Što je dokaz nultog znanja o kibernetičkoj sigurnosti i kako funkcionira?

Dokaz nultog znanja (ZKP) u posljednje vrijeme dobiva veliku popularnost za razne svrhe. Omogućuje provjeru informacija bez otkrivanja temeljnih podataka, čime se nudi viši stupanj sigurnosti i privatnosti osjetljivih informacija.

Ali što je točno dokaz s nultim znanjem, kako funkcionira i koji su slučajevi upotrebe sustava dokaza s nultim znanjem? Hajde da vidimo.

Što je dokaz bez znanja?

Goldwasser, Micali i Rackoff predložili su dokaze bez znanja u svom radu "Složenost znanja interaktivnih sustava dokaza."

U sustavu dokaza s nultim znanjem, jedna strana (dokazivač) mora dokazati drugoj strani (verifikator) da konkretna izjava je istinita bez otkrivanja bilo kakvih dodatnih informacija osim da rečenica jest pravi. To se postiže predstavljanjem minimalne količine informacija verifikatoru kako bi mogli potvrditi da je izjava doista istinita.

Na primjer, Paul želi da Anita dokaže svoje znanje o tajnom čarobnom kodu vrata koji povezuje dva puta (A i B) unutar špilje. Anita prolazi kroz vrata više puta, počevši od staze A i izlazeći kroz stazu B, dok Paul ostaje vani.

Ponavljajući ovaj podvig više puta, Anita dokazuje da zna šifru za otvaranje čarobnih vrata unutar špilje bez otkrivanja šifre Paulu.

Kako funkcionira dokaz bez znanja?

Dokazi bez znanja funkcioniraju tako da dokazivač i verifikator obavljaju niz interakcija. Ove interakcije obično uključuju više krugova komunikacije. Tijekom svake interakcije, dokazivač konstruira dokaz koji podupire istinitost dokazivačeve izjave.

Verifikator često stvara višestruke izazove vezane uz iskaz koji se dokazuje. A dokazivač svaki put odgovara pažljivo osmišljenim dokazom kako bi uvjerio verifikatora u istinitost izjave bez otkrivanja bilo kakvih informacija povezanih s izjavom.

Izazovi i interakcije ponavljaju se više puta kako bi se eliminirale šanse da dokazivač pogađa o izjavi.

Dokaz s nultim znanjem omogućuje vam dijeljenje dokaza o znanju s drugom stranom bez otkrivanja dodatnih pojedinosti o znanju. Da bi se to dogodilo, protokol nultog znanja ovisi o algoritmima koji uzimaju neke podatke kao ulaz i vraćaju izlaz kao true ili false za dati ulaz.

Ovdje su tri kriterija koja mora zadovoljiti sustav dokaza bez znanja.

1. Potpunost

Ako je izjava istinita, pošteni dokazivač može uvjeriti poštenog verifikatora u istinitost izjave.

2. Zvučnost

Ako je izjava lažna (što znači da dokazivač ne zna točnu izjavu), tada nijedan nepošteni dokazivač ne može uvjeriti poštenog verifikatora u istinitost izjave.

3. Nulto znanje

Dokazi bez znanja (ZKPs) osiguravaju da verifikator ne dobije nikakva saznanja o izjavi koja se dokazuje osim o tome je li istinita ili lažna. Nadalje, verifikator ne može izvući nikakve informacije o izjavi iz dokaza koji je pružio dokazivač, a koji je konstruiran da dokaže istinitost izjave.

Vrste dokaza bez znanja

Slijede dvije glavne vrste dokaza bez znanja o kojima treba znati.

Interaktivni dokazi bez znanja

U interaktivnom sustavu dokaza s nultim znanjem, dokazivač konstruira dokaz o izjavi i šalje ga verifikatoru. Zatim, verifikator postavlja pitanja i stvara izazove. Prover odgovara na izazove verifikatora i nastavlja interakciju. Ovaj komunikacijski proces naprijed-natrag omogućuje verifikatoru da se uvjeri u istinitost izjave.

Neinteraktivni dokazi bez znanja

U neinteraktivnom sustavu dokaza s nultim znanjem, ispitivač stvara jedan dokaz koji može neovisno provjeriti bez ikakve daljnje interakcije.

