深入解读零知识证明在Web3领域的应用及未来发展方向

L1总链上的隐私智能合约：关心隐私的zcash、Horizon、Aleo和铁鱼

龙卷风现金

L2:关心隐私的阿兹特克

ZKP的另一个主要用例是在底部L1上生成汇总有效性证书。一般的Rollup分辨率不使用ZKP的隐私特性，这样可以优化吞吐量，也就是可以证明更多的TX。在这种权衡中。ZKP只是用来证明L2交易的准确性。

由于一些通用函数不能被有效证明，所以生成ZKP来证明任意智能合约的准确实现是非常困难的。处理这种效果需要一个特殊的虚拟机。这些虚拟机可以有效地阻止使用底层ZK电路的文本研究。由于这种混乱，ZK-罗博最终只支持取数或单个应用程序序列，例如，它可以在一个混乱中生成ZKP的DEX。。这里的例子包括ZKSync1.0和Loopring。之后，通用zkEVM完成并投放到通常的市场，包括Starknet、zkSync2.0、PolygonzkEVM和Scroll。。目前，所有的ZK卷都在以太坊，但有些可以在包括比特币在内的其他链上完成ZK卷。但是，比特币汇总的实现将需要更改比特币操作码和硬分叉链。这在比特币社区普遍不受欢迎。

除了关注隐私的应用序列和汇总，我们还在其他区块链协议中发现了其他应用序列。本节将介绍这些用例。米纳

米娜使用ZKP将区块链的形状缩小到非常小的尺寸(~22KB)。为了做到这一点，米娜使用递归ZKP，也就是其他ZKP的ZKP。当在Mina网络中产生块时ZK-斯纳克被用来生成该块的证明，以确保其有效性。当新块引用前一个块时，新块的ZKP将验证所有前一个块，并坚持大小不变。

档案币

Filecoin使用ZKP来确保存管提供商准确存储他们声称要存储的数据。这个过程被称为复制证明(PoReb)。在此过程中，存储提供商生成ZKP来证明他们存储的是唯一的原始数据。换句话说，由另一个提供者维护的原件不被引用。此外，由于证明的大小远小于存储的数据，使用ZKP会增加存储提供商的带宽要求。CeloPlumo

CeloPlumo使用ZKP创建了一个超轻量级的网络客户端，可以在移动电话和其他资源有限的设备上使用。虽然客户端是轻量级的，但它确保了所访问形状的准确性。黑暗森林

黑暗森林是ZKP游戏中最受欢迎的应用。虽然ZKP的使用适合隐私用例，但ZKP在创建不完整音频游戏中的应用确实很独特，这超越了ZKP在支付网络中的金融应用。

2016年以前，ZKP只是一个研究课题，只在少数学术界讨论。当Zcash发起的团队创造了第一个消耗完成ZKP变种ZK-斯纳克。为了支持Zcash网络中的屏蔽/公开交易，这一切都变了。有了真实的用例，对ZKP的兴趣变得越来越强烈，从而出现了更好的ZKP变种，这也成为第一节讨论的许多手腕的基础。但是需要进一步开发ZKP来完成该技术的主流采用。

为了知道如何进一步完善这项技术，我们可以创造类似的技术，比如野智。在很多方面，ZKP技术与野生智能技术相似，估计也会遵循相似的轨迹。。像ZKP一样，野生智能也是一项有前途的技术，它可以处理许多影响。而原有的野智算法天赋有限，计算复杂度远超现有硬件的天赋。。这使得野生智能应用程序的开发和使用变得很晚而且不现实，并且使得野生智能仅限于研究实验室。在发明了DNN等新架构，应用GPU提高执行速度后，也在逐渐完善。这最终带来了一些突破。比如2012年的AlexNet以巨大的优势赢得了最著名的计算机视觉大赛ImageNet。

AlexNet是人工智能时代的开端，催生了未来的人工智能应用。，如GPT-3、达尔。E2和稳定扩散。[XY002][XY001]明天的ZKP的形态和AI早期的形态很像。人工智能是一项很有前途的技术，目前仍在自动开发中。，但稀疏型的计算导致其研究时间过长。从人工智能的经验来看，我们可以肯定ZKP技术在减少需求处理方面有一些效果。

