Triển khai các nguyên tắc nhận dạng mới, tại sao zkSNARK lại cực kỳ quan trọng trong kỷ nguyên Web3.0?

Tiêu đề gốc: " Danh tính ZK: Tại sao và như thế nào (Phần 1) 》

Tác giả gốc: 0xPARC

Bản tổng hợp gốc: xinyang@DAOrayaki.org

Bài viết này là một phần của loạt bài của bài viết Phần đầu tiên trong số này giải thích lý do tại sao những tiến bộ trong mật mã lại quan trọng để tạo ra các nhận dạng nguyên thủy mới. Bài viết này đề cập đến “tại sao”; bài viết tiếp theo sẽ giải thích “làm thế nào”.

Việc thiết kế hệ thống nhận dạng trực tuyến là chủ đề tranh luận gay gắt trong vài năm qua. Các hệ thống nhận dạng kỹ thuật số hiện đại đã cho phép các cộng đồng và tương tác trực tuyến mới và phức tạp. Thật không may, nhiều hệ thống trong số này cũng có những điểm yếu đáng kể.

Nhiều điểm yếu trong số này có thể là do những hạn chế cố hữu trong việc thiết kế hệ thống nhận dạng tập trung. Đầu tiên, các hệ thống này thường được xây dựng xung quanh một điểm kiểm soát trung tâm và do đó là điểm trung tâm của sự cố. Các nền tảng thương mại điện tử, truyền thông xã hội và nhắn tin hiện đại dễ bị áp lực hoặc can thiệp từ các tác nhân quyền lực (như chính phủ độc tài) hoặc bị tấn công kỹ thuật bởi các tin tặc độc hại; khi các nhà khai thác trung tâm bị ép buộc hoặc bị tấn công, ngoài các nhà khai thác trung tâm Nhiều bên ngoài các bên cũng sẽ phải đối mặt với rủi ro. Thứ hai, các hệ thống này dựa vào sự tập trung quyền lực vào tay các nhà điều hành, những người không có khả năng hoàn toàn liên kết (về tài chính, xã hội hoặc đạo đức) với tất cả người dùng—ví dụ: các công ty truyền thông xã hội tư nhân có lượng khán giả toàn cầu đa dạng thường phải quyết định điều gì là Đánh giá không hợp lý về hành vi, những gì có lợi cho an toàn công cộng, mặc dù họ thường không có đủ khả năng phán đoán phù hợp.

Cơ chế phân cấp và mã hóa không phải là thuốc chữa bách bệnh, nhưng chúng cung cấp một số công cụ hữu ích và chúng mở rộng không gian thiết kế cho hệ thống nhận dạng kỹ thuật số. Khi ngày càng nhiều đời sống kinh tế và xã hội của chúng ta chuyển sang trực tuyến, việc thiết kế các hệ thống nhận dạng an toàn, đảm bảo quyền riêng tư và do người dùng kiểm soát sẽ ngày càng trở nên quan trọng. Trong bài viết này, chúng tôi sẽ lập luận rằng các nguyên tắc mã hóa mới, chẳng hạn như zkSNARK, rất quan trọng để xây dựng hệ thống nhận dạng với các thuộc tính này.

Về cốt lõi, zkSNARK rất hữu ích vì chúng cho phép người dùng hệ thống kỹ thuật số tạo ra các xác nhận quyền sở hữu đáng tin cậy phức tạp tùy ý mà không cần dựa vào các bên đáng tin cậy. Tất cả các hệ thống nhận dạng đều được xây dựng xung quanh một số cơ chế để đưa ra các tuyên bố đáng tin cậy về danh tính và danh tiếng—thường là các tuyên bố khá phức tạp kèm theo chứng chỉ từ cơ quan đáng tin cậy, chẳng hạn như chính phủ hoặc công ty. Bằng cách áp dụng cấu trúc zkSNARK cho các khiếu nại về danh tính và danh tiếng, chúng tôi có thể hình dung lại các hệ thống nhận dạng kỹ thuật số và trao quyền kiểm soát cũng như quyền giám sát dữ liệu vào tay người dùng.

Tuyên bố đáng tin cậy

Vì zkSNARK hoạt động dựa trên các "xác nhận quyền sở hữu" chính xác, được xác định bằng toán học nên trước tiên chúng ta phải phân tách chính xác bản chất của các xác nhận quyền sở hữu liên quan đến hệ thống nhận dạng.

