為什么ZKApps是下一個趨勢？ZKApps概況與展望！我們已經(jīng)研究了 ZK 行業(yè)的整體采用情況、ZKApps 可以為我們帶來的好處、ZK 行業(yè)的主要趨勢從基礎設施轉向 ZKApps 的證據(jù)，以及將支持 ZKApps 崛起的技術進步。加密證明系統(tǒng)和去中心化證明基礎設施的發(fā)展為 ZKApps 的更快速、更經(jīng)濟的使用鋪平了道路，使零知識技術更接近日常生活。那么ZKApps未來趨勢如何？ZKApps將給我們帶來什么？今天腳本之家詳細介紹ZKApps，需要的朋友一起看看吧！

概括

• 當前的 ZK 格局可以根據(jù)兩個主要標準進行大致分類。第一個標準是它是作為應用程序還是基礎設施運行，第二個標準是它是優(yōu)先考慮隱私還是注重更好的實用性和可擴展性。

• 其中，零知識證明應用（ZKApps）是利用零知識證明來增強隱私和實用性的應用。ZKApps 可以使我們的生活受益，特別是在憑證、支付甚至生物醫(yī)學工程等領域。

• 投資趨勢和鏈上數(shù)據(jù)表明，人們越來越認識到零知識證明（ZKP）使用需求的蓬勃發(fā)展，這表明零售端已經(jīng)開始接受相關應用。

• 隨著密碼證明體系和去中心化證明基礎設施的技術進步，ZKApps 變得越來越實用可行。這些發(fā)展降低了 ZKP 生成和驗證流程的門檻，讓更多人能夠使用 ZKApps。

1. 簡介

為什么我們現(xiàn)在應該關注 ZKApps？

區(qū)塊鏈和 Web3 行業(yè)對零知識（ZK）技術的炒作已經(jīng)持續(xù)了好幾年，并持續(xù)到了 2024 年下半年。正如 Vitalik Buterin所說，“雖然需要進一步開發(fā)基礎設施和優(yōu)化證明器，但ZK 將在 10 年內成為明顯的最終目標”，ZK 無疑被業(yè)內人士視為解決區(qū)塊鏈三難困境的有前途的技術，這涉及平衡安全性、可擴展性和去中心化，而不犧牲其中任何一個。 

在這一波炒作浪潮中，許多投資者，無論其技術專長如何，可能都聽說過 SNARK、STARK 和 KZG 等術語，這些術語在技術上很復雜，并且正在以太坊社區(qū)內進行研究和開發(fā)。然而，從消費者的角度來看，一個基本問題不可避免地會出現(xiàn)：“我知道 ZK 是一項令人印象深刻的技術，但我們什么時候才能真正使用一款利用它的酷炫產品？這項技術是否足夠成熟，可以取代現(xiàn)有的非 Web3 解決方案？”  

幾年前，這個問題的答案還是“還沒有，我們也不知道”。正如 Vitalik 所說，在客戶端實際運行基于 ZK 的應用程序（ZKApps）所需的基礎設施和密碼證明技術仍然缺乏，使其開發(fā)面臨挑戰(zhàn)。然而，截至 2024 年，雖然還有很大的改進空間，但技術已經(jīng)取得了重大進展，讓 ZKApps 商業(yè)化的潛力得以扎根。因此，我們現(xiàn)在需要將注意力轉移到確定真正需要 ZK 技術的領域，并思考如何利用它來切實改善我們的生活質量。從投資者的角度來看，研究未來將被廣泛采用的 ZKApps 類別也可以提供有希望的新機會。

在Presto Research和Ocular VC聯(lián)合開展的 ZK 研究中，我們利用兩個研究小組的市場趨勢分析和前沿技術見解，概述并展望了 ZKApp 行業(yè)。在第 2 部分中，我們首先介紹當前的 ZK 采用狀況，并重點介紹哪些 ZK 基礎設施和 ZKApp 正在引起關注。其中，第 3 部分重點介紹了 ZKApps 的發(fā)展歷史，討論了它們的必要性和實際好處。在接下來的第 4 部分中，我們將研究截至 2024 年 ZK 行業(yè)的投資趨勢和鏈上數(shù)據(jù)分析，解釋為什么 ZKApps 有望成為下一個主要趨勢。最后，在第 5 部分中，我們將討論迄今為止在基礎設施方面正在進行的研發(fā)工作和技術成就，以使 ZKApps 變得實用并成為主流趨勢。

