魔術實際上是零知識證明，零知識證明與魔術沒有區別。
原文：Secrets， and how to prove them： A magician's guide to zero-knowledge proofs
作者：Michael Blau，a16z 合夥人
編譯：Luffy，Foresight News
封面：Photo by Marek Piwnicki on Unsplash
科幻小說家 C. Clarke 有句名言，任何先進的技術都與魔法無異。 類似科幻小說的領域之一就是零知識證明（ZKP），這是一種密碼學工具，可以解決 Web3 中的兩個關鍵挑戰：可擴展性和隱私性。 特別是，ZKP 可能是降低交易費用、設計新的隱私保護應用程式的關鍵，有望打開迎接十億加密用戶的大門。 在加密貨幣之外，ZKP 有一天也可能在説明安全傳輸敏感數據、打擊非法金融或打擊虛假資訊等領域發揮作用。
但什麼是 ZKP？ 對於工程師、研究人員和加密社區來說，有很多巧妙的解釋，但它們並不總是適合在加密貨幣或計算機科學方面經驗較少的受眾。 即使有大量的類比——從沃爾多到阿裡巴巴的洞穴——要找到一個準確、易於理解的 ZKP 解釋來充分體現其強大能力並不容易。
在這篇文章中，我結合了我在加密貨幣和魔術方面的背景來探索一個新的類比：將 ZKP 視為一個偉大的魔術。 查看演示視頻，並繼續閱讀關於 ZKP 定義屬性的概述，你會瞭解所有這一切如何使用魔法發揮作用。
背景知識：什麼是零知識證明？
我將首先分享 ZKP（特別是 zk-SNARK）的定義及其各種屬性，然後將這些屬性映射到魔法類比之中。
a16z 加密研究合夥人 Justin Thaler 這樣定義 SNARK：「zk-SNARK 讓某人（稱為證明者）向不信任方（稱為驗證者）證明他們知道一些數據，而無需透露有關數據本身的任何資訊。」或者，正如 MIT AIP ZK 課程所說，「零知識協議允許我向你證明我知道一個事實，而無需告訴你事實本身。」
這在公共區塊鏈的背景下是令人興奮的，因為 ZKP 可以同時保護隱私資訊，同時允許任何人驗證信息的真實性。 zk-SNARK 簡潔且省力：「簡潔」意味著證明的數據大小小於所需證明的數據。「省力」意味著驗證者驗證證明比分析原始數據更快（在乙太坊上，這意味著智慧合約處理的數據更少，因此使用者的 Gas 成本更低）。 Layer2 區塊鏈可以利用 zk-SNARK 的簡潔性和節省工作量的特性，讓去中心化應用程式以更低的成本處理更多數據。
綜上所述，zk-SNARKs 有兩個主要屬性：
- 隱私：您所證明的數據的任何內容都不會透露給驗證者。
- 簡潔省力：驗證證明比直接檢查原始數據本身效率更高。
即使是這個高級描述聽起來也有點像一個謎語：一個人如何能在不分享自己知識的情況下證明自己知道某件事？
讓我們再次回顧一下這個定義...... 但這一次，使用一些魔法。
零知識證明魔術
簡單來說，魔術就是零知識證明。 在魔術表演中，魔術師聲稱知道一個秘密，可以讓他們表演戲法。 但他們不想向觀眾透露這個秘密——那會毀掉這個戲法。
將其擴展到 ZKP：將魔術師視為「證明者」，將他們的觀眾視為「驗證者」。 魔術表演的成功（希望接下來會引起難以置信的喘息和熱烈的掌聲）類似於「有效」的證明：魔術奏效了，所以魔術師必須知道表演的秘密。 當然，如果幻覺不起作用，那麼證明就「無效」：觀眾會感到失望，魔術師可能實際上並不知道所謂的秘密。
因此，魔術展示了 ZKP 的一個屬性：隱私。 但是簡潔和省力的特性又如何體現呢？ 讓我們回到這個類比......
觀眾可以完全跳過表演，只要求魔術師分享魔術背後的秘密。 但魔法的秘密可能是非常複雜的。 即使只是解釋一個技巧的方法，及其所有的微妙之處，也可能需要很長時間，更不用說理解了。 有時，當被要求透露他們的秘密時，魔術師可能會故意向觀眾透露一個「錯誤」的解決方案，以引導他們走上錯誤的道路。 如果不自己掌握這個技巧，觀眾就無法明確地確定這個秘密方法是否真的有效——掌握它可能需要幾天、幾個月甚至幾年的時間。
因此，就像直接檢查秘密方法的正確性實際上是時間和工作密集型的一樣，ZKP 的情況也是如此。 對於觀眾來說，通過簡單地欣賞表演來驗證秘密方法是否有效要快得多。
洗牌
舉個簡單的例子，在上面的視頻中，我聲稱知道一種秘密方法，可以讓我立即洗一副牌。 我想向你證明我有這個能力，但不透露它是如何運作的。 在戲法結束時展示一副有組織的牌，這就有力地證明瞭我必須知道一種「洗牌」的秘密方法。 而且，當我展示整理好的牌組時，你可以立即驗證我的說法，這比你自己學習技巧要快得多。
我希望這個類比有助於揭開零知識證明的神秘面紗。 即使對於那些不是密碼學研究人員或工程師的人來說，隱藏秘密的魔術和魔術師也可以作為理解 ZKP 關鍵屬性的有用心理模型。
再次強調：魔術實際上是零知識證明，零知識證明與魔術沒有什麼區別。
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