Thật khó để kinh doanh với một đối tác hoàn toàn không quen biết và không tin tưởng. Lẽ thường tình cho chúng ta biết rằng khi niềm tin giữa các bên giao dịch giảm đi thì khả năng hợp tác cũng giảm đi; lý thuyết trò chơi cho chúng ta biết rằng trong tình thế tiến thoái lưỡng nan của tù nhân một thời, chiến lược tốt nhất luôn là đào ngũ. Bạn thà mua một chiếc ô tô đã qua sử dụng từ một người bạn thân có mối quan hệ thân thiết với bạn hơn là từ một người bán ở địa phương đến từ ngoại thành và không chắc liệu nó có đáng tin cậy hay không. Anh ta thậm chí sẽ không nói cho bạn biết tên của mình. .

Để xây dựng niềm tin lẫn nhau, chúng ta cần có khả năng đưa ra những tuyên bố đáng tin cậy: Giới thiệu về chúng tôi Những tuyên bố về danh tính và danh tiếng khiến những người mà chúng ta tương tác cảm thấy đáng tin cậy. Nếu người bán địa phương 58 ở trên đảm bảo với bạn rằng anh ta "trước đây đã bán nhiều xe và mọi người đều thích xe của tôi, hãy tin tôi", thì đây không phải là một tuyên bố thực sự đáng tin cậy. Nhưng nếu tuyên bố đó được kết hợp với đánh giá năm sao từ một người mua đã được xác minh trên một trang web phổ biến mà bạn biết, nó sẽ có cảm giác đáng tin cậy hơn.

Ý tưởng về những tuyên bố đáng tin cậy nghe có vẻ hiển nhiên nhưng việc xây dựng một hệ thống tạo ra những tuyên bố đáng tin cậy Cơ chế (trong trường hợp này là một trang rao vặt phổ biến) và hợp pháp hóa nó không phải là một nhiệm vụ dễ dàng. Trong mô hình truyền thống, giải pháp thông thường của chúng tôi là giao việc quản lý hồ sơ cho một cơ quan đáng tin cậy để họ có thể chứng nhận những tuyên bố của chúng tôi về danh tính và danh tiếng cũng như mang lại sự tin cậy cho họ. Tổ chức này phải chứng minh tính hợp pháp và độ tin cậy của mình theo thời gian, thường là trong môi trường đối nghịch, đồng thời duy trì cơ sở hạ tầng để tạo và phân phối bằng chứng trên quy mô lớn.

Điều quan trọng là, trong hầu hết các mô hình, bằng chứng của cơ quan trung ương là điều khiến cho tuyên bố trở thành những lý do đáng tin cậy. Đây là ID chính phủ hợp lệ, vì vậy tôi là công dân; đây là danh sách chính xác những người theo dõi tôi, vì vậy tôi là người có ảnh hưởng xã hội; đây là tập hợp các đánh giá và xếp hạng đã được xác minh, vì vậy tôi đáng tin cậy đối với các doanh nghiệp bán lẻ trực tuyến.

Một ứng dụng khác của xác nhận quyền sở hữu đáng tin cậy là hạ thấp ngăn xếp. Trước hết, làm sao bạn biết rằng người hoặc doanh nghiệp mà bạn đang tương tác đang đưa ra tuyên bố về chính họ chứ không phải của người khác? Nhiều hệ thống dựa vào các tổ chức đáng tin cậy để thực hiện nhiều chức năng cơ bản hơn ngoài việc chứng minh danh tính. Mã thông báo truy cập API, hộ chiếu do chính phủ cấp hoặc chuỗi chữ ký do cơ quan cấp chứng chỉ tạo khi bạn truy cập trang web đều là bằng chứng xác nhận danh tính.

Một hệ thống nhận dạng hữu ích cho phép người tham gia đưa ra những tuyên bố đáng tin cậy rất rộng và phức tạp.

(Kỹ thuật số) Khi bạn đặt đồ ăn qua Doordash, máy chủ web Doordash tin tưởng tuyên bố của bạn (" Tôi là máy chủ web Doordash", thông qua một loạt chữ ký DNS); bạn đưa ra tuyên bố đáng tin cậy với Doordash về danh tính của bạn thông qua nhà cung cấp danh tính bên thứ ba ("Tôi là người dùng Doordash và phải được phép truy cập vào tài khoản này. thẻ" bằng cách sử dụng "Đăng nhập bằng Google"). Bạn đưa ra tuyên bố đáng tin cậy với Doordash về các khoản thanh toán trong tương lai ("Tôi có tiền để trả cho bạn cho đơn đặt hàng của tôi và tiền sẽ sớm đến") thông qua các tổ chức tài chính khác nhau, thông qua nhà cung cấp thẻ tín dụng không từ chối giao dịch.