Od dva, interaktivni dokazi bez znanja računalno su intenzivniji jer interaktivna ZKP tehnologija radi dodatna izračunavanja zbog povratnih interakcija.

Dokazne aplikacije i slučajevi upotrebe bez znanja

Evo nekoliko slučajeva upotrebe protokola bez znanja.

Ovjera

Dokazi bez znanja (ZKPs) može se koristiti za autentifikaciju korisnika bez razmjene tajnih informacija, poput korisničkih imena ili lozinki. To može poboljšati korisničko iskustvo i osloboditi tvrtke od držanja golemih količina korisničkih podataka na svojim poslužiteljima.

Privatne transakcije

Blockchain transakcije nisu privatne. Umjesto toga, oni su povezani s pseudonimnim adresama kripto novčanika. A vlade mogu pratiti te transakcije, omogućujući im da uhvate kriminalce s mračne mreže.

Legitimno je uhvatiti kriminalce praćenjem tih transakcija. Ali što je s represivnim režimom koji prati redovite korisnike kripto putem informacija pohranjenih u javnoj knjizi?

Implementacijom dokaza bez znanja, tvrtke mogu omogućiti zaštićene transakcije u kojima su adrese pošiljatelja i primatelja te iznosi transakcija skriveni od javnog blockchaina.

Na primjer, ZCash i Monero nude privatne transakcije koristeći dokaze bez znanja.

Osigurani lanci opskrbe

Korištenje dokaza bez znanja može poboljšati sigurnost u opskrbnom lancu. Može provjeriti integritet podataka, potvrditi vjerodajnice dobavljača, dokazati autentičnost proizvoda ili usluga i omogućiti sigurno praćenje bez potrebe za otkrivanjem osjetljivih informacija.

Štoviše, dokazi bez znanja omogućuju tvrtkama da dokažu regulatorima i vlastima da su u skladu s važećim zakonima i industrijskim standardima.

Potvrda privatnog identiteta

Dokazi bez znanja pomažu u zaštiti privatnosti korisnika. Vlasti mogu provjeriti identitet bilo koje osobe bez potrebe za otkrivanjem osjetljivih informacija.

Na primjer, a aplikacija za decentralizirano financiranje (DeFi). možda će morati potvrditi da korisnik pripada određenoj zemlji. Tradicionalni postupak zahtijevat će od korisnika da podnese svoje podatke o putovnici ili broj vozačke dozvole. Ali uz pomoć protokola identiteta temeljenog na ZKP-u treće strane, korisnik može dokazati da je s popisa dopuštenih zemalja čak i bez da kaže naziv svoje zemlje.

Dokaz o članstvu

Dokaz bez znanja može omogućiti korisnicima da dokažu da su dio velikog javnog skupa bez da kažu kojem dijelu javnog skupa pripadaju.

Na primjer, nizozemska ING banka pokrenula je svoje članstvo bez znanja (ZKSM), omogućujući korisnicima da dokažu da su članovi Europske unije bez da kažu u kojim zemljama žive.

Nedostaci korištenja dokaza bez znanja

Dokaz bez znanja nudi značajne prednosti. Ali oni također imaju neke nedostatke.

Najveći izazov su troškovi hardvera. Generiranje dokaza bez znanja zahtijeva složene izračune, koji se često izvode na specijaliziranim strojevima čija je kupnja skupa.

Štoviše, provjera dokaza također zahtijeva složene proračune. Stoga nije izvedivo implementirati dokaz nultog znanja osim ako tvrtke nemaju velike proračune za isto.

Također, nedostatak resursa za obuku i razvojnih alata za ZKP aplikacije koči šire usvajanje dokaza bez znanja.

Dokazi bez znanja za poboljšanje privatnosti

Hakeri i akteri prijetnji neprestano pokušavaju doći do vaših osjetljivih podataka. Stoga poduzmite potrebne korake da zaštitite svoje podatke. Tražite aplikacije temeljene na dokazima bez znanja i koristite ih za zaštitu svoje privatnosti i sigurnosti.

Također, trebali biste koristiti enkripciju bez znanja da biste zaštitili svoje osjetljive podatke.