2. 當前 ZK 的采用情況

當前的 ZK 采用狀況可以根據(jù)許多不同的標準進行分類，但在這里我們大致根據(jù)以下標準進行分類：服務是否作為基礎設施或應用程序運行，以及它是否通過利用零知識屬性優(yōu)先考慮隱私，或者通過利用簡潔性屬性優(yōu)先考慮實用性。

當前 ZK 的采用情況

2.1. ZK 基礎設施

第一類：以隱私為中心的基礎設施

此類別中的服務主要旨在解決 ZK 系統(tǒng)中的隱私問題，因為許多 ZKP 提供商可能仍然具有檢查交易的能力，從而帶來敏感數(shù)據(jù) 泄露的風險。換句話說，隱私 泄露通常發(fā)生在客戶將其交易提交給 ZKP 提供商以創(chuàng)建 ZK 證明的過程中。因此，這些以隱私為中心的基礎設施可以通過證明層（更多解釋見第 5.2 節(jié)）和虛擬機 (VM) 組件來提供，以增強訪問控制并確保端到端數(shù)據(jù)隱私。代表性示例包括Ingonyama 、Succinct和Espresso 。 

第二類：以公用事業(yè)為中心的基礎設施

ZK 技術不僅可用于保護隱私，還可增強 ZKApps 的實用性。利用 ZK 實用性的最佳示例之一是 ZK L2（即 ZK-rollups）?，F(xiàn)在眾所周知的事實是，在正在進行的 ZK L2 中，真正保證端到端交易隱私的實例非常少。盡管如此，Taiko 、zkSync 、Intmax和Zeko等 ZK L2 鏈仍利用 ZK 技術的簡潔性特性，通過將數(shù)千個交易的有效性合并為單個 ZK 證明并將其提交給 L1，大大增強了區(qū)塊鏈的可擴展性。另一個以實用性為中心的用例是證明者層。證明者層是提供計算能力的實體，幫助使用弱設備的個人參與 ZKP 生成和驗證過程。RiscZero 、Cysic、Irreducible和Aligned Layer等服務目前正在該領域運營。

2.2. ZK 應用程序

第 3 類：注重隱私的應用程序

當我們想到“ZK 應用程序”時，首先想到的用例通常是注重隱私的應用程序。此類別中的服務主要是利用 ZK 技術的零知識屬性并將隱私置于其他屬性之上的應用程序。此屬性廣泛應用于處理敏感個人信息的領域，例如 KYC、驗證和憑證，以保護客戶的隱私。正在進行的著名項目包括zkPass 、Lumina 、0xKYC和zkMe 。這種格局也擴展到安全錢包和電子郵件等領域，例如ZKSafe和zkEmail 。

類型 4：以實用性為中心的應用程序

以實用性為中心的應用程序主要在 ZK L2 上運行。目前，DeFi 相關應用程序（例如 DEX 和借貸平臺）占據(jù)了這一領域的主導地位。盡管 ZK L2 不能保證隱私，但這些應用程序利用 ZK L2 的實用性來提供快速且低成本的交易處理，這在 DeFi 領域至關重要。目前正在運行的值得注意的應用程序包括zkFinance 、ZKX 、zkEra Finance 、zkLend和eZKalibur 。

3. ZKApps：起源與演變

3.1. 通往現(xiàn)代 ZK 景觀的道路

零知識證明 (ZKP) 已成為區(qū)塊鏈行業(yè)的一項變革性技術，在隱私和可擴展性方面提供了革命性的進步。ZKP 起源于密碼學研究，已從理論概念演變?yōu)閷嵱玫?ZK 應用 (ZKApps)，極大地改變了去中心化金融 (DeFi)、網(wǎng)絡安全等領域的格局。

