零知識証明（ZK）は、プライバシーを保護しながらインターネットを介して信頼性のある相互作用を行うための暗号学技術です。
例：
ウェブサイトがあると仮定しましょう。Happy はそのウェブサイトにアクセスするためにアカウントにログインする必要があります。
- 最初の場合、Happy は従来のユーザーログイン方法であるパスワード認証を使用します。Happy はパスワードをウェブサイトに送信し、ウェブサイトはそのパスワードをデータベース内のパスワードと照合します。この認証方法では、ユーザーのパスワードがウェブサイトサーバーに送信され、サーバーが攻撃されるとユーザーのパスワードが盗まれる可能性があり、非常に危険です。
- 2 回目の場合、Happy は「ゼロ知識証明技術」を利用しています。Happy はパスワードをウェブサイトに送信する必要はありませんが、ローカルコンピュータ上で自分の身元の正当性を証明するための証明を生成します。この証明には、ユーザーパスワードに関連するデータの一部のみが含まれ、ユーザーパスワード自体は直接含まれません。この方法により、ユーザーのパスワードは転送中に公開されず、アカウントのセキュリティが向上します。
ゼロ知識証明の定義方法
ゼロ知識証明は、具体的な情報を明かさずに他の人に特定の知識を証明するための暗号プロトコルです。ユーザーログインの例では、これは Happy がアカウント所有者であることをウェブサイトに証明できるが、アカウントのパスワードを明かす必要はないことを意味します。これは、ユーザーの認証などのシナリオでセキュリティを向上させることができます。ゼロ知識証明は、プライバシー保護などの領域でよく使用されます。
関連する役割
証明者（prover）：Happy、彼女は自分がアカウントの所有者であることをウェブサイトに証明する必要がありますが、具体的なアカウントパスワードをウェブサイトに表示する必要はありません。
検証者（verifier）：ウェブサイト、ウェブサイトは Happy の身元の正当性を検証する必要がありますが、具体的なアカウントパスワードを知る必要はありません。
ゼロ知識証明の 3 つの特徴
- 完全性
証明者が「正しい証明」を提供して身元を証明した場合、検証者（ウェブサイト）がどのように検証しようとも、身元が真実であると結論付けられます。これにより、すべての「証明」が正しく検証されることが保証され、完全性が確保されます。 - 信頼性
検証者はだまされることはありません。証明が間違っている場合は受け入れません。これにより、検証の信頼性が確保されます。 - ゼロ知識性
証明者は証明プロセス中に証明に関する追加情報を漏らさず、必要な証明情報のみを提供します。
ゼロ知識証明は、ブロックチェーンにおいてプライバシー保護とデータセキュリティを実現するための重要な技術であり、トランザクションの効率と信頼性の向上にも重要な意味を持っています。
ブロックチェーンでのゼロ知識証明の応用
- プライバシー保護の向上：
ブロックチェーンは公開的なデータベースであり、すべてのトランザクションは公開されています。ゼロ知識証明を使用することで、データ自体を明かさずにデータが正しいことを証明できます。これにより、参加者の身元とプライバシーが保護されます。 - データの保存量の削減：
ゼロ知識証明を使用することで、データの保存量を減らすことができます。証明データはチェーン上にのみ保存すればよく、元のデータは他の場所に保存できます。 - 処理速度の向上：
ゼロ知識証明技術は処理スループットを向上させることができます。証明の時間は通常、実際のデータの転送よりも短く、受信側でデータを検証する必要もありません。
ゼロ知識証明は、匿名通貨（ZCash）、セキュアデータ交換、スマートコントラクトでのアクセス制御など、ブロックチェーン領域で広く活用されており、データのプライバシー保護とデータの信頼性を確保するための重要な技術であり、将来のブロックチェーンの発展にも重要な意味を持っています。