第二次，Alice没有互换手中球的位置，然后Alice问Bob是否互换了球的位置。假如Bob答复No，那么Alice有75%的概率相信Bob是可以区分两个球的颜色。
2017 年， Zerocash 团队提出将 zk-SNARKs 与智能合约彼此团结的方案，使生意业务能在众目睽睽下隐身，打造掩护隐私的智能合约。具有完整隐秘性；
零常识证明的界说为：证明者（prover）可以或许在不向验证者（verifier）提供任何有用的信息的环境下，使验证者（verifier）相信某个论断是正确的。
最后Bob向呆板获取证明，呆板返回给Bob27个袋子：
· 验证同步到当地的区块是否正确需要耗费时间，因为有恶意节点会发送无效的区块。
Alice是色盲，Bob不是色盲，在Bob手上有两个巨细，形状完全一样的球，但这两个球的颜色纷歧样，一个球是蓝色的，另一个球是赤色的，由于Alice是色盲，所以Alice无法判别这两个球是否是一样的，Bob需要向Alice证明这两个球是纷歧样的。在这里，Alice被称为验证者，他需要验证Bob的告诉正确与否，Bob被称为证明者，他需要证明本身的告诉（存在两个颜色纷歧样的球），Bob需要在Alice不能得到两个球的颜色的环境下，向Alice证明这两个球的颜色是纷歧样的这个事实，这与零常识证明的界说是相切合的。
接下来，Alice上呆板将他的谜底正面朝下安排在相应的单位格上，同样也是每个单位格放三张。
交互式零常识证明协议依赖于验证者的随机实验，需要证明者和验证者举办多次交互才气完成。非交互式零常识证明（Non-Interactive Zero-Knowledge, NIZK）将交互次数淘汰到一次，可实现离线证明和果真验证。在区块链等零常识证明应用场景中，非交互的性质是必需的，因为在区块链系统中，不能假设两边一直在线举办交互，在区块链网络上，证明者只要向全网广播一条证明生意业务，网络上的矿工在将这条生意业务打包到区块中的时候就帮验证者完成了零常识证明的校验。缺点
呆板将数独中每一列9张卡片取出，并别离夹杂后放入一个袋子中，一共有9列，所以9个袋子
数独游戏题目
在同步全节点进程中，为了验证链的正确性，需要从创世区块开始依次重放每个生意业务，然后验证计较出的账户状态是否与同步的状态沟通。这不只耗时，同时也是一种资源挥霍，因为在你之前已有无数节点反复了沟通的计较事情。我们之所以要重放每个区块的原因是：“我们今朝判定一个计较是否正确执行的要领只有从头做一次这个计较，然后较量两者的功效是否相等”。有了零常识证明我们就不需要反复计较区块每个生意业务了，因为零常识证明可以辅佐我们校验每个区块中的生意业务是否被正确执行。
bellman
1985 年，零常识证明Zero-Knowledge Proof – 由 S.Goldwasser、 S.Micali 及 C.Rackoff 首次提出。
在Zcash项目中，最初回收libsnark算法库实现zk-SNARK零常识证明。在2018年进级到Sapling版本时，由于之前回收的libsnark版本较老，个中关于椭圆曲线和zk-SNARK方案的选择都已不是其时的最优选项，Zcash改为利用自研的bellman算法库。bellman是Zcash团队基于Rust语言实现的zk-SNARK算法库，支持Groth16论文方案，今朝主要在Zcash项目中应用。
关于零常识证明是什么，也许你不必然很相识，但说到应用零常识证明技能的产物，你也许并不生疏。zcash就是利用零常识证明技能的隐私币，上的混币合约也是零常识证明技能的一个应用，尚有在本年较量热门的链下扩容技能zkRollup也是零常识证明技能的一个应用。这时你也许会很好奇零常识证明毕竟是一个什么样的技能，为什么既可以用在隐私方面，也可以用于扩容。在接下来一个系列的文章中将为你一一先容，从零常识证明的观念一直到零常识证明背后的暗码学实现。
今朝有一个项目Coda，它回收零常识证明的方法将区块巨细节制在22kB，且Coda的区块巨细是牢靠的，不会跟着时间增长而变大（递归零常识证明），从安详性角度来说，Coda的安详性不会低于传统区块链。
