Čo je dôkaz nulových znalostí v kybernetickej bezpečnosti a ako to funguje?

Zero-knowledge proof (ZKP) si v poslednej dobe získava veľkú obľubu na rôzne účely. Umožňuje overenie informácií bez zverejnenia základných údajov, čím ponúka vyšší stupeň bezpečnosti a súkromia citlivých informácií.

Ale čo presne je dôkaz s nulovými znalosťami, ako to funguje a aké sú prípady použitia systému dôkazu s nulovými znalosťami? Poďme zistiť.

Čo je dôkaz nulových znalostí?

Goldwasser, Micali a Rackoff navrhli vo svojej práci dôkazy s nulovými znalosťami.Zložitosť vedomostí interaktívnych dôkazových systémov."

V systéme dôkazu s nulovými znalosťami musí jedna strana (overovateľ) dokázať druhej strane (overovateľovi), že konkrétne tvrdenie je pravdivé bez odhalenia akýchkoľvek ďalších informácií okrem toho, že veta je pravda. To sa dosiahne predložením minimálneho množstva informácií overovateľovi, aby mohol potvrdiť, že vyhlásenie je skutočne pravdivé.

Napríklad Paul chce, aby Anita dokázala svoju znalosť kódu tajných magických dverí, ktoré spájajú dve cesty (A a B) v jaskyni. Anita niekoľkokrát prechádza dverami, počnúc cestou A a vychádzajúc z cesty B, zatiaľ čo Paul zostáva vonku.

Opakovaným opakovaním tohto činu Anita dokáže, že pozná kód na otvorenie magických dverí v jaskyni bez toho, aby tento kód prezradila Paulovi.

Ako funguje dôkaz o nulových znalostiach?

Dôkazy s nulovými znalosťami fungujú tak, že overovateľ a overovateľ vykonávajú sériu interakcií. Tieto interakcie zvyčajne zahŕňajú viacero kôl komunikácie. Počas každej interakcie overovateľ vytvára dôkaz, ktorý podporuje pravdivosť tvrdenia overovateľa.

Overovateľ často vytvára viaceré výzvy súvisiace s dokazovaným vyhlásením. A overovateľ zakaždým odpovedá starostlivo vypracovaným dôkazom, aby presvedčil overovateľa o pravdivosti vyhlásenia bez toho, aby zverejnil akékoľvek informácie súvisiace s vyhlásením.

Výzvy a interakcie sa opakujú niekoľkokrát, aby sa eliminovala šanca, že dokazovateľ uhádne výrok.

Dôkaz s nulovými znalosťami vám umožňuje zdieľať dôkaz o znalostiach s druhou stranou bez toho, aby ste odhalili ďalšie podrobnosti o znalostiach. Aby sa to stalo, protokol nulových znalostí závisí od algoritmov, ktoré berú niektoré údaje ako vstup a vracajú výstup ako pravdivý alebo nepravdivý pre daný vstup.

Tu sú tri kritériá, ktoré musí spĺňať systém dôkazu nulových znalostí.

1. Úplnosť

Ak je tvrdenie pravdivé, čestný overovateľ môže presvedčiť čestného overovateľa o pravdivosti tvrdenia.

2. Zdravie

Ak je tvrdenie nepravdivé (to znamená, že overovateľ nepozná správne tvrdenie), žiadny nepoctivý overovateľ nemôže presvedčiť čestného overovateľa o pravdivosti tvrdenia.

3. Nulové znalosti

Dôkazy s nulovými znalosťami (ZKP) zabezpečujú, že overovateľ nezíska žiadne informácie o preukázanom vyhlásení okrem toho, či je pravdivé alebo nepravdivé. Okrem toho overovateľ nie je schopný získať žiadne informácie o vyhlásení z dôkazu poskytnutého dokazovateľom, ktorý bol zostavený tak, aby preukázal pravdivosť vyhlásenia.

Typy dôkazov o nulových znalostiach

Nasledujú dva hlavné typy dôkazov s nulovými znalosťami, o ktorých by ste mali vedieť.

Interaktívne dôkazy o nulových znalostiach

V interaktívnom systéme dôkazu s nulovými znalosťami dokazovateľ vytvorí dôkaz o vyhlásení a odošle ho overovateľovi. Potom overovateľ kladie otázky a vytvára výzvy. Overovateľ reaguje na výzvy overovateľa a pokračuje v interakcii. Tento proces komunikácie tam a späť umožňuje overovateľovi presvedčiť sa o pravdivosti vyhlásenia.

Neinteraktívne dôkazy o nulových znalostiach

V neinteraktívnom systéme dôkazu s nulovými znalosťami overovateľ vytvorí jediný dôkaz, ktorý môže overovateľ nezávisle overiť bez akejkoľvek ďalšej interakcie.