ZKP 的起源

ZKP 的概念最早由 Shafi Goldwasser、Silvio Micali 和 Charles Rackoff 于 1985 年提出。最初，它是密碼學的一項理論突破，展示了在不泄露知識本身的情況下證明擁有某些知識的能力。ZKP 在涉及密碼的身份驗證系統(tǒng)中特別有用，因為它們允許在不暴露密碼的情況下進行驗證。值得注意的是，像 Cloudflare 這樣的網(wǎng)絡基礎設施公司已經(jīng)采用了 ZKP 機制，使用供應商硬件進行安全的網(wǎng)絡驗證。  

向區(qū)塊鏈技術過渡

ZKP 融入?yún)^(qū)塊鏈技術標志著區(qū)塊鏈技術發(fā)展的關鍵時刻。Zcash 是最早采用者之一，它將 ZK 概念引入其支付系統(tǒng)，以確保端到端交易隱私。ZKP 允許驗證交易（即發(fā)送者擁有足夠數(shù)量的貨幣，并且沒有被雙重支付），而無需透露發(fā)送者、接收者或交易金額。此用例凸顯了將 ZKP 直接集成到區(qū)塊鏈平臺中的潛力，提出了一個有趣的應用。

隨著 zkSync 和 Starknet 等以太坊 L2 解決方案的首次部署，ZKP 集成的擴展勢頭強勁。這些平臺利用 ZKP 作為擴展解決方案來解決區(qū)塊鏈系統(tǒng)中常見的瓶頸——TPS 率低的問題。在這些情況下成功實施 ZKP 激發(fā)了人們對開發(fā)更多實用應用程序的興趣，這些應用程序利用現(xiàn)有基礎設施來增強隱私和效率。

隨著近年來基礎設施的鞏固和成熟，人們開始關注 ZKApps。我們將在下一節(jié)討論 ZKApps 的細節(jié)和優(yōu)勢。

3.2. ZKApps 的定義和優(yōu)勢

正如第 2 節(jié)簡要介紹的那樣，我們將 ZKApps 定義為利用 ZKP 和 ZK 基礎設施生成交易的應用程序，其主要目的是 1）保護用戶隱私和/或 2）提高效率。 

專注于隱私方面，那些不愿意將交易數(shù)據(jù)（即 KYC 程序、基因測試和機密個人數(shù)據(jù)）存儲在公鏈上的應用程序提供了引人注目的用例。利用 ZKP，這些數(shù)據(jù)可以安全地存儲在本地數(shù)據(jù)庫中而不會向公眾透露，但可以在全球范圍內進行驗證（例如，證明 Alice 的血 型是 B，證明 Bob 超過 20 歲）。這種方法對于隱私敏感的應用程序尤其有利，因為這些應用程序也需要問責制和透明度。致力于此主題的項目包括zkPass 、nuAuth和BioSnark 。

不丹是一個位于印度和中國之間的亞洲小國，它就是一個例子。近年來，該國一直在全國范圍內利用零知識證明來構建其數(shù)字身份基礎設施。這種方法使政府更容易管理數(shù)據(jù)，同時確保數(shù)據(jù)可以跨境驗證，而不會與其他國家的數(shù)據(jù)隱私法規(guī)相沖突。 

有趣的是，ZKP 的這種用途可以進一步應用于信貸貸款系統(tǒng)和身份核查機制，促進共享數(shù)字服務的國際合作和信任。例如，USDT 貸款可以利用 ZKP 來保護和驗證鏈下信貸。這種方法可以進一步促進使用穩(wěn)定幣在鏈上發(fā)放無抵押 貸款。ZKP 的此類應用可以徹底改變信貸評估和貸款發(fā)放方式，增強安全性和信任度，同時擴大金融服務的可及性。