(Về mặt vật lý) Khi bạn vay tiền để mua nhà, bạn ngầm thông báo cho ngân hàng, đại lý bất động sản, người bán và chính phủ rất nhiều điều về danh tính của bạn và tuyên bố đáng tin cậy về danh tiếng.

(Kết hợp) Khi nộp đơn xin việc, bạn đưa ra tuyên bố đáng tin cậy với nhà tuyển dụng tiềm năng của mình bằng cách sử dụng nhiều hệ thống chứng nhận khác nhau. Bằng cách trích dẫn bằng cấp (bằng cấp, chứng chỉ) từ các tổ chức giáo dục hoặc tổ chức chứng nhận chuyên nghiệp, lời chứng thực từ các đồng nghiệp khác mà bạn đã làm việc cùng và lời chứng thực từ các công ty trước đây, bạn đang khẳng định rằng bạn có đủ trình độ đào tạo và tư cách để thực hiện công việc. Phương tiện truyền thông xã hội và các nhà cung cấp tài khoản trực tuyến khác có thể cung cấp thêm bằng chứng cho những tuyên bố ngầm về con người bạn.

Quyền riêng tư

Tình hình còn phức tạp hơn bởi thực tế là hầu hết tất cả các hệ thống nhận dạng vốn dĩ đều yêu cầu quyền riêng tư để hoạt động như dự định.

Quyền riêng tư rất quan trọng vì các lý do đạo đức và tư tưởng đôi khi gây tranh cãi; nhưng về cơ bản hơn, nó là một vấn đề thiết kế hệ thống đơn giản, nó thường là cần thiết. Ví dụ: gần như tất cả các hệ thống nhận dạng đều dựa vào khái niệm dữ liệu bí mật để tạo ra các xác nhận danh tính đáng tin cậy—mật khẩu, số an sinh xã hội, khóa riêng tư, mật khẩu thẻ tín dụng, câu hỏi khôi phục tài khoản, v.v. Vì những lý do hiển nhiên, dữ liệu này phải được giữ bí mật.

Hơn nữa, quá trình đưa ra những tuyên bố đáng tin cậy với dữ liệu hoàn toàn minh bạch có thể có những tác động bên ngoài tiêu cực hoặc ít nhất là những tác động bên ngoài phức tạp; việc đảm bảo quyền riêng tư sẽ ngăn chặn những điều này. Ví dụ: nếu bạn phải tạo ra toàn bộ lịch sử tài chính của mình chỉ để mua hoặc bán thứ gì đó trên thị trường trực tuyến—báo cáo ngân hàng, giao dịch thẻ tín dụng, thanh toán khoản vay và các công việc khác—kẻ thù có thể sử dụng thông tin đó để thực hiện các giao dịch khác với giao dịch ban đầu. Các tương tác ngoài phạm vi không liên quan (ví dụ tiêu cực bao gồm quảng cáo và thậm chí là quấy rối và tống tiền). "Hộp cát" quyền riêng tư cung cấp các tương tác một lần, được xác định rõ ràng và hạn chế về phạm vi, để chúng tôi có thể xây dựng các hệ thống phức tạp hơn từ các khối xây dựng đơn giản và dễ hiểu.

Trong các hệ thống truyền thống yêu cầu quyền riêng tư, chúng tôi phải ủy quyền nhiều hơn cho trung tâm Tổ chức – Trong hệ thống như vậy, cơ quan trung ương lưu trữ dữ liệu riêng tư và đảm bảo các tuyên bố đáng tin cậy về dữ liệu đó gần như không thể xác minh được.

Vai trò của mật mã

Tất cả các mô hình hệ thống nhận dạng và tạo yêu cầu đáng tin cậy mà chúng ta đã thảo luận cho đến nay đều liên quan đến một tác nhân tập trung. Như chúng ta đã thảo luận, có nhiều lý do để tìm kiếm một hệ thống không dựa vào trình ghi hoặc trình quản lý mạnh mẽ.

Nhưng chúng tôi phải đối mặt với một vấn đề hiển nhiên: Tôi không có dữ liệu của bạn, làm sao tôi có thể tin tưởng được bạn? tranh luận? Nếu bạn gửi cho tôi dữ liệu của bạn, làm sao tôi biết dữ liệu đó hợp lệ? Chúng tôi nên làm gì nếu bạn muốn đưa ra tuyên bố về dữ liệu riêng tư? Đây là nơi mật mã phát huy tác dụng.

Theo quan điểm của chúng tôi, trong hơn 50 năm qua, hầu hết các ứng dụng Cryptozoology (và sự đồng thuận) đều một dự án tiến bộ về những tuyên bố đáng tin cậy có thể được đưa ra, trong những hạn chế về nguồn lực và điều kiện riêng tư khác nhau và trong trường hợp không có cơ quan đáng tin cậy.

