Coin98 Insights

Save

Copy link

Hướng phát triển của công nghệ ZK (zero-knowledge) trong crypto

Các trường hợp sử dụng chính, thách thức và các hướng phát triển của công nghệ Zero-Knowledge (ZK) trong thị trường Crypto.

vinhvo

Published Jul 05 2024

Updated Jul 05 2024

9 min read

Những điểm nổi bật;

Công nghệ ZK nổi bật trong việc giải quyết các nhu cầu về khả năng mở rộng trong crypto, phần lớn các trường sử dụng liên quan yêu cầu Server-side Proving.
Mặc dù có nhiều ứng dụng trong thị trường crypto nhưng việc áp dụng ZK không đồng đều, phần lớn tập trung vào khả năng mở rộng và các trường hợp sử dụng xung quanh đó. Những dự án này ảnh hưởng đáng kể đến hoạt động R&D của ZK trong Crypto.
Một khía cạnh quan trọng của ứng dụng ZK là hệ thống chứng minh (proving system) của chúng. Để nâng cao hiệu suất, các hệ thống này phải được cải tiến để hoạt động hiệu quả.

Bối cảnh phát triển: Sự dịch chuyển từ Client-side Proving sang Server-side Proving

Công nghệ Zero-Knowledge (ZK) đã trở nên nổi bật hơn bằng cách giải quyết các nhu cầu về khả năng mở rộng của thị trường Crypto. Điều này đánh dấu một sự thay đổi đáng kể trong hướng phát triển của ngành, phần lớn sự phát triển hiện tại được thúc đẩy bởi các trường hợp sử dụng Server-side Proving.

Tìm hiểu thêm: Công nghệ Zero-knowledge là gì?

Client-side Proving

Trước khi các giải pháp mở rộng dựa trên công nghệ ZK phát triển mạnh mẽ, hầu hết ứng dụng của ZK trong Crypto là các giao thức bảo mật.

Tiêu biểu là Tornado Cash, một giải pháp chuyển tiền ẩn danh trên Ethereum, dự án cho phép người dùng thực hiện các giao dịch chuyển tiền ẩn danh bằng cách phá vỡ liên kết onchain giữa người gửi tiền và người nhận tiền.

Họ ứng dụng công nghệ ZK để trộn số tiền được gửi vào Pool chung, đảm bảo khoản tiền gửi ban đầu không thể bị truy tìm khi rút tiền.

Khi người dùng gửi tiền vào Tornado Cash, họ sẽ nhận về một biên lai gửi tiền (deposit note) chứng nhận họ đã gửi một số tiền vào giao thức.

Khi người dùng muốn rút tiền từ Tornado Cash, họ sẽ tạo một bằng chứng nhỏ (SNARK Proof & groth16) dựa trên biên lai gửi tiền trước đó và người dùng có thể rút tiền về một địa ví khác.

Trong quá trình trên vì các dữ liệu bảo mật (biên lai rút tiền) và yêu cầu tính toán thấp nên việc tạo bằng chứng được thực hiện trên thiết bị của người dùng (Client-side Proving).

Server-side Proving

Trong các trường hợp sử dụng liên quan đến khả năng mở rộng, tiêu biểu như ZK Rollup, các protocol cần chứng minh quá trình tính toán và chuyển đổi trạng thái Off-Chain là đúng đắn.

Quá trình này liên quan đến việc tạo bằng chứng cho hàng trăm, hàng ngàn giao dịch trên Rollup, nó yêu cầu tính toán nhiều hơn. Điều này không thể thực hiện được trên phần cứng bình thường mà yêu cầu phần cứng cấp độ Server và tốn hàng giờ để tạo bằng chứng.

Tuy nhiên, vì Rollup tập trung vào khía cạnh mở rộng lớp cơ sở chứ không phải riêng tư (không có đầu vào bí mật), nên việc tạo bằng chứng có thể được gia công bên ngoài, được gọi chung Server-side Proving.

client side — Client side và Server side proving

Hiện nay, phần lớn các trường hợp sử dụng nổi bật của công nghệ ZK trong crypto đều yêu cầu Server-side Proving, tiêu biểu bao gồm, Scaling, Cross-chain interoperability, Trustless Middleware, Succinct L1.

Các trường hợp nổi bật sử dụng công nghệ ZK trong crypto

Một số trường hợp sử dụng phổ biến của công nghệ ZK trong Crypto.

Compression

Các trường hợp sử dụng nén (Compression) xoay quanh thuộc tính ngắn gọn (Succinct) của bằng chứng ZK, giúp xác minh nhanh, dễ dàng và tiết kiệm chi phí hơn trên On-chain. Hai trường hợp sử dụng nổi bật bao gồm:

Nén trạng thái (State Compression)
Nén tính toán (Compute Compression).

Nén trạng thái đang được sử dụng để mở rộng lớp cơ sở, nén tính toán dùng để mở rộng chức năng của của Smart Contract. Hai nhóm dự án chủ đạo bao gồm:

Nén trạng thái: ZK-Rollup, Succinct L1 (Mina Protocol)
Nén tính toán: ZK-Coprocessor.