還有一些尚未得到充分探索的領域，例如GambleFi，這種方法可能特別有益。ZKP 通過加密驗證結果和操作而不暴露底層數(shù)據(jù)，實現(xiàn)了公平和防作弊。一個例子是創(chuàng)建投注池，其中用戶的貢獻和獎金保持匿名，但總池大小和分配是可驗證的。這些好處有望通過培養(yǎng)信任并提供更私密和可擴展的體驗來吸引更多用戶使用 GambleFi。 

當然，ZKP 的用途不僅限于這些例子。除了上述用例之外，ZKP 還可以引入社交媒體，以保護內容創(chuàng)建者的匿名性，而不想分享其速通策略的頂級游戲玩家也可能歡迎采用這項技術。因此，正在進行的研究探索了與現(xiàn)有方法相比，ZKP 如何在我們日常生活的各個領域提供更先進的服務，未來將繼續(xù)發(fā)現(xiàn)更多用例。

4. 分析：為什么 ZKApps 是下一個趨勢

在本節(jié)中，我們將通過數(shù)據(jù)驅動分析 ZK 行業(yè)的主要趨勢為何從基礎設施轉向應用程序。在第 4.1 節(jié)中，我們將根據(jù) 2024 年的投資趨勢，探討 ZKApps 為何是下一個有前途的趨勢。在第 4.2 節(jié)中，我們將使用鏈上數(shù)據(jù)作為證據(jù)，研究客戶對實際 ZKApps 的需求如何增長。

4.1. 投資趨勢

回顧 ZK 行業(yè)的投資歷史，可以發(fā)現(xiàn)大多數(shù)實質性投資都投向了 ZK 基礎設施（即 ZK L1/L2、硬件加速），包括 zkSync、Starknet、Aleo 和 Cysics 等項目。該市場的累計投資已超過 10 億美元，許多項目準備在未來幾個季度推出產品。這一趨勢將持續(xù)到 2024 年，前 5 大 ZK 相關融資交易的強勁表現(xiàn)（圖 2）就是明證，其中 4 筆獲得了超過 1500 萬美元的投資。值得注意的是，前 5 筆交易中有 4 筆與證明層有關，而 1 筆與 L2 解決方案有關。

為什么證明層受到如此多的關注？如第 3 節(jié)所述，證明層是一個關鍵組件，它通過使設備較弱的個人能夠參與 ZKP 生成和驗證過程來支持對 ZKP 日益增長的需求。對證明層的需求增加表明對 ZKP 的需求顯著增加，這表明更多人希望使用 ZK L1/L2 來生成交易。 

2024 年 ZK 投資趨勢

對于 ZK L1/L2 鏈上交易需求的增加，有兩種可能的解釋。第一種是 ZKApps 的需求增長，導致更多交易被提交到基礎 ZK 鏈。第二種是，由于過去兩年 ZK L1/L2s 的主網(wǎng)啟動，ZK 鏈上的轉賬量顯著增加，導致交易數(shù)量上升。無論哪種解釋是正確的，ZKApps 的前景仍然是積極的。在前一種情況下，它表明更多人想要使用 ZKApps。在后一種情況下，它表明隨著越來越多的人使用基礎 ZK 鏈，生態(tài)系統(tǒng)和基礎設施日趨成熟，有利于開發(fā) ZKApps 的環(huán)境正在建立。

4.2. 鏈上數(shù)據(jù)分析

現(xiàn)在，我們通過鏈上數(shù)據(jù)分析來直接確認 ZKApps 需求的增長。可以觀察到，過去 1.5 年中，ZKP 驗證過程中使用的累計費用已超過 1.98 億美元，這表明與前幾年相比，對 ZKP 的需求顯著增加。更重要的是，大部分增長來自對 ZKApps 不斷增長的需求。在將 ZKP 驗證費用的使用情況細分為基礎設施和 ZKApps 后，我們發(fā)現(xiàn) ZKApps 的份額從過去的 40% 上升到 2024 年的 70-80%。這些數(shù)據(jù)證明，最近對 ZKP 的需求激增主要來自 ZKApps。

ZKP 驗證費用動態(tài)

