Vad är ett nollkunskapsbevis inom cybersäkerhet och hur fungerar det?

Zero-knowledge proof (ZKP) har blivit mycket populär på sistone för olika ändamål. Det tillåter verifiering av information utan att avslöja underliggande data, vilket ger en högre grad av säkerhet och integritet till känslig information.

Men vad är ett nollkunskapsbevis exakt, hur fungerar det och vilka är användningsfallen för ett nollkunskapsbevisssystem? Låt oss ta reda på.

Vad är ett nollkunskapsbevis?

Goldwasser, Micali och Rackoff föreslog nollkunskapsbevis i sin tidning "Kunskapskomplexiteten hos interaktiva bevissystem."

I ett nollkunskapsbevissystem måste en part (bevisare) bevisa för en annan part (verifierare) att en specifikt påstående är sant utan att avslöja någon ytterligare information förutom att meningen är det Sann. Detta uppnås genom att presentera en minimal mängd information för verifieraren så att de kan bekräfta att påståendet verkligen är sant.

Till exempel vill Paul att Anita ska bevisa sin kunskap om en hemlig magisk dörrs kod som förbinder två vägar (A och B) inne i en grotta. Anita går in genom dörren flera gånger, börjar från väg A och kommer ut genom väg B, medan Paul är kvar utanför.

Genom att upprepa den här bedriften flera gånger bevisar Anita att hon kan koden för att öppna den magiska dörren inne i grottan utan att avslöja koden för Paul.

Hur fungerar ett nollkunskapsbevis?

Noll-kunskapsbevis fungerar genom att provaren och verifieraren utför en serie interaktioner. Dessa interaktioner involverar vanligtvis flera omgångar av kommunikation. Under varje interaktion konstruerar bevisaren bevis som stöder sanningshalten i bevisarens uttalande.

Verifieraren skapar ofta flera utmaningar relaterade till att påståendet bevisas. Och bevisaren svarar varje gång med noggrant utformade bevis för att övertyga verifieraren om påståendets sanningsenlighet utan att avslöja någon information relaterad till påståendet.

Utmaningar och interaktioner upprepas flera gånger för att eliminera chansen att bevisaren gissar om påståendet.

Ett nollkunskapsbevis gör att du kan dela bevis på kunskap med den andra parten utan att avslöja några ytterligare detaljer om kunskapen. För att få det att hända beror nollkunskapsprotokollet på de algoritmer som tar vissa data som indata och returnerar utdata som sant eller falskt för den givna inmatningen.

Här är tre kriterier som ett noll-kunskapssäkert system måste uppfylla.

1. Fullständighet

Om påståendet är sant kan en ärlig bevisare övertyga en ärlig verifierare om påståendets sanning.

2. Sundhet

Om påståendet är falskt (vilket betyder att en bevisare inte känner till det korrekta påståendet), så kan ingen oärlig bevisare övertyga en ärlig verifierare om påståendets sanning.

3. Noll-kunskap

Zero-knowledge proofs (ZKP) säkerställer att verifieraren inte får någon kunskap om att påståendet bevisas förutom om det är sant eller falskt. Dessutom kan verifieraren inte utvinna någon information om påståendet från beviset från bevisaren, vilket konstruerades för att visa påståendets sanningshalt.

Typer av nollkunskapsbevis

Följande är två huvudtyper av nollkunskapsbevis att känna till.

Interaktiva Zero-Knowledge Proofs

I ett interaktivt noll-kunskapsbevissystem konstruerar provaren bevis om påståendet och skickar det till verifieraren. Sedan ställer verifieraren frågor och skapar utmaningar. Bevisaren svarar på verifierarens utmaningar och fortsätter interaktionen. Denna kommunikationsprocess fram och tillbaka gör att verifieraren kan övertygas om sanningshalten i uttalandet.

Icke-interaktiva Zero-Knowledge Proofs

I ett icke-interaktivt noll-kunskapsbevissystem skapar provaren ett enda bevis som provaren självständigt kan verifiera utan ytterligare interaktion.

