- ZKP; Zero-Knowledge Proof
- prover가 자신이 알고 있는 지식을 공개하지 않으면서, 그 지식을 알고 있다는 사실을 verifier에게 증명하는 proof system
- 1980년대 MIT의 Shafi Goldwasser, Silvio Micali and Charles Rackoff가 처음 제시
조건
- 완전성(completeness)
- 어떤 조건이 참이라면 신뢰할 수 있는 검증자(honest verifier)는 신뢰할 수 있는 증명자(honest prover)에 의해 이 사실을 납득할 수 있어야 한다.
- 건전성(soundness)
- 어떤 조건이 거짓이면 신뢰할 수 없는 증명자(dishonest prover)는 거짓말을 통해 검증자에게 조건이 참임을 절대 납득시킬 수 없다.
- 영지식성(zero-knowledge)
- 어떤 조건이 참일 때, 검증자는 이 조건이 참이라는 사실 이외의 아무 정보를 알 수 없다.
활용
| 활용 예 | 설명 |
|---|---|
| Z-cash | 블록체인상의 거래내역 추적을 막는 익명성 부과 |
| Zk roll up | Layer2의 상태를 Layer1에서 검증할 수 있도록 증명 |
| Zokrates | Off-chain에서 생성한 증명을 검증 가능한 스마트 컨트랙트 생성 |
| zkvm | 컨트랙트 실행 환경 VM의 상태 증명 |
| Oracle | 오프체인의 개인 데이터를 온체인에서 검증 가능하도록 구현 |
| Interoperability | Chain간 블록 및 상태 전이에 관한 증명 및 검증 |
| Selective Disclosure | DID의 Claim을 Verifier에게 선택적으로 증명 |
분류
| 분류 | 기술 | |
|---|---|---|
| Interactive |
| |
| Non-Interactive | TTP 사용 |
|
| TTP 미사용 |
| |
Interactive ZKP
Non-interactive ZKP
- Prover와 Verifier가 온라인 상태가 아니더라도 영지식 증명 가능
TTP 사용
- zk-SNARKs : Non-interactive ZKP의 proof size를 줄인 실용 모델
- 지캐시에서 도입
TTP 미사용
- zk-STARKs
- BulletProofs
비교
| 구분 | zk-SNARKs | zk-STARKs | BulletProofs | |||
|---|---|---|---|---|---|---|
| 증명자 연산 복잡도 | O(N * log(N)) | 2.3s | O(N * poly-log(N)) | ~1.6s | O(N * log(N)) | ~30s |
| 검증자 연산 복잡도 | ~O(1) | 10ms | O(poly-log(N)) | ~16ms | O(N) | ~1100ms |
| 증명 크기 | ~O(1) | ~200Byte | O(poly-log(N)) | 45~200KB | O(log(N)) | ~1.3KB |
| TTP | 필요 | 필요 없음 | 필요 없음 | |||
| 양자 내성 | 없음 | 있음 | 없음 | |||