就像AI从LeNet-5部署到AlexNet部署到Resnet-50部署到Transformer一样，ZKP算法也会经历发展阶段，在功能上会带来明显的进步。。事实上，我们已经看到了这方面的停顿。自2011年引入ZK-斯纳克以来，我们开发了一种更激进的算法。2018年，STARKware的创始人开创了Stark，这是一种ZKP方法。不需要信任设置，证明生成时间更短。这项技术是Starkware包括StarkNet在内的几个产品的基础。

随着2019年PLONK的推出，ZKP实现了持续发展。，这是一个SNARK完成，允许许多应用程序使用单个可疑设置，而无需中止重复设置。PLONK缓和了多个实现的开发。这些实现被各种Web3协议使用，比如Aztec、Mina和Celo。

ZKP的一个主要限制是计算复杂，导致证明时间过长。例如最近Polygon发表的zkEVM在64核效应器上实现了5分钟生成500kgas计算的证明。提高ZKP的研究时间是ZKP技术主流化的关键。类似于AI优化软件执行引擎和使用通用硬件是实现这种手段的必要条件。

优化软件

很多ZKP生成运算都是大规模并行的，也就是说并行处理，比如GPU，可以减缓ZKP的计算速度。。常用的GPU库(如CUDA)可以用来减缓NvidiaGPU上ZKP的计算。由于每个项目使用不同的ZKP算法，几个项目正试图从外部开发这种算法。。这里一个明显的例子就是Filecoin对Groth16算法的实现，使用GPU来减缓证明过程。再比如Edgeswap用GPU缩短PLONK'证明时间缩短了75%。

常用硬件

由于GPU一般会使得ZKP验证时间的提升受到限制，在这种情况下，我们的另一种选择就是使用常用硬件，比如FPGA或者ASIC。。在制造通用芯片(ASIC)之前，FPGA一般被视为硬件原型平台。FPGA，大致区分了GPU和FPGA的混合处置方案，中短期可以使用。它在加速集中式网络和以隐私为中心的网络的ZKP方面起着次要作用。但是，假设ZKP技术发展到我们预期的水平，ASIC最终会赢得这个市场。目前，ZKP的硬件加速还没有完全实现。这可能是由于ZKP算法的多样性和碎片化。然而，我们认为，通过准确的商业方法，一些初创公司可以专注于开发和货币化这部分技术堆栈。

为了释放ZKP的潜力，需要建立几个通用层和工具。。这些共性对于简化ZKP应用程序的开发过程是必要的，每组开发人员都应该专注于他们的最佳职责。例如，应用程序开发人员不应该担心ZK电路及其义务的底层细节。再次使用人工智能的类比创建多个通用层后，AI可以大大提高。使用这些概括，AI应用程序开发人员不需要担心硬件资源分配。TensorFlow和PyTorch等框架概括了所有这些底层细节。

ZK开发栈没有AI开发栈完善。然而，建立这些抽象需要一些艰苦的工作。底层有低级别的ZKP库，比如PLONK和STARK。在这一层之上像Noir这样的初级语言试图抽象底层的ZK加密技术，并帮助应用程序开发人员专注于应用程序逻辑。Circom是另一种流行的ZKP语言，它位于这两层之间。因为它可以用来创建复杂的ZK后端，所以也可以用来开发基于ZKP的应用程序。Web3中ZKP抽象的另一个例子是StarkWare的开罗演讲。它允许开发人员实际使用STARK在底层证明的通用智能契约。为了提供进一步的抽象虚空思维'；的Warp工具允许Solidity开发者直接将他们的Solidity代码转换成Cairo。使用Warp，您可以将UniswapV3代码转换为Cairo。只需要停止对原始实体代码的最小改变。

基于对ZKP发展道路的讨论，我们肯定了一些与ZKP有关的想法。好的想法可以分为两组：工具和应用。

初级开发框架

类似于AI中的Tensorflow和PyTorch，初级ZKP开发框架关于解锁应用层面的创新非常重要。这些框架需要：

ZK-rollupSDK

ZK-rollup越来越受欢迎，它可以为游戏或高吞吐量DeFi协议启用应用特定的L2。在这种情况下，ZK累计停止执行和结算。L1将处理共识和数据可用性。然而，启动特定于应用程序的ZK汇总仍然非常复杂。我们相信，提供开发人员友好的SDK来发布自定义ZK汇总的初创公司将处理真正的业务需求。并能通过提供开发工具箱、开发者效力、定序器服务、配套基础设备，成为有价值的企业。