2014 年，名为Zerocash的加密钱币则利用了一种非凡的零常识证明东西zk-SNARKs （ Zero-Knowledge Succinct Non-interactive Arguments of Knowledge ) 实现了对生意业务金额、生意业务两边的完全埋没，更注重于隐私，以及对生意业务透明的可控性。
从零常识证明界说中可以提取到两个要害词：“不泄露信息”，“证明论断有效”，基于这两个特点扩展出零常识证明在区块链上的两大应用场景：
在此示例中，假如Bob的拥有别离球颜色的常识，则Bob每次城市正确答复。这称为完备性。假如Bob不具备别离球颜色的相关常识，则Bob无法判别Alice是否变更了球。这称为靠得住性。在此协议中，Alice无法看到球的颜色。这称为零常识性。
扩容
今朝，为了办理零常识证明技能的遍及应用需求，发生了多个用于实现zk-SNARK 零常识证明协议工程化的开源算法库，包罗 libsnark、bellman、ZoKrates 等等。
ZK-Rollup就是基于零常识证明的二层扩容方案， ZK-Rollup方案发源于18年下半年，由Barry Whitehat和Vitalik先后提出。
运行过以太坊全节点的人城市有这样的感觉：“同步以太坊全节点的进程太疾苦了”，往往同步以太坊全节点需要耗费几天的时间，今朝以太坊全节点已经到达399,45Gb。全节点对存储资源要求这样高，以至于许多小我私家电脑的硬盘空间和带宽都达不到运行全节点的要求，所以全节点酿成了只有少部门实体可以或许运行的，区块链逐渐从去中心化酿成了中心化运行。etherscan以太坊全节点统计网址零常识证明开拓东西
2010年，Groth实现了首个基于椭圆曲线双线性映射全能的，常数巨细的非交互式零常识证明协议。厥后这个协议颠末不绝优化，最终成为区块链著名的零常识证明协议SNARKs。
部门协议需要可信配置
· 全节点数据量太大，下载几百GB的数据需要很长时间。
非交互零常识证明—数独游戏
安详性依赖于未办理的数学困难（如离散对数、大整数因子解析、平方根等等）；
libsnark实现了zk-SNARK算法的黑盒化，提供高度抽象的编程接口，使开拓者无需把握算法细节即可直接举办工程开拓。另外，libsnark还提供了实际应用中的常见基本成果库，可帮助开拓者举办巨大证明的组合实现。以在匿名Zcash中的应用为初步，libsnark奠基了零常识证明技能从理论研究到大局限工程应用的基本。
呆板将数独中每个粗线宫（3*3）内卡片取出，并别离夹杂后放入一个袋子中，一共有9个，所以9个袋子部门协议不能抗量子计较· 不需要做反复的计较验证区块状态，淘汰计较资源挥霍
libsnark
什么是零常识证明
· 隐私：在隐私场景中，我们可以借助零常识证明的“不泄露信息”特性，在不泄漏生意业务的细节（吸收方，发送方，生意业务余额）的环境下证明区块链上的资产转移是有效的。
递归零常识证明生成：利用前一个状态的proof以及当前生意业务作为输入，接下来验证前一个状态的proof以及当前生意业务是否有效，假如全部验证通过，措施会输出一个新的状态及一个proof，进程如下图所示：· 由于运行Coda全节点的需要的资源少，所以区块链网络将有更多活泼节点，晋升了去中心化水平
零常识证明是一种基于概率的验证方法，验证者（verifier）基于必然的随机性向证明者（prover)提出问题，假如证明者都能给出正确答复，则说明证明者或许率拥有他所声称的“常识”。零常识证明并不是数学意义上的证明，因为它存在小概率的误差，欺骗的证明者有大概通过虚假的陈述骗过验证者。换句话说，零常识证明是概率证明而不是确定性证明，可是也存在技能能将误差低落到可以忽略的值。
3. 零常识性（Zero-Knowledge）：证明者在交互进程中仅向验证者透露是否拥有相应常识的告诉，不会泄露任何干于常识的特别信息。
零常识证明的优缺点
在利用零常识证明时，不会低落安详性；
Proof Size：生成零常识证明的巨细
