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零知识证明

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零知识证明

零知识证明技术在区块链领域可以提供隐私保护、效率提升、去中心化和数据完整性保护等优势。ZKP技术可以满足用户越来越严苛的安全需求，同时节约计算资源和时间，从而提高区块链技术的实用性和可靠性，尤其也是资方更青睐的技术点，本着学习以及应用的目的，开启了这个仓库，希望可以把这个过程中学习的知识做一个比较详细的整理，同时希望有兴趣的小伙伴可以共同贡献此仓库。

基本概念原理

密码学基础知识

对称加密和非对称加密

公钥密码学和私钥密码学

哈希函数和数字签名

完全同态加密（FHE）

零知识证明概念、历史和应用场景

• :零知识证明的定义
• :零知识证明的发展历程
• :零知识证明的应用场景

零知识证明基本原理

• :互模拟（simulators）
• : 可靠性（soundness）
• : 完整性（completeness）
• : 零知识性（zero-knowledgeness）

经典零知识证明协议

• :Schnorr协议

• :Schnorr协议的原理和过程

• :Schnorr协议的安全性分析

• :Fiat-Shamir协议

• : Fiat-Shamir协议的原理和过程

• :Fiat-Shamir协议的安全性分析

• :Fiat-Shamir启发式方法

• :非交互式零知识证明的应用

零知识证明构造

基于椭圆曲线密码学的零知识证明构造方法

椭圆曲线密码学基础

椭圆曲线上的零知识证明协议

zk-SNARKs（Zero-Knowledge Succinct Non-Interactive Argument of Knowledge）

zk-SNARKs的概述

多项式和椭圆曲线配对

Quadratic Arithmetic Programs (QAPs)

zk-SNARKs的构造过程

zk-STARKs（Zero-Knowledge Scalable Transparent ARguments of Knowledge）

zk-STARKs的概述

递归哈希和Merkle树

低度扩展和多项式编码

zk-STARKs的构造过程

工程实践

• 实际项目使用零知识证明库：libsnark,bellman
• 阅读开源项目了解设计实现
• 了解零知识证明在隐私保护，安全计算的应用

流行的项目

• zkSync（Matter Labs） zkSync 是一个开源的、基于零知识证明的 Layer 2 扩展解决方案。它旨在提高以太坊网络的交易吞吐量和安全性
• Loopring Loopring 是一个去中心化交易协议，利用 zk-rollup 实现了高速、低成本的交易。它允许用户在链下进行交易，同时保持链上安全性。
• Aztec Network Aztec Network 是一个基于 zk-rollup 的隐私扩展解决方案，旨在提供高度可扩展的零知识证明技术以实现以太坊上的隐私交易
• StarkWare StarkWare 是一个基于零知识证明的扩展和隐私解决方案提供商。它的技术包括 StarkEx（用于扩展去中心化交易所）和 StarkNet（用于扩展整个以太坊网络）
• Hermez Network Hermez 是一个基于 zk-rollup 的 Layer 2 扩展网络，旨在提高以太坊的吞吐量和交易速度，降低手续费
• Scroll是以太坊上基于zkEVM的zkRollup，可实现现有以太坊应用程序和工具的本地兼容性
• Polygon zkEVM是第一个与以太坊虚拟机兼容的零知识扩展解决方案，用于集成智能合约和开发工具。