 sử dụng kích thước trường từ 31 đến 64 bit mà không hy sinh bảo mật. Hệ thống chứng minh tiên tiến nhất Binius thậm chí dùng chỉ 1 bit (zero và một) làm kích thước trường, tăng tốc độ tính toán đáng kể.
5.2. Cơ sở hạ tầng chứng minh phi tập trung
Tiến bộ công nghệ thứ hai đáng bàn là sự phát triển của cơ sở hạ tầng chứng minh phi tập trung. Trong khi tiến bộ hệ thống chứng minh ZK tối ưu và đơn giản hóa quá trình tạo và xác minh bằng cách giảm khối lượng tính toán, cơ sở hạ tầng chứng minh phi tập trung cho phép cá nhân thuê ngoài sức mạnh tính toán mạnh mẽ để tạo ZKPs.
Hiện nay, trong ngành ZK, có hai phương pháp chính để triển khai cơ sở hạ tầng chứng minh phi tập trung. Phương pháp đầu tiên là xây dựng một lớp chứng minh nội bộ riêng trên chuỗi ZK, phương pháp thứ hai là vận hành một lớp chứng minh thuê ngoài để xử lý các yêu cầu tạo ZKP từ nhiều chuỗi và ứng dụng khác nhau.
Lớp chứng minh nội bộ
Trong mô hình lớp chứng minh nội bộ, thực thể tạo ZKP (tức là trình chứng minh) thuộc về một chuỗi cụ thể. Nút thắt lớn nhất của lớp chứng minh nội bộ nằm ở quá trình khởi động: do nhà phát triển chuỗi khó về mặt kinh tế để cung cấp lớp chứng minh liền mạch cho mọi người dùng mạng, họ thường triển khai giao thức khuyến khích cá nhân hoặc nhóm có năng lực tính toán tham gia bằng cách thưởng token gốc.
Một dự án tiêu biểu vận hành lớp chứng minh nội bộ là Aleo, một blockchain ZK Layer 1. Tương tự Proof-of-Work (PoW) của Bitcoin, Aleo yêu cầu các trình chứng minh tạo ZKP thỏa mãn ngưỡng nhất định (tức "mục tiêu chứng minh") cho mỗi khối. Nếu tổng ZKP tích lũy vượt quá "mục tiêu Coinbase", phần thưởng coinbase (token Aleo) sẽ được phân phối theo tỷ lệ đóng góp của các trình chứng minh. Giao thức chứng minh kiểu đào mỏ này có thể khuyến khích phát triển phần mềm và phần cứng nhanh hơn để hỗ trợ ZKPs, đồng thời đạt được sự phi tập trung hóa hệ sinh thái chứng minh bằng cách phân phối rộng rãi phần thưởng.
Lớp chứng minh thuê ngoài
Mặt khác, lớp chứng minh thuê ngoài nằm bên ngoài blockchain, cung cấp năng lực tính toán theo yêu cầu từ các chuỗi ZK và ZKApps khác nhau. Có thể xem nó như một blockchain mô-đun như Celestia, nhưng có chức năng tạo ZKP. Các lớp chứng minh thuê ngoài thường hoạt động dưới dạng "thị trường chứng minh": khách hàng gửi giao dịch cần tạo ZKP, và các trình chứng minh đấu thầu cung cấp dịch vụ chứng minh của họ, bao gồm khả năng và chi phí tạo ZKP.
Các dự án tiêu biểu hiện đang vận hành lớp chứng minh thuê ngoài bao gồm =nil và Gevulot. =nil duy trì một sổ đặt hàng cho mỗi mạch, chứa lệnh mua của người dùng và lệnh bán của trình chứng minh. Giá tạo chứng minh được điều tiết thông qua cơ chế sổ đặt hàng này. Gevulot vận hành theo kiểu Proof-of-Stake (PoS): yêu cầu trình chứng minh ký quỹ và hoàn thành nhiệm vụ Proof-of-Work để tham gia. Ngoài hệ thống đấu thầu, công việc tạo chứng minh còn được phân bổ ngẫu nhiên thông qua hàm ngẫu nhiên xác minh được (VRF) để đảm bảo công bằng.
Tuy nhiên, phương pháp lớp chứng minh thuê ngoài cũng tồn tại một vấn đề lớn: dữ liệu giao dịch trong yêu cầu chứng minh khi gửi cho trình chứng minh là chưa được bảo vệ, do đó khó duy trì riêng tư từ đầu đến cuối. Để giải quyết vấn đề này, các dự án như Marlin và zkPass sử dụng môi trường thực thi cô lập an toàn (môi trường bảo vệ toàn vẹn dữ liệu) để đảm bảo không có rò rỉ riêng tư trong quá trình tạo ZKP.
Hình 5: Tổng quan về cơ sở hạ tầng chứng minh phi tập trung
Nguồn: Presto Research
Kết luận
Cho đến nay, chúng tôi đã khảo sát tình hình áp dụng chung của ngành ZK, những lợi ích ZKApps có thể mang lại, bằng chứng cho thấy xu hướng chính trong ngành ZK đang chuyển từ cơ sở hạ tầng sang ZKApps, và những tiến bộ công nghệ hỗ trợ sự trỗi dậy của ZKApps. Sự phát triển của hệ thống chứng minh mật mã và cơ sở hạ tầng chứng minh phi tập trung đang mở đường cho việc sử dụng ZKApps nhanh hơn và tiết kiệm hơn, đưa công nghệ kiến thức không ngày càng gần hơn với đời sống hàng ngày.
Ngành blockchain/Web3 thường bị chỉ trích vì phát triển các công nghệ bị thổi phồng quá mức, nhiều khi chỉ nhằm thu hút nhà đầu tư mà ít quan tâm đến nhu cầu thị trường thực tế. Để vượt qua chỉ trích này, các nhà phát triển phải thúc đẩy tiến bộ công nghệ theo cách thực sự cải thiện cuộc sống của chúng ta; tuy nhiên, đối với người dùng, việc liên tục đánh giá công nghệ này có thể được áp dụng hiệu quả ở đâu cũng rất quan trọng. Chúng tôi hy vọng bài viết này cung cấp cho độc giả cái nhìn tổng quan về ZKP và ZKApps, đồng thời khơi dậy sự nghiên cứu độc lập (DYOR) sâu hơn vào ngành này.
Trong loạt bài hợp tác sắp tới của Presto Research và Ocular VC, chúng tôi sẽ điểm lại một loạt dự án ZK tiên phong (như cuộn riêng tư, chứng minh phía khách hàng, lớp chứng minh bảo vệ riêng tư), những dự án sẽ ra mắt trên nền tảng các tiến bộ công nghệ đã đề cập trong bài viết này. Hãy đón chờ!
Chào mừng tham gia cộng đồng chính thức TechFlow
Nhóm Telegram:https://t.me/TechFlowDaily
Tài khoản Twitter chính thức:https://x.com/TechFlowPost
Tài khoản Twitter tiếng Anh:https://x.com/BlockFlow_News