Z dvoch sú interaktívne dôkazy s nulovými znalosťami výpočtovo náročnejšie, pretože interaktívna technológia ZKP vykonáva ďalšie výpočty vďaka interakciám tam a späť.

Aplikácie a prípady použitia s nulovými znalosťami

Tu je niekoľko prípadov použitia protokolov s nulovými znalosťami.

Overenie

Dôkazy nulových znalostí (ZKP) možno použiť na autentifikáciu používateľov bez výmeny tajných informácií, ako sú používateľské mená alebo heslá. Môže to zlepšiť používateľskú skúsenosť a spoločnostiam to oslobodí od uchovávania obrovského množstva používateľských údajov na svojich serveroch.

Súkromné ​​transakcie

Blockchainové transakcie nie sú súkromné. Namiesto toho sú prepojené s pseudonymnými adresami krypto peňaženky. A vlády môžu tieto transakcie sledovať, čo im umožňuje chytiť zločincov z temnej siete.

Je legitímne chytiť zločincov sledovaním týchto transakcií. Ale čo represívny režim, ktorý sleduje bežných používateľov kryptomien prostredníctvom informácií uložených vo verejnej knihe?

Implementáciou dôkazov s nulovými znalosťami môžu spoločnosti povoliť tienené transakcie, pri ktorých sú adresy odosielateľa a príjemcu a sumy transakcií skryté pred verejným blockchainom.

Napríklad, ZCash a Monero ponúkajú súkromné ​​transakcie pomocou dôkazov s nulovými znalosťami.

Zabezpečené dodávateľské reťazce

Použitie dôkazu o nulových znalostiach môže zvýšiť bezpečnosť v dodávateľskom reťazci. Dokáže overiť integritu údajov, overiť poverenia dodávateľov, preukázať pravosť produktov alebo služieb a umožniť bezpečné sledovanie bez potreby zverejňovania akýchkoľvek citlivých informácií.

Okrem toho dôkazy s nulovými znalosťami umožňujú spoločnostiam dokázať regulačným orgánom a orgánom, že dodržiavajú platné zákony a priemyselné normy.

Overenie súkromnej identity

Dôkazy s nulovými znalosťami pomáhajú chrániť súkromie používateľov. Úrady môžu overiť identitu každého jednotlivca bez toho, aby museli zverejňovať citlivé informácie.

Napríklad a aplikácia decentralizované financie (DeFi). možno bude musieť overiť, že používateľ patrí do konkrétnej krajiny. Tradičný proces bude vyžadovať, aby používateľ predložil údaje o svojom pase alebo číslo vodičského preukazu. Ale pomocou protokolu identity tretej strany založeného na ZKP môže používateľ dokázať, že pochádza zo zoznamu povolených krajín, a to aj bez toho, aby uviedol názov svojej krajiny.

Doklad o členstve

Dôkaz nulových znalostí môže používateľom umožniť dokázať, že sú súčasťou veľkého verejného súboru, bez toho, aby museli povedať, do ktorej časti verejného súboru patria.

Napríklad holandská ING Bank spustila svoje členstvo s nulovými znalosťami (ZKSM), ktoré používateľom umožňuje preukázať, že sú členmi Európskej únie, bez toho, aby hovorili, v ktorých krajinách žijú.

Nevýhody použitia dôkazu o nulových znalostiach

Dôkaz nulových znalostí ponúka významné výhody. Majú však aj nejaké háčiky.

Najväčšou výzvou sú náklady na hardvér. Generovanie dôkazov s nulovými znalosťami vyžaduje zložité výpočty, často vykonávané na špecializovaných strojoch, ktorých nákup je nákladný.

Okrem toho si overovanie dôkazov vyžaduje aj zložité výpočty. Takže nie je možné zaviesť dôkaz s nulovými znalosťami, pokiaľ na to spoločnosti nemajú veľké rozpočty.

Tiež nedostatok školiacich zdrojov a vývojárskych nástrojov pre aplikácie ZKP bráni širšiemu prijatiu dôkazov o nulových znalostiach.

Dôkazy s nulovými znalosťami na zlepšenie súkromia

Hackeri a aktéri hrozieb sa neustále snažia získať vaše citlivé informácie. Vykonajte preto potrebné kroky na ochranu svojich údajov. Vyhľadávajte aplikácie založené na dôkazoch s nulovými znalosťami a používajte ich na ochranu vášho súkromia a bezpečnosti.

Na ochranu citlivých údajov by ste tiež mali používať šifrovanie s nulovými znalosťami.