零知識證明如何與Filecoin網絡結合

最近，Protocol Labs研究團隊發布了zk-SNARKs for the World site網站。這個網站介紹了目前在Filecoin網絡上整合零知識證明密碼學所完成的工作。這些努力已持續三年，已讓Filecoin成為目前最大的zk-SNARK部署網絡，並且每天生成了600萬到700萬個零知識證明。

zk-SNARKs對Filecoin網絡的價值

為了讓Filecoin網絡上的存儲提供者繼續為用戶提供服務（並在過程中賺取回報），他們必須定期證明自己在鏈上持續存儲其所承諾存儲的數據。將他們放在零知識證明的關系中理解的話，這些存儲提供者就成為了證明者（provers）。

這個公式的另一邊就是全節點，他們負責為整個Filecoin網絡維護共識。這些節點希望確保數據被存儲、維護和保管好，而沒有疏忽或損壞。這些參與方—— 驗證者（verifiers）必須能確保存儲提供者對數據被妥善存儲所給出的證明是真實的。這要求在數據易手時，存儲提供者和節點之間有一種形式的通訊。

對每一個區塊來說，這個過程是（將是）對資源要求很高的。今天，個體的存儲提供者為驗證存儲所需要證明的數據是海量的，而且隨着時間推移只會增加。Filecoin網絡的區塊時間是30秒，為了維持這個區塊時間並允許可擴展的方法，網絡需要一個能提供快速、高效和健壯的驗證過程的解決方案。

了解zk-SNARKs

對Filecoin網絡來說，zk-SNARKs提升了網絡可擴展性和效率，這是通過極大地降低各方驗證存儲的時間來實現的。這對維持Filecoin的30秒區塊時間很重要。

對存儲提供者來說，zk-SNARKs降低了他們證明存儲所需要傳輸的數據量，從而降低了在網絡上提供其服務的成本。

zk-SNARKs實踐

為了在Filecoin上驗證存儲，會涉及到兩個證明：_復制證明——Proof of Replication (PoRep)和時空證明——Proof of Spacetime (PoSt)。在復制證明中，存儲提供者需證明他們正存儲一份數據或信息的獨特副本。復制證明只會發生一次，這是在用戶和存儲提供者達成最初存儲交易提議且數據首次被存儲提供者存儲時發生的。每一個被鏈上記錄的復制證明包括了10個獨立的的SNARKs證明，它們一起證明了該過程是通過概率挑战（probabilistic challenges）而正確完成的。

另一方面，時空證明用於證明存儲提供者隨着時間推移依然持續存儲原始的數據，而沒有被操縱或損壞。當一個存儲提供者剛开始同意為用戶存儲數據時，他們必須以FIL的方式投入質押品。如果存儲提供者在這個協議中間的任何時點無法提供時空證明，他們會被懲罰並可能損失部分或所有的FIL抵押品。

在 證明者（prover）和驗證者（verifier）的鏈上互動中，它們同意數據已被正確地存儲和維護，那么這就是一個證明（proof）。如前所述如果缺乏讓這些證明足夠小和高效的解決方案，它們就會佔據大量的網絡帶寬並為存儲提供者和礦工帶來很高的運作成本。不過如果通過使用zk-SNARKs來生成證明，那么所生成的證明就會很小，驗證過程也會非常快（因此就很便宜了）。例如，通常要佔據幾百kb來驗證的證明可以使用zk-SNARKs來壓縮到192字節。前面已經提到過，每一個復制證明包括了10個SNARKs，這就意味着它只會佔據1920字節（10*192字節）。

zk在Filecoin的過去和未來

從10月份的發布开始，Filecoin網絡對zk-SNARKs的使用就已經上线了。故事是這樣的：零知識證明長期是Filecoin網絡的一部分，也會繼續被證明是網絡未來演變的關鍵一環。隨着越來越多的數據在Filecoin上被存儲、維護和訪問，生態系統需要繼續提供高效、劃算和安全的驗證解決方案。零知識證明是Filecoin網絡的遊戲規則改變者，將復雜的驗證流程的大小降低到原始體積的一小部分，而沒有影響安全性、可信性或信心。

Protocol Labs研究團隊已長期投入了Filecoin網絡上的零知識證明工作。他們的努力已為網絡提供了關鍵的效率解決方案。隨着新的驗證系統的出現，團隊會繼續為未來的Filecoin網絡實施最有效率的解決方案。

請訪問zk-SNARKs for the World site網站並深入了解Filecoin上的零知識證明。

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