2022 年预测：零知识证明成为 Web3 的杀手级功能

作者：MinaProtocol

去年，零知识证明 (ZKP) 将在加密货币和 Web3 中发挥的重要作用更加清晰，可扩展性和用户许可的隐私。这是令人兴奋的，因为它为 ZK 应用程序在整个加密生态系统中推出奠定了基础（也符合我的时间表和 2021 年初的预测:)）并成为 Web3 的杀手级功能。

Web3

Web3 是一个被广泛使用的术语，但它有点模糊。乐观地说，它的最佳定义是它将提供 Web1 的去中心化，以及 Web2 的丰富性。这样做，解决了 Web2.0 的许多问题。

Web2 有很多问题——集中化允许黑客攻击、数据泄露、无情地从用户中获利——这一点没有人质疑。这些是系统的系统性问题。

Web3 带来了以用户为中心的价值观、去中心化和密码学，这些都有望解决其中一些问题。

抛开乐观的最终定义，我想说今天的 Web3 实际上只是从网络访问加密货币的用户体验，以及围绕它构建的生态系统。这开辟了许多令人兴奋的可能性；去中心化金融、NFT 市场和去中心化组织等等。

但是，它缺少实现其更广泛影响的可能性所需的一些关键构建块。

Web3 和隐私

使用 Web2，我们已经习惯了联合隐私模型。在此架构中，我们保留来自网络上一般参与者的个人信息隐私，同时将隐私权交给我们与之交互的特定实体。

虽然这为处理私有数据开辟了设计空间，这很好，但它带来了巨大的交易对手风险。数据泄露、私有数据货币化以及泄露数据的永久可用性都是该架构的重大缺陷。

另一方面，Web3 没有私有数据的功能。这意味着它不必处理 Web2 隐私的缺点，但到目前为止也缺少这个组件。使用 Web3，你不是在与中心化的一方进行交互，而是在与去中心化的网络进行交互。虽然这确实消除了共享数据和交易对手风险的缺点，但仅与去中心化实体进行交互也会带来如何在这种新环境中获得信任的挑战。

如果 Web3 要在广泛的应用程序中具有竞争力，那么改变这一点并引入隐私功能将是必不可少的。它要么对银行账户、在线购物、身份、社交网络和商业等许多用例不可行，要么在转向加密货币以进行其他改进时，造成比 Web2 更糟糕的隐私环境。

Web3 和安全

Web2 还有其他明显的集中权力问题，除了隐私丢失之外，还会给用户带来许多其他不良后果。从理论上讲，Web3 有很大的机会消除这种动态，而不是在去中心化代码中声明其系统规则。

然而，今天的加密货币还没有达到这种潜力。如果您正在运行一个完整的节点，您将获得由加密货币实现的完整的、数学上保证的加密安全性。然而，对于大多数加密货币或用户来说，运行一个完整的节点并不是可行的。它需要昂贵的硬件和下载并保持连接到 100 GB 的大型区块链。这种范式尤其是 Web3 的一个问题。在浏览器中运行的加密客户端无法处理这些类型的要求。

因此，Web3 今天的工作依赖于受信任的中心化中介，这些中介将连接中继到 Web3 背后的去中心化网络。这是令人担忧的，因为它复制了 Web2 中已经存在的许多令人担忧的动态。在这一年开始之际，Moxie Marlinspike 详细地写了这篇文章——在该领域充当中介的少数中央服务正在复制与 Web2 相同的动态，只是表面积大得多。结合上述隐私问题，这些实体拥有超级 ISP 的能力，可以读取和控制对我们所有数据的访问，这对用户主权来说是一场灾难。

这些实体，例如 Infura 和 Alchemy，是 Web3 去中心化机会的薄弱环节。委内瑞拉和乌克兰的用户最近发现他们对 Infura 的访问受到审查。虽然到目前为止，这些强大的权力仅限于特定地区，但如果这些接入点成为政府普遍控制加密货币的工具，以及这些接入点的企业所有者为他们青睐的项目提供优惠待遇的方式，我们也不会感到惊讶超过其他人，并且通常从 Web3 中获利。

ZKP 的影响

这些安全和隐私问题都是技术问题。幸运的是，ZKP 巧妙地解决了这个问题。在隐私方面——ZKP 允许用户私密地与去中心化网络共享信息，同时为网络提供数据经过身份验证的安全保证。在安全方面——他们向用户保证他们从网络接收的数据是真实的，而无需信任中间访问点。

这开启了我们在 Web2 中习惯的范例，与应用程序来回共享可信信息。但是 Web3 的去中心化同时消除了应用程序背叛这种信任的可能性，这种可能性在 Web2 的中心化世界中很常见。

在隐私方面，考虑身份。假设我们想创建一个 NFT 集合，每个人最多只能拥有该集合中的一个 NFT。天真地这样做会要求用户公开他们的身份。然而，通过零知识证明，用户可以在不透露具体身份的情况下透露其身份唯一性的证据。

在 Web2 上下文中，这将需要一个集中的实体来跟踪用户并确保唯一性。在通常的 Web3 中，这将要求用户公开他们的身份和相应的 NFT。在具有 ZKP 的 Web3 中，这可以完全私密地完成，并具有人们希望从该系统获得的所有相同保证。

举一个安全示例，考虑一个世界，其中很大一部分财务状态都在加密货币上，可以通过网络访问。通过 ZKP 证明链的状态，DeFi 用户将确信他们在网络上看到的账户状态与链上状态真正匹配，从而保证安全。从用户的角度来看，这类似于从 HTTP 到 HTTPS 的过渡，但减去了审查风险。