5. 技術進步使 ZKApps 變得實用

到目前為止，我們已經(jīng)探索了什么是 ZKApps，確定了需要關注的關鍵用例，并討論了為什么 ZK 行業(yè)的主要趨勢似乎正在從基礎設施轉向應用程序。當然，這些 ZKApps 的可行性取決于使它們實用可行的技術進步。之前，我們指出 ZK 基礎設施已經(jīng)足夠成熟，適當利用這項技術的 ZKApps 將在未來幾年成為區(qū)塊鏈/Web3 行業(yè)的主流。那么，哪些具體的進步使這成為可能，未來還有哪些進步？ 

5.1. 零知識證明系統(tǒng)

首先要討論的是 ZK 證明系統(tǒng)的進展。由于涉及的復雜性，對于那些沒有技術背景的人來說，通常不清楚哪個過程采用了哪些類型的加密技術，以及它們的改進如何增強了 ZK 證明系統(tǒng)。因此，在本節(jié)中，我們將重點介紹 ZK 證明系統(tǒng)的顯著進步以及易于理解的比喻。簡而言之，這些進步帶來了兩大好處：“支持功能的增加”和“計算過程的優(yōu)化”。

支持更多功能：領域特定語言（DSL）

ZK 證明系統(tǒng)中的領域特定語言 (DSL) 是專門為處理 ZK 生態(tài)系統(tǒng)中的特定任務而設計的編程語言。這些語言通過提供針對 ZK 操作優(yōu)化的定制語法和功能，豐富了 ZKP 的創(chuàng)建。目前正在研究和開發(fā) Leo、Zinc、Cairo、Noir 和 ZoKrates 等 DSL，以支持更多功能，例如可變變量、if 語句和數(shù)組。 

這類似于 Bob 需要向 Alice 證明他按照合法的食譜做了蛋糕，但又不透露食譜的情況。Bob 需要做的第一件事就是按照食譜做。食譜應該包括制作蛋糕所需的所有高級步驟和配料（例如，用配料制作面糊，然后烘烤）。如果 Bob 可以在食譜中使用更多流行的配料和烹飪技巧，那就太好了！

DSL 支持 ZKP 的更多功能

優(yōu)化計算過程：算術化、證明系統(tǒng)（IOP+FCS） 

使用DSL編寫程序后，需要經(jīng)過算力化、證明系統(tǒng)（包括交互式預言機證明（IOP）、功能承諾方案（FCS））等過程才能轉化為ZKP。這些過程中的共同挑戰(zhàn)是盡量減少計算開銷，以便讓更多人能夠接觸到ZKP的生成和驗證過程。

在眾多減少計算開銷的努力中，最直觀、最容易理解的莫過于減少證明系統(tǒng)中的字段大小。這里的字段大小是指零知識證明生成過程中使用的數(shù)學字段的大小，簡單來說，就是可以用來創(chuàng)建密碼的可能值的總數(shù)，字段越大，密碼越難猜出，但生成密碼的時間也越長。Groth16、Plonk、Halo2等著名的密碼證明系統(tǒng)，即使不熟悉零知識證明的人也可能聽說過，它們的字段大小為 256 位。然而，隨著技術的進步，最近的證明系統(tǒng)如 Goldilocks 和 Plonky3 在不犧牲安全性的情況下使用了 31 到 64 位的字段大小。最先進的證明系統(tǒng) Binius 僅使用 1 位（0 和 1）作為字段大小，顯著提高了計算速度。

5.2. 去中心化證明基礎設施

要討論的第二項技術進步是去中心化證明基礎設施的發(fā)展。雖然 ZK 證明系統(tǒng)的進步通過減少所需的計算量優(yōu)化和簡化了證明生成和驗證過程，但去中心化證明基礎設施允許個人將強大的計算能力外包以生成 ZKP 。 

目前，在 ZK 行業(yè)中實現(xiàn)去中心化證明基礎設施主要有兩種方法。第一種方法是基于 ZK 的鏈構建自己的內部證明層，第二種方法是運營一個外包證明層，該證明層可以處理來自各種鏈和應用程序的 ZKP 生成請求。

