大家好，今天币百科为大家介绍区块链零知识证明基础，当然也有区块链零知识证明应用对应的知识点，很多人还不知道是什么，接下来我们详细解答一下！

本文目录一览：

• 1、区块链使用安全如何来保证呢
• 2、filecoin成为最大的零知识证明网络，意味着什么？
• 3、什么是零知识证明（ZKP）？
• 4、区块链和零知识证明在信用系统中的作用方式
• 5、区块链中的零知识证明是什么？
• 6、零知识证明的特性是什么？

区块链使用安全如何来保证呢

区块链本身解决的就是陌生人之间大规模协作问题，即陌生人在不需要彼此信任的情况下就可以相互协作。那么如何保证陌生人之间的信任来实现彼此的共识机制呢？中心化的系统利用的是可信的第三方背书，比如银行，银行在老百姓看来是可靠的值得信任的机构，老百姓可以信赖银行，由银行解决现实中的纠纷问题。但是，去中心化的区块绝孙答链是如何保证信任的呢？

实际上，区块链是利用现代密码学的基础原理来确保其安全机制的。密码学和安全领域所涉及的知识体系十分繁杂，我这里只介绍与区块链相关的密码学基础知识，包括Hash算法、加密算法、信息摘要和数字签名、零知识证明、量子密码学等。您可以通过这节课来了解运用密码学技术下的区块链如何保证其机密性、完整性、认证性和不可抵赖性。

基础课程第七课 区块链安全基础知识

一、哈希算法（Hash算法）

哈希函数（Hash），又称为散列函数。哈希函数：Hash(原始信息) = 摘要信息，哈希函数能将任意长度的二进制明文串映射为较短的（一般是固定长度的）二进制串（Hash值）。

一个好的哈希算法具备以下4个特点:

1、 一一对应：同样的明文输入和哈希算法，总能得到相同的摘要信息输出。

2、 输入敏感：明文输入哪怕发生任何最微小的变化，新产生的摘要信息都会发生较大变化，与原来的输出差异巨大。

3、 易于验证：明文输入和哈希算法都是公开的，任何人都可以自行计算，输出的哈希值是否正确。

4、 不可逆：如果只有输出的哈希值，由哈希算法是绝对无法反推出明文的。

5、 冲突避免：很难找到两段内容不同的明文，而它们的Hash值一致（发生碰撞）。

举例说明：

Hash(张三借给李四10万，借期6个月) = 123456789012

账本上记录了123456789012这样一条记录。

可以看出哈希函数有4个作用：

简化信息

很好理解，哈希后的信息变短了。

标识信息

可以使用123456789012来标识原始信息，摘要信息也称为原始信息的id。

隐匿信息

账本是123456789012这样一条记录，原始信息被隐匿。

验证信息

假如李四在还款时欺骗说，张三只借给李四5万，双方可以用哈希取值后与之前记录的哈希值123456789012来验证原始信息

Hash（张三借给李四5万，借期6个月）=987654321098

987654321098与123456789012完全不同，则证明李四说谎了，则成功的保证了信息的不可篡改性。

常见的Hash算法包括MD4、MD5、SHA系列算法，现在主流领域使用的基本都是凯毁SHA系列算法。SHA（Secure Hash Algorithm）并非一个算法，而是一组hash算法。最初是SHA-1系列，现在主流应用的是SHA-224、SHA-256、SHA-384、SHA-512算法（通称SHA-2），最近也提出了SHA-3相关算法，如以太坊所使用的KECCAK-256就是属于这种算法。

MD5是一个非常经典的Hash算法，不过可惜的是它和SHA-1算法都已经被破解，被业内认为其并慧安全性不足以应用于商业场景，一般推荐至少是SHA2-256或者更安全的算法。

哈希算法在区块链中得到广泛使用，例如区块中，后一个区块均会包含前一个区块的哈希值，并且以后一个区块的内容+前一个区块的哈希值共同计算后一个区块的哈希值，保证了链的连续性和不可篡改性。

二、加解密算法

加解密算法是密码学的核心技术，从设计理念上可以分为两大基础类型：对称加密算法与非对称加密算法。根据加解密过程中所使用的密钥是否相同来加以区分，两种模式适用于不同的需求，恰好形成互补关系，有时也可以组合使用，形成混合加密机制。

对称加密算法（symmetric cryptography,又称公共密钥加密，common-key cryptography），加解密的密钥都是相同的，其优势是计算效率高，加密强度高；其缺点是需要提前共享密钥，容易泄露丢失密钥。常见的算法有DES、3DES、AES等。

非对称加密算法（asymmetric cryptography，又称公钥加密，public-key cryptography），与加解密的密钥是不同的，其优势是无需提前共享密钥；其缺点在于计算效率低，只能加密篇幅较短的内容。常见的算法有RSA、SM2、ElGamal和椭圆曲线系列算法等。 对称加密算法，适用于大量数据的加解密过程；不能用于签名场景：并且往往需要提前分发好密钥。非对称加密算法一般适用于签名场景或密钥协商，但是不适于大量数据的加解密。