不过，ZKP 的新功能不仅仅适用于向 Web3 开放 Web2 功能。它还将极大地扩展 Web3 可用的新颖可能性集。对于可能性的简短预览，可以构建使用 ZKP 增强的应用程序：

• 允许每个人只能拥有一组 NFT 的 NFT
• 允许推文作者以去中心化的方式从他们的推文中生成 NFT
• 让用户在不透露他们拥有的特定 NFT 的情况下证明对 NFT 子集的所有权
• 生成不可转让的 NFT 以识别现实世界或数字成就（即；我是开源项目的主要贡献者）
  使 Twitter 用户能够为其关注者创建 DAO
• 解锁 DAO 的匿名投票
• 将现有财务数据连接到加密货币以帮助引导 DeFi

ZKP 提供的这一组实质性增强功能将为 Web3 带来巨大的解锁。它将让 Web3 提供比 Web2 好得多的体验。在 Web2 挣扎的地方——处理敏感的用户数据和隐私——Web3 将通过 ZKP 取胜。它将通过中心化网络解决用户最大的痛点之一，并帮助向 Web3 的迁移加速，超越我们在 DeFi、NFT 或其他带来更多兴趣的浪潮中看到的速度。

缩小范围，如果我们想创建一个新的、去中心化的互联网，我们将需要安全性、规模和隐私——没有比零知识更好的技术了。

为什么 2022

这就留下了一个问题，为什么是现在？其中一个变量是 Web3 在过去 12 到 18 个月内的大幅增长，为进一步的实验和开发创造了环境。

而且，这对 ZK 来说也是个好时机，因为它们现在已准备好在这个领域应用。 2020 年的技术改进使零知识能够在 2021 年更广泛地推广，使 ZK Rollups 获得知名度，成为扩展的主要工具。在 2021 年，ZKP 还看到了验证和证明者性能的进一步技术改进——Mina 的 SNARK Kimchi 比去年快 4-6 倍，同时保持其小而高效的证明大小。

继 ZK 看到的这些密码学发展之后，2021 年见证了 ZK 可编程性的大量产品发展。 ZK 可编程性意味着使 ZK 超越扩展、zkRollups 或 zkEVM。下一步将带来更强大的东西，充分利用 ZK 核心功能的 dapps，或者我们所说的 zkApps。

2021 年，O(1) Labs 发布了 Mina 的 zkApps 的早期版本。这是开发人员第一次能够使用广泛使用的语言（如 Typescript）编写 ZK 代码。 O(1) 刚刚在 2021 年 12 月为 Mina 的 ZK 智能合约举办了第一次研讨会和黑客马拉松，今年还会举办更多活动。在 Mina，我们看到了释放 ZKP 必须通过 ZK 可编程性为开发人员提供的全部潜力的巨大机会。

随着 SnarkyJS 支持简单的 ZK 编程，开发人员已经使用它进行构建，并且 Mina 到以太坊 zkBridge 正在形成，不久我们就会开始看到上面提到的所有 ZK 应用程序示例都部署在 Web3 上。

无论是 Mina 推出第一波应用程序，还是更广泛的行业更广泛地采用 ZK 编程，ZK 都将在 2022 年进入 Web3 dapps。

2022 年及以后的其他 zk 预测

ZK 在加密领域的时代已经开始，它将对 Web3 产生巨大影响。以下是我相信今年我们会看到的其他一些事情：

• 随着 Web3 的起飞，我们将看到对隐私和安全需求的日益清晰。 ZKP 将成为最有前途的工具，使用户能够控制自己的数据并有选择地共享个人信息。这将带来下一次用户向 Web3 的大规模迁移，并进一步削弱基于 Web2 的网络。
• ZK 应用程序将首先在最明显的领域推出：投票和私人身份管理以及汇总在这一发展中发挥重要作用。
• 至少一个 zkEVM 将在年底前发布 beta 版
• 至少有一家大型科技公司将宣布与 ZKP 相关的大事——对于产品来说还为时过早，但要组建团队或开展重大研究工作。

在所有这一切之间，我们还看到更广泛地推出 ZKP 的总体时间表成为焦点。当我们回顾过去时，我预测我们会看到它在如下时间表下展开：

• 到 2020 年——技术基础已经奠定
• 2020 年——底层密码学达到了功能的临界点
• 2021 年——ZKP 发挥作用，并清楚地知道它们将如何颠覆这个领域——参见去年的预测
• 2022 年——随着 ZKP 开始成为区分产品、扩展和其他方面的重要组成部分，颠覆开始并开始起飞
• 2023/2024——随着 ZKP 成为产品增长的主要组成部分，颠覆全面展开
• 2024/2025——利用 ZKP 和 ZKP 平台的应用程序的主导地位
• 2025/2026 — ZKP 和 ZKP 驱动平台的标准化

最后的想法

随着 ZKP 和加密成为构建可扩展、私有和安全的 Web3 的主流，将有机会构建真正赋予用户权力的技术。

幸运的是，我们在 Web3 中看到了以价值为目标执行产品的意愿。我们已经看到加密完成了壮举，例如从工作量证明到权益证明的转变。随着加密货币开始影响更广阔的世界，看到我们还能取得什么成就将是令人兴奋的。在 Mina，我们很高兴能够继续推动这种由参与者驱动的文化，并与我们的社区一起建设未来。