Av två är interaktiva nollkunskapsbevis mer beräkningsintensiva eftersom interaktiv ZKP-teknik gör ytterligare beräkningar på grund av interaktioner fram och tillbaka.

Noll-kunskapssäker applikationer och användningsfall

Här är några användningsfall av nollkunskapsprotokoll.

Autentisering

Noll-kunskapsbevis (ZKP) kan användas för att autentisera användare utan att utbyta hemlig information, såsom användarnamn eller lösenord. Detta kan förbättra användarupplevelsen och befria företag från att behålla stora mängder användardata på sina servrar.

Privata transaktioner

Blockchain-transaktioner är inte privata. Istället är de kopplade till pseudonyma kryptoplånboksadresser. Och regeringar kan spåra dessa transaktioner, vilket gör att de kan fånga mörka nätbrottslingar.

Det är legitimt att fånga brottslingar genom att spåra dessa transaktioner. Men hur är det med en förtryckande regim som håller koll på vanliga kryptoanvändare genom information som lagras i den offentliga redovisningen?

Genom att implementera nollkunskapsbevis kan företag möjliggöra skärmade transaktioner där avsändarens och mottagaradresserna och transaktionsbeloppen skyms från den offentliga blockkedjan.

Till exempel, ZCash och Monero erbjuder privata transaktioner med hjälp av nollkunskapsbevis.

Säkrade försörjningskedjor

Användningen av nollkunskapsbevis kan öka säkerheten i en försörjningskedja. Det kan verifiera dataintegritet, validera leverantörers autentiseringsuppgifter, bevisa äktheten av produkter eller tjänster och möjliggöra säker spårning utan att behöva avslöja någon känslig information.

Dessutom tillåter nollkunskapsbevis företag att bevisa för tillsynsmyndigheter och myndigheter att de följer tillämpliga lagar och branschstandarder.

Verifiering av privat identitet

Noll-kunskapsbevis hjälper till att skydda användarnas integritet. Myndigheter kan verifiera alla individers identitet utan att behöva avslöja känslig information.

Till exempel, en decentraliserad finans (DeFi) app kan behöva verifiera att en användare tillhör ett visst land. Den traditionella processen kräver att användaren lämnar in sina passuppgifter eller körkortsnummer. Men med hjälp av ett ZKP-baserat identitetsprotokoll från tredje part kan användaren bevisa att de är från en lista över tillåtna länder även utan att berätta sitt landsnamn.

Bevis på medlemskap

Noll-kunskapsbevis kan tillåta användare att bevisa att de är en del av en stor offentlig uppsättning utan att berätta vilken del av den offentliga uppsättningen de tillhör.

Till exempel lanserade den holländska ING Bank sitt nollkunskapsmedlemskap (ZKSM), vilket gör det möjligt för användare att bevisa att de är medlemmar i Europeiska unionen utan att berätta i vilka länder de bor.

Nackdelar med att använda ett nollkunskapsbevis

Noll-kunskapsbevis erbjuder betydande fördelar. Men de har också några hakar.

Den största utmaningen är hårdvarukostnaderna. Att generera nollkunskapsbevis kräver komplexa beräkningar, ofta utförda på specialiserade maskiner som är dyra att köpa.

Dessutom kräver verifiering av bevis också komplexa beräkningar. Så det är inte möjligt att implementera nollkunskapsbevis om inte företag har stora budgetar för detsamma.

Dessutom hindrar bristen på utbildningsresurser och utvecklarverktyg för ZKP-applikationer en bredare användning av nollkunskapsbevis.

Noll-kunskapsbevis för att förbättra integriteten

Hackare och hotaktörer försöker ständigt få tag i din känsliga information. Så vidta nödvändiga åtgärder för att skydda din data. Sök efter applikationer baserade på nollkunskapsbevis och använd dem för att skydda din integritet och säkerhet.

Du bör också använda nollkunskapskryptering för att skydda dina känsliga data.