三、信息摘要和数字签名

顾名思义，信息摘要是对信息内容进行Hash运算，获取唯一的摘要值来替代原始完整的信息内容。信息摘要是Hash算法最重要的一个用途。利用Hash函数的抗碰撞性特点，信息摘要可以解决内容未被篡改过的问题。

数字签名与在纸质合同上签名确认合同内容和证明身份类似，数字签名基于非对称加密，既可以用于证明某数字内容的完整性，同时又可以确认来源（或不可抵赖）。

我们对数字签名有两个特性要求，使其与我们对手写签名的预期一致。第一，只有你自己可以制作本人的签名，但是任何看到它的人都可以验证其有效性；第二，我们希望签名只与某一特定文件有关，而不支持其他文件。这些都可以通过我们上面的非对称加密算法来实现数字签名。

在实践中，我们一般都是对信息的哈希值进行签名，而不是对信息本身进行签名，这是由非对称加密算法的效率所决定的。相对应于区块链中，则是对哈希指针进行签名，如果用这种方式，前面的是整个结构，而非仅仅哈希指针本身。

四 、零知识证明（Zero Knowledge proof）

零知识证明是指证明者在不向验证者提供任何额外信息的前提下，使验证者相信某个论断是正确的。

零知识证明一般满足三个条件：

1、 完整性（Complteness）：真实的证明可以让验证者成功验证；

2、 可靠性（Soundness）：虚假的证明无法让验证者通过验证；

3、 零知识（Zero-Knowledge）：如果得到证明，无法从证明过程中获知证明信息之外的任何信息。

五、量子密码学（Quantum cryptography）

随着量子计算和量子通信的研究受到越来越多的关注，未来量子密码学将对密码学信息安全产生巨大冲击。

量子计算的核心原理就是利用量子比特可以同时处于多个相干叠加态，理论上可以通过少量量子比特来表达大量信息，同时进行处理，大大提高计算速度。

这样的话，目前的大量加密算法，从理论上来说都是不可靠的，是可被破解的，那么使得加密算法不得不升级换代，否则就会被量子计算所攻破。

众所周知，量子计算现在还仅停留在理论阶段，距离大规模商用还有较远的距离。不过新一代的加密算法，都要考虑到这种情况存在的可能性。

filecoin成为最大的零知识证明网络，意味着什么？

今天（7月30日）上午，filecoin官方推特发布了一条“旧”消息：“filecoin成为最大的零知识证明网络”。 之所以说是“旧”消息，是因为早在十多天前，filecoin官方网站就已经发布公告，宣布取得该项成绩，此番再次发布，自然是因为在官方看来，这一消息意义非凡。

在推文最后，filecoin官方还抛出了一连串的疑问 —— 这是什么意思？为什么filecoin网络需要零知识？ 再次阅读官方公告之后，我发现其中很多解释对于普通用户比较晦涩难懂，因此决定用通俗易懂的语言出一科普篇文章，方便大家理解。

零知识证明是什么？

零知识证明（Zero—Knowledge Proof）是理论计算机科学领域和数学领域的一种特殊的计算模型， 其中最重要的加密技术是zk-SNARK。该技术可以让证明者（prover）在不向验证者（verifier）提供任何有用信息的情况下，使验证者相信某个论断是正确的。

换成大白话来说，就是 零知识证明既能证明自己想要证明的事情，又能确保透露给对方的信息为零。 举个例子，当某个用户在注册某个采用零知识证明的系统时，系统不会保存用户的密码明文，而是保存密码的哈希值；而当用户登录系统时，系统会比对用户输入密码产生的哈希值与数据库中的存储的哈希值，进而判断用户是不是真的知道密码。

零知识证明与filecoin

我们知道，filecoin矿工主要通过提供有效存储空间来获得通证奖励。理论上，提供的有效存者返州储空间越多，获得的奖励也就越多。为了验证矿工究竟有没有提供了真实有效的存储，主要通过复制证明和时空证明算法来实现；在这个验证过程中， 零知识证世庆明充当了基础，除了保证区块链环境中的安全和隐私，还可以用更少的空间去证明存储的有效性，直接利好整个filecoin网络和网络中的所有参与者。

根据filecoin官方发布的公告显示，CryptoComputeLab和CryptoNetLab过去两年一直致力于将零知识证明融入世界和filecoin。如今filecoin网络每天产生的零知识空间证明量大约首蔽在6至7百万，已经成为迄今为止全球最大的零知识证明网络。 这一成绩充分说明，filecoin技术团队对零知识证明的改进和优化工作已经取得良好成效，而这也必然反哺filecoin网络，使生态繁荣加速到来。