Lược đồ chữ ký số cho phép tôi ký một loạt tin nhắn với cùng một khóa riêng cho Danh tính của tôi tính nhất quán trực tuyến đưa ra những tuyên bố đáng tin cậy về một loạt các hành động khác nhau. "Tôi được ủy quyền tính phí vào thẻ tín dụng của Alice."

Sơ đồ chữ ký nhóm cho phép tôi đưa ra các yêu cầu bảo mật phức tạp hơn về danh tính của mình. "Tôi là thành viên của tổ chức cựu sinh viên này, nhưng tôi sẽ không cho bạn biết tổ chức nào."

Việc tổng hợp chữ ký, sơ đồ chữ ký đa chữ ký và ngưỡng chữ ký cho phép tôi Đưa ra các tuyên bố về hành vi của nhóm dưới những hạn chế về nguồn lực khác nhau. "Tổ chức tập thể lớn này - không chỉ một nhân viên liều lĩnh - đã cho phép chuyển tiền từ tài khoản tài chính của chúng tôi."

Các kế hoạch đồng thuận và hợp đồng thông minh có thể lập trình cho phép tôi đưa ra những cam kết đáng tin cậy, không thể thay đổi được đối với các hành động trong tương lai. "Nếu bạn gửi cho tôi tài sản kỹ thuật số A, tôi sẽ ngay lập tức gửi cho bạn tài sản kỹ thuật số B để trao đổi."

Về mặt lịch sử, tiến độ diễn ra rất chậm - mỗi nguyên tắc mã hóa nguyên thủy này xác định một câu lệnh mới, có phạm vi chặt chẽ và có cấu trúc rất rõ ràng. Tuy nhiên, trong vài năm qua, điều này đã thay đổi.

Điều thú vị ngày nay là nhờ có SNARK, giờ đây chúng tôi có khả năng đề xuất một cách hiệu quả Một cơ chế cho các xác nhận quyền sở hữu đáng tin cậy tùy ý. Do các đặc tính không có kiến thức của zkSNARK, chúng tôi cũng có thể điều chỉnh các đảm bảo quyền riêng tư đã tuyên bố một cách chính xác theo ý thích của mình.

Dưới đây là một vài ví dụ về loại tuyên bố bạn có thể đưa ra bằng cách sử dụng zkSNARK. Đây không phải là có thể trước đây.

"Tôi là một con nợ đáng tin cậy. Tôi đã hoàn trả ba ngân hàng đáng tin cậy một cách kịp thời cho các khoản nợ lớn các khoản vay, mặc dù tôi sẽ không tiết lộ mục đích của các khoản vay hoặc ngân hàng này."

"Tôi là một thành viên được kính trọng của cộng đồng. Mặc dù tôi đang viết bài này đăng bài ẩn danh, nhưng bằng tài khoản được nêu tên của mình, tôi đã tích lũy được hơn 10.000 lượt tán thành trên diễn đàn này."

"Tôi là một nhà sưu tập lâu dài các token tiền điện tử. Các địa chỉ Ethereum mà tôi kiểm soát nắm giữ chung ít nhất hai NFT từ chuỗi Dark Forest Valhalla và ít nhất 100 ETH."

Những khai báo này có thể được kết hợp, soạn thảo và thậm chí được lập trình theo những cách phức tạp tùy ý.

Mặc dù về mặt lý thuyết, tất cả những điều này đều có thể thực hiện được nhưng chúng ta vẫn còn một chặng đường dài phía trước. Phải đi. Việc sản xuất một bộ công cụ nhận dạng ZK mạnh mẽ cho các ứng dụng thế hệ tiếp theo sẽ yêu cầu những cải tiến đáng kể về hiệu suất, độ tin cậy, trải nghiệm của nhà phát triển và mẫu thiết kế ứng dụng. Trong bài viết tiếp theo, chúng ta sẽ thảo luận về sự hiểu biết của chúng ta về con đường phía trước.

Phụ lục: Danh tính bao gồm những gì?

Để hiểu được mật mã có thể được sử dụng ở đâu để xây dựng một hệ thống nhận dạng, cuốn sách này rất hữu ích để chia nhỏ một khái niệm thành các thành phần chính của nó.

Khi phân tích một hệ thống nhận dạng cụ thể, chúng tôi có thể đặt ra một số câu hỏi sau đây.

Đơn vị nguyên tử nhận dạng là gì?

Thế giới vật chất: Bản sắc thường gắn liền với tư cách pháp nhân. Nói cách khác, đơn vị nhận dạng nguyên tử là một cá nhân hoặc một công ty.