內部驗證層

對于內部證明層方法，ZKP 生成實體（即證明者）從屬于特定的鏈。內部證明層的最大瓶頸是引導過程：由于鏈開發(fā)人員配備 ZK 證明設備以向所有網(wǎng)絡用戶提供無縫的證明層在經(jīng)濟上不可行（這種方法也會對網(wǎng)絡的安全性和活性產生負面影響），因此他們通常部署協(xié)議，通過提供原生代幣形式的獎勵來吸引具有計算能力的個人或團體參與證明層。 

運營內部證明者層的項目的一個代表性示例是 Aleo，這是一個 ZK Layer 1 區(qū)塊鏈。與比特幣中的 PoW 類似，Aleo 要求證明者為每個區(qū)塊生成滿足特定閾值（即“證明目標”）的 ZKP。如果累積證明的總和超過“Coinbase 目標”，則根據(jù)證明者的貢獻按比例在證明者之間分享 coinbase 獎勵（Aleo 代幣）。這種挖礦證明協(xié)議可以激勵開發(fā)更快的 ZKP 軟件和硬件，并通過廣泛分配證明者獎勵來分散證明者生態(tài)系統(tǒng)。

外包驗證層

另一方面，外包證明者層位于區(qū)塊鏈之外；并根據(jù)各種基于 ZK 的鏈和 ZKApps 的請求提供計算能力。你可以想到像 Celestia 這樣的模塊化區(qū)塊鏈，但具有 ZKP 生成功能。這些外包證明者層通常以“證明者市場”的形式運作：客戶提交需要 ZKP 生成的交易，而證明者競標提供他們的證明服務，包括他們生成 ZKP 的能力和成本。 

目前運營外包證明者層的代表性項目包括 =nil 和 Gevulot。=nil 為每個電路維護一個訂單簿，其中包含來自用戶的買入訂單和來自證明者的賣出訂單。生成證明的價格發(fā)現(xiàn)通過此訂單簿機制進行管理。Gevulot 以 PoS 方式運行：它要求證明者存入股份并完成工作量證明任務才能加入。除了競價系統(tǒng)外，還使用可驗證隨機函數(shù) (VRF) 隨機分配證明生成工作以確保公平性。 

然而，外包證明層方法也存在一個主要問題，即難以保護端到端隱私，因為證明請求中包含的交易數(shù)據(jù)是在未密封的情況下提交給證明者的。為了解決這個問題，Marlin 和 zkPass 等項目利用 enclaves（一種保護數(shù)據(jù)完整性的安全、隔離的執(zhí)行環(huán)境）來確保在 ZKP 生成過程中不會發(fā)生隱私 泄露。

去中心化證明基礎設施概覽

結論

到目前為止，我們已經(jīng)研究了 ZK 行業(yè)的整體采用情況、ZKApps 可以為我們帶來的好處、ZK 行業(yè)的主要趨勢從基礎設施轉向 ZKApps 的證據(jù)，以及將支持 ZKApps 崛起的技術進步。加密證明系統(tǒng)和去中心化證明基礎設施的發(fā)展為 ZKApps 的更快速、更經(jīng)濟的使用鋪平了道路，使零知識技術更接近日常生活。
區(qū)塊鏈/Web3 行業(yè)經(jīng)常面臨批評，因為開發(fā)過度炒作的技術更多是為了吸引投資者，而很少考慮實際的市場需求。為了克服這種批評，開發(fā)人員必須以真正改善我們生活的方式推進技術；然而，對于我們這些用戶來說，同樣重要的是不斷評估這項技術可以有效應用于哪些領域。我們希望本文能讓讀者對 ZKP 和 ZKApps 有廣泛的了解，并激發(fā)更多 DYOR 對這個行業(yè)的興趣。

以上就是腳本之家小編給大家分享的為什么ZKApps(ZKP)是下一個趨勢？ZKApps概況與展望的詳細介紹了，希望大家喜歡！