什么是零知识证明（ZKP）？

ZKP零知识证明是为了在区块肆羡皮链分布式账本结构上，创造一种新的解决方案，让交易以及信息一派兆切透明的区块链，能达到交易保密与交易验证的目的。FINTOCH便是使用裂差此技术，来打造监管节点的匿名性。你也可以百度下。

区块链和零知识证明在信用系统中的作用方式

区块链中的零知识证明在隐私保护方面起重大作用，它在信用系统中自返卖然不例外，但在系统中的哪个环节以及以何种方式发挥作用却是一个值得思考和研究的问题。

第一，信用问题，不能完全依赖技术上的可靠，有些问题政府权威就足够，比如户籍与身份信息，这些并无必要有进一步的追问。

第二，区块链存证的使用场景，应该是那种存在较长的数量化的证据链条的场景，比如根据流水统计月度年度汇总，保证汇总的计算过程没有欺诈。而流水明细是在证据链的上游，时间上是在事前，在上游作假，提前几个月几年作假，对攻击者计划能力以及作假成本都要高的多。高到一定程度，从经济学意义上就具有达到防止欺诈经济可行性。

    事实上这里涉及到前文所说领域事件在链上的闭合度问题。对于几乎没有可能，或者在可见未来不具备完全闭合的现实可能性的领域，闭合度是一个有灰度级别的问题，如果沿事件的逻辑链条向上数裂游追溯将其上链，达到一定程度使得攻击者的攻击变得相当或极度困难，区块链应用就会产生价值，并不要求完全的闭合，这样区块链的价值领域就会突破虚拟币以及去中心化金融defi这类完全闭合于链上的系统，得以扩展。这个逻辑并不限于信用系统，而适用于区块链与领域结合应用的一般逻辑。再举一例，溯源系统到底是否能够达成防伪的作用，这个问题取决于溯源在证据链条的上溯深度是否足以造成作假者的困境，不考察这一点，仅仅是形式上使用了区块链存证是没有意义的。

    所以我们几乎可以得到一个定理：

     区块链在领域应用中的价值水平与证据链的上溯深度成正比例关系。

    然后随之而来的第二个问题是：沿着证据链的反向上溯，越是上游越接近主体（公民隐私或组织的商业机密）隐私。这个问题的解决就是零知识证明的作用领地，也是它的作用方式。很多零知识证明的应用价值含混不清，现在我们把它放在证据链条的上下文中加以考量就会清晰起来：

1. 零知识薯世闭证明是用来处理数量化的证据链追溯过程中，在不泄露上游证据链明文细节的前提下完成追溯，既发挥了区块链沿证据链存追溯的作用，又保护了隐私。

2. 对于没有追溯必要的场景，证据链不存在，零知识证明的作用与意义也是不明确的。比如一般身份户籍信息，行政权威应被视为可信，并无追溯必要。注意这里说的证据链并非物理意义上的因果关系，而是经过系统应用目标的价值取舍。

    总结一下：

1. 用区块链技术保留证据链上游。2. 证据链越是上游越接近公民隐私，使用零知识证明来保护隐私

1. 参考MIT媒体实验室的zkledger，使用区块链结合零知识证明来处理公民和组织的财务与税务等流水的汇总报告问题。

2. 技术上需要解决的问题是，zkledger的场景中，很有限的几个银行的大额交易，数据量少，而用于公民个人场景，数据量巨大，要找到方法解决性能问题。

区块链中的零知识证明是什么？

如何不给你看我妈但是仍然证明我妈是我妈？

零知识证明是指证明者能够在不向验证者提供信息本身内容的情况下，使验证者相信某个论断是真实可信的一种技术。目前匿名性非常突出的数字资产ZCash的匿名交易就是依靠“零知识证明”实现的。

举个例子，A要向B证明自己拥有某个房间的钥匙，假设该房间只能用钥匙打开锁，而其他任何方法都打不开。这时候，A可以选择把钥匙交给B，B用这把钥匙打开该房间的锁，从而证明A拥有该房间的正确亩罩段的钥匙。

或者A自己用钥匙打开房间，从房间里拿出来一个物体出迅誉示给B，B知道这个物体闷敬确实只有房间里有。方法二的原理就是零知识证明。

零知识证明可以在不泄漏信息本身内容的情况下，证明我知道这个秘，可以有效解决许多验证问题。

零知识证明的特性是什么？

零知识证明主要有三渗腊个属性

完整性-如果示证者知道陈述，那么他可以说服验证者。

正确性-如果示证者不知道该陈述，那么他旅磨只能以很小的机率欺骗验证者。

零知识-验证者即使行为不诚实，也不会从示证者知道该陈述这一事实中得知任何其他讯息。拆喊斗 FINTOCH主打的零知识证明与多重签名技术，所结合的慧壁（HyBriid）区块链安全技术，就包含了以上三种特性。还不明白自己百度下。

上述文章内容就是区块链零知识证明基础和区块链零知识证明应用的详细解答了，希望能够帮助到大家；如果你还想了解更多这方面的信息，记得收藏关注币百科。