Không gian mạng: Danh tính có thể là tài khoản Google/Facebook/Twitter; cặp khóa công khai/riêng tư được liên kết với cơ quan cấp chứng chỉ; một số dựa trên Ethereum Mã thông báo chủ sở hữu (có thể không bị ràng buộc với một địa chỉ cụ thể!); và những người khác.

Điều gì cấu thành bằng chứng hợp lệ hoặc bằng chứng nhận dạng? Ai có thể cấp giấy tờ tùy thân? Ai có thể thu hồi các đặc quyền liên quan đến nhận dạng?

Thế giới vật chất: Chứng chỉ hợp lệ có thể trông giống như chứng minh thư do nhà nước cấp hoặc giấy phép kinh doanh. Cuối cùng, chính phủ có quyền đối với các đặc quyền đi kèm với việc giữ giấy tờ tùy thân hợp lệ: ví dụ: chính phủ có thể thu hồi hộ chiếu của bạn.

Không gian mạng: Bằng chứng hợp lệ có thể là mã thông báo OAuth do FB cung cấp hoặc chữ ký số (hoặc chuỗi chữ ký) hợp lệ. Các nhà cung cấp dịch vụ khác nhau có quyền đối với các chứng nhận khác nhau: Ví dụ: Twitter có thể cấm tài khoản của bạn.

Ai giữ dữ liệu thứ cấp liên quan đến danh tính của bạn? Ai có quyền truy cập vào dữ liệu này và ai kiểm soát quyền truy cập này?

Thế giới vật lý: Dữ liệu phụ trợ được tạo ra bởi các cơ quan chính phủ và các cơ quan quan liêu, các nhà cung cấp dịch vụ tư nhân (ngân hàng, cơ quan chấm điểm tín dụng) và các mối quan hệ cá nhân (mạng cá nhân của bạn) được cùng nhau nắm giữ.

Không gian mạng: Trong mô hình tập trung, dữ liệu phụ trợ được nắm giữ bởi các công ty công nghệ lớn. Trong mô hình phi tập trung, dữ liệu phụ trợ được lưu giữ chung bởi phần mềm máy khách mà bạn kiểm soát (trình duyệt, máy chủ web cá nhân) và mạng lưu trữ phi tập trung (ví dụ: dữ liệu giao dịch lịch sử hoặc trạng thái hợp đồng thông minh trong chuỗi khối).

Hồ sơ, tài liệu hoặc chứng nhận nào báo hiệu danh tiếng và độ tin cậy? Ai quyết định những tín hiệu này và cách chúng được giải thích? Ai có quyền truy cập vào dữ liệu đầu vào cơ bản quyết định danh tiếng? Ai có thể truy cập các tín hiệu này?

Thế giới vật chất: báo cáo điểm tín dụng, kiểm tra lý lịch, tài liệu tham khảo xã hội, thư tuyển dụng, chứng chỉ, danh hiệu và chức danh.

Không gian mạng: Quyền sở hữu NFT, tuổi tài khoản và hoạt động trước đó, mạng bằng chứng, Reddit hoặc các lượt thích trên diễn đàn khác.

Một số khái niệm này hợp nhất với nhau: danh tính, danh tiếng và nhận dạng có liên quan chặt chẽ với nhau và không dễ tách rời. Ví dụ: trong một số hệ thống, đơn vị nhận dạng cơ bản thậm chí còn được định nghĩa là "đơn vị mà cơ quan trung ương có thể cung cấp bằng chứng hợp lệ" - khái niệm tài khoản Facebook không được lưu trữ trong cơ sở dữ liệu Facebook không tồn tại.

Nói chung, danh tính mà chúng tôi sử dụng trong loạt bài viết này đề cập đến một thực thể Một nhãn bền vững (một người, một tổ chức, một robot) và đại diện cho tư cách pháp nhân, khóa công khai, ID tài khoản, v.v. của thực thể đó. Chúng tôi sử dụng danh tiếng để đề cập đến các tuyên bố về hành vi trong quá khứ của một thực thể ("Alice luôn giữ lời hứa", "Bob luôn thanh toán hóa đơn thẻ tín dụng đúng hạn", "Comfortable Home luôn sử dụng hình ảnh chính xác về danh sách Airbnb của mình"").

Liên kết gốc

Chào mừng bạn tham gia cộng đồng chính thức của BlockBeats:

Nhóm Telegram đăng ký: https://t.me/theblockbeats

Nhóm Telegram thảo luận: https://t.me/BlockBeats_App

Tài khoản Twitter chính thức: https://twitter.com/BlockBeatsAsia