Đọc thêm: ZK coprocessor là gì? Tầm quan trọng của ZK coprocessor.

Privacy

Các trường hợp sử dụng Privacy (Compression) xoay quanh thuộc tính zero-knowledge (dữ liệu đầu vào bí mật của Prover). Người chứng minh (Prover) sẽ chứng minh một tuyên bố với một bên khác gọi là người xác minh - Verifier, rằng tuyên bố là đúng mà không tiết lộ những thông tin khác.

Các trường hợp sử dụng xung quanh Privacy là một trong những trường hợp sử dụng xuất hiện sớm nhất trong Blockchain, tiêu biểu như:

Chuyển tiền ẩn danh: Mixer (Tornado Cash)
Privacy Coin (Monero, Zcash).

Lớp ứng dụng tập trung Privacy đang được mở rộng, ột số dự án kết hợp tính năng này với một số tính năng khác tạo nên một số trường hợp sử dụng độc đáo, tiêu biểu như:

Native Privacy ZK Rollup (Aztec).
Native Privacy ZK L1 (Aleo).

Data Integrity

Công nghệ ZK được áp dụng để chứng minh một số phần dữ liệu có nguồn On-Chain hoặc Off-Chain, cũng như bất kỳ tính toán bổ sung nào trên dữ liệu đó là chính xác. Các trường hợp sử dụng chính bao gồm, Storage Network (Filecoin), Identity.

Machine Learning

“Machine Learning x Crypto x ZK” là một trường hợp sử dụng được khám ra gần đây. ZK được sử dụng cho mục đích xác minh tính đúng đắn trong một số quy trình quan trọng trong Machine Learning để đảm bảo tính nhất quán giữa Circuit, đầu vào/đầu ra của mô hình AI. Các trường hợp sử dụng nổi bật bao gồm:

Verifiable Inference: Đảm bảo tính đúng đắn của quá trình suy luận.
Verifiable Training: Đảm bảo tính đúng đắn của quá trình đào tạo AI.

Proof Generation, Proof Aggregation

Khi nhu cầu sử dụng tăng lên thì nhu cầu tạo và xác minh bằng chứng cũng tăng theo. Trước đây, chúng được nội bộ hoá bởi các dự án lớn.

Tuy nhiên, khi sự chú ý và nhận thức về tiềm năng công nghệ ZK tăng lên, quá trình tạo và xác minh bằng chứng đang được crypto hoá và trở thành các nhóm dự riêng biệt. Trong đó, hai nhóm dự án chính hình thành:

Proof Generation: Proving Market.
Proof Aggregation: Shared Verification hoặc Universal Verification.

Phương hướng phát triển của ZK trong Crypto

Mặc dù việc áp dụng ZKP trong lĩnh vực crypto đang được mở rộng nhanh chóng, nhưng sự chú ý và nhận thức không được phân bổ đồng đều giữa các nhóm và dự án khác nhau. Trọng tâm và nguồn lực đang tập trung vào các giải pháp nâng cao khả năng mở rộng và tương tác Cross-chain. Các nhóm dự án này đang chi phối đáng kể phương hướng R&D của ZKP trong crypto.

Hiện tại, một trong những thách thức lớn của các nhóm dự án trên phải đối mặt là hiệu suất tổng thể của hệ thống.

Một phần chính yếu của các ứng dụng ZK nằm ở Proving System mà chúng sử dụng. Để cải thiện hiệu suất, các ứng dụng ZK bắt buộc phải bắt đầu cải tiến các proving System để chúng hoạt động hiệu quả trong hệ thống của mình.

Thị trường có rất nhiều proving system khác nhau, chúng có sự đánh đổi nhất định và phù hợp với một số trường hợp sử dụng riêng biệt. Theo đó, các khía cần tối ưu cũng khác nhau đối với mỗi ứng dụng.

Tiêu biểu như Starknet, dự án sử dụng Proving system dựa trên bằng chứng STARK. Hiện tại, hệ thống của Starknet có thể xử lý tối đa 50 - 100 tps. Để hệ thống có thể xử lý mức 10,000 tps, dự án đã tiến hành nghiên cứu và lên kế hoạch xây dựng một Proving System mới gọi là STWO được tối ưu hoá cho quá trình tạo bằng chứng kết hợp với các cải tiến khác để tăng hiệu suất của hệ thống theo thời gian.

stwo — STWO Prover của Starknet. Nguồn ảnh: Starknet

Tạm kết

Công nghệ ZK có nhiều ứng dụng trong crypto nhưng nhóm ứng dụng quan trọng và đạt được nhiều sự chú ý nhất là nhóm dự án liên quan đến khía cạnh mở rộng.

Trong đó, một trong những hạn chế lớn nhất cản trở việc áp dụng ZKP vào crypto là hiệu suất. Các nhà phát triển đang xem xét nhiều cách khác nhau để cải thiện hiệu suất tổng thể của hệ thống với trọng tâm là cải thiện các Proving system mà dự án sử dụng.