17年呈现了一款很是火爆的Dapp应用叫加密猫，加密猫曾造成以太坊主网大局限的拥堵，造成拥堵的原因是以太坊其时的TPS只有15，这意味着以太坊每秒只能处理惩罚15笔生意业务，如此低的TPS严重限制了的大局限落地，所以有人开始研究区块链扩容的问题，目标就是为了提高链上的TPS。但区块链扩容受到Vitalik提出的不行能三角的限制，不行能三角是指区块链系统设计无法同时分身可扩展性，去中心化和安详性，三者只能取其二。这是一个很让人失望的结论，但我们必需知道，一切事物都有本身的界线，公链不该该做所有的工作，公链应该做它该做的工作：“公链是以最高效率告竣共鸣的东西，可以或许以最低成原来构建信任”。作为共鸣的东西，信任的引擎，公链不该该为了可扩展性放弃去中心化与安详性。那么公链的TPS这么低，该怎么利用呢？我们是否可以将大量的事情放到链下去办理，仅仅将最重要的数据提交到区块链主链上，让所有节点都可以或许验证这些链下的事情都是精确靠得住的呢？社会的成长带来的是更风雅化的分工，区块链的技能成长也是如此，在底层区块链（Layer1）上构建一个扩展层（Layer2)，Layer1来担保安详和去中心化，绝对靠得住、可信；它能做到全球共鸣，并作为“加密法院”，通过智能合约设计的法则举办仲裁，以经济鼓励的形式将信任通报到Layer2 上，而Layer2追求极致的机能，它只能做到局部共鸣，可是可以或许满意种种贸易场景的需求。
ZoKrates是一个部门基于libsnark、部门回收Rust语言重写的zk-SNARK实现东西，默认支持Groth16方案，开拓者需要利用一种自建的剧本语言举办代码编写，今朝在实际工程中仅用于在以太坊智能合约上陈设支持零常识证明的应用。
为了领略上面这段话的寄义，接下来给出一个有关零常识证明的很是经典的例子：
零常识证明的界说为：证明者（prover）可以或许在不向验证者（verifier）提供任何有用的信息的环境下，使验证者（verifier）相信某个论断是正确的。
2013年，Pinocchio协议实现了分钟级别证明，毫秒级别验证，证明巨细不到300字节，将零常识证明从理论带到了应用。厥后Zcash利用的SNARKs正是基于Pinocchio的改造版。
递归零常识证明验证：只要验证前一个状态的proof就可以验证整个链的状态，好比：当验证proof #5状态是正确的，相当于递归验证了proof #4，proof #3。
递归零常识证明
ZoKrates
第一次，Alice偷偷互换了手中球的位置，然后Alice问Bob是否互换了球的位置，假如Bob答复Yes，那么Alice有50%的概率相信Bob是可以区分这两个球的颜色，因为Bob有1/2的概率蒙对，所以Alice可以在举办一次测试。假如Bob答复No，那么Alice可以必定Bob不能区分两个球的颜色。
零常识证明压缩链上数据的长处：
Alice当Bob的面拿起两个球，左手拿蓝球，右手拿红球，然后将双手放到背后，这样Bob就看不到Alice手上的球了，Alice在背后随机互换阁下手上的球，互换完成后Alice将手伸出，并询问Bob两个球是否互换过位置，假如Bob能看到球上的颜色，那么每次Alice换过球的位置后，Bob都能正确答复出Alice的问题。
链上压缩
这是上述环境的概率树：
呆板将数独中每一行9张卡片取出，并别离夹杂后放入一个袋子中，一共有9行，所以9个袋子要让生意业务在不泄漏生意业务相关细节的环境下可以被验证，这正是零常识证明办理的问题。
1. 完备性（Completeness）：只要证明者拥有相应的常识，那么就能通过验证者的验证，即证明者有足够大的概率使验证者确信。；
第一次迭代后，Alice可以说Bob告诉的断言为真的概率为50％。假如Bob第二次答复正确，那么Alice可以说Bob告诉为真的概率达75％。在第三次迭代后，它将是87.5％。假如持续n次Bob都通过了查抄，则Alice有1-(1/2)^n 的概率可以认为 Bob 说的是真的，这两个球简直是有红蓝两种颜色。
链下扩容
在今朝主流的公链，如、以太坊上，从创世块开始，每个账号之间的生意业务信息都是果真记录在区块链上，这样做的长处是可以有效办理双花的问题，矿工可以溯源，校验每笔生意业务的余额是否足够。弊端是一旦某个账号的身份袒露了，那么第三方就可以追踪到这个账号的以往所有汗青生意业务，甚至还可以反推出这个账号大概节制的其他账号，从这一点来说是相当缺乏隐私的。
· 区块链巨细只有22k利便存储，同步，验证
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