ZKP硬件加速器

瞄准特定用例，在早期市场建立先发制人地位的专业硬件公司，已经被证明是非常有价值的公司。当英伟达专攻人工智能硬件，成为北美最有价值的半导体公司时，人工智能领域就是如此。比特币挖矿也是如此。、比特大陆、迦南和Whatsminer通过专攻ASIC采矿成为独角兽。想象并制造高效ZKP硬件加速器的公司也可能遵循一条非常轨迹。

ZK桥和互操作性

ZK离线游戏引擎

黑暗森林证明了ZKP可以让消息不完整的离线游戏成为可能。。这对于更具互动性的游戏想象非常重要，因为在这些游戏中，玩家'；行为是保密的，直到他们决定公开。凭借离线游戏的技能，我们希望ZKP成为游戏执行引擎的一部分。。对于成功将隐私功能集成到高通量离线游戏引擎中的创业公司来说，机会是巨大的。

身份处理方案

ZKP在身份领域有很多机会。。它们可用于声誉或链接Web2和Web3身份。目前我们的Web2和Web3身份是合并的。Clique和其他项目通过使用预测机器将这些身份联系起来。。通过启用Web2和Web3身份的匿名链接，ZKP可以进一步发展这种方法。这为那些使用Web2或Web3数据来证明他们在特定领域的专业知识的人提供了匿名DAO成员的用例。。另一个用例是基于借款人的无担保Web3借贷。sWeb2社交位置(比如Twitter关注者的数量)。

ZKP合规部

Web3支持匿名在线账户自动加入金融系统。从这个意义上说，Web3实现了极大的财务自由和通融。随着Web3法规的增加，ZKP可用于符合要求但不破坏匿名性的活动。。ZKP还可用于证明投资者身份或任何其他KYC/反洗钱请求。

NativeWeb3公共债务融资

TradeFi债务融资一般用于支持成长型创业公司。在不筹集额外风险资本的情况下加速增长或推出新的业务线。Web3DAO和匿名公司的兴起为Web3'原始债务融资。例如通过使用、道或匿名公司，可以根据其增加用途的证明，以合作利率获得无担保贷款，而不会泄露借款人'；这对贷方来说是个新闻。公共定义

金融机构一般不披露其交易历史的微观风险敞口。由于链分析时不时的进步，在使用链协议(如DeFi协议)时很难令人满意。。一个可能的解决方案是开发一个以隐私为中心的DeFi产品来维护协议参与者的隐私。一个试图实现这一愿景的协议是半影'；szkSwap。此外Aztec的Zk.money通过用户参与模糊的DeFi协议，为公共DeFi提供了一些赔钱的机会。一般来说，一个有效的、面向隐私的DeFi产品协议的成功实施可以从机构参与者那里获得可观的费用。

ZKP

web3广告推动了让用户拥有自己数据的趋势，比如阅读历史、私人钱包活动等等。为了用户的利益，Web3也支持这些数据的货币化。。由于数据货币化可能与隐私冲突，ZKP可以掌握哪些方面的群体数据被允许泄露给广告商和数据聚合者。

私有数据的共享和货币化

假设与正确的实体共享。我们的很多私人数据都会产生很大的影响。群体福祉数据可以帮助研究人员通过众包开发新药。私人财务记录可以与监管机构和监督机构共享，以发现和惩罚不当行为。ZKP可以实现这些数据的私人共享和货币化。

私人管理

道和链管理正在完善，未来管理方式的一个次要缺陷是参与的非隐私性。ZKP是解决这一效应的基础。管理层参与者可以停止投票，而无需透露投票方式。此外ZKP可以将管理提案的可见性限制在“道”成员范围内，从而使“道”能够建立协作优势。

ZKP技术是Web3领域最具创新的技术之一。它为突破性的协议和公司提供了一些机会。