ZKP 활용: ZK 롤업과 프라이버시 코인

Ethereum은 약 15 TPS를 처리합니다. Visa는 약 1700 TPS를 처리합니다. 확장성을 높이기 위해 ZK Rollup은 수천 개의 거래를 오프체인에서 묶고, 거래가 유효하다는 SNARK 증명을 계산한 뒤, 그 증명을 온체인에 게시합니다. 검증자는 각 거래 대신 증명만 검증합니다(1ms).

사용자는 시퀀서에 거래를 제출합니다. 시퀀서는 거래를 묶고 오프체인에서 실행한 다음, 상태 전이 증명(새 상태 루트가 올바르다는 것을 증명하는 SNARK/STARK)을 계산하고, 증명과 압축된 호출 데이터를 Ethereum L1에 게시합니다.

zkSync Era(Matter Labs)는 맞춤형 SNARK(Boojum, STARK 기반)를 사용하는 EVM 호환 ZK Rollup입니다. 개발자는 zkEVM 바이트코드로 컴파일되는 Solidity 계약을 배포합니다. 처리량은 Ethereum 수준의 보안 보장을 유지하면서 2000 TPS 이상입니다.

StarkNet은 STARK(Stark 증명자를 통해)와 Cairo 언어를 사용합니다. 신뢰 설정이 필요 없습니다. 프로그램은 Cairo 바이트코드로 컴파일되고, STARK로 증명된 다음, Ethereum에서 검증됩니다. dYdX(v3), Immutable X(NFT), Sorare(판타지 스포츠)에서 사용됩니다.

Polygon zkEVM은 PLONK 기반 증명을 사용해 EVM을 정확히 모방합니다. 어떤 Ethereum 스마트 계약이든 수정 없이 작동합니다. 증명자는 각 거래 묶음에 대한 PLONK 증명을 생성하며, 이 증명은 Ethereum L1에서 단일 거래로 검증할 수 있습니다.

Zcash(ZEC)는 Groth16 SNARK(Sapling 프로토콜)를 사용해 차폐 거래를 지원합니다. 송신자, 수신자, 금액이 모두 숨겨집니다. SNARK는 비공개 필드를 공개하지 않고 거래가 유효하다는 것(이중 지불이 없고 금액이 일치함)을 증명합니다.

Zcash 차폐 노트는 Pedersen 해시를 사용해 (값, 수신자, 무작위성)에 커밋합니다. SNARK는 다음을 증명합니다. (1) 커밋먼트의 원像을 알고 있습니다(노트를 소유함). (2) 노트가 아직 사용되지 않았습니다(널리파이어 집합에 없음). (3) 출력 금액과 입력 금액이 같습니다.

Monero는 링 서명과 Pedersen 커밋먼트(RingCT)를 사용합니다. SNARK는 사용하지 않으며 모든 거래가 기본적으로 차폐됩니다. Zcash는 SNARK 기반으로, 투명 주소와 차폐 주소가 함께 존재합니다. Monero는 더 단순한 암호 기술과 더 강한 기본 프라이버시를 제공하고, Zcash는 더 강한 암호학적 보장을 제공합니다.

ZK 신원 증명: 생년월일을 공개하지 않고 18세 이상임을 증명하고, 여권 번호를 공개하지 않고 시민임을 증명하며, 순자산을 공개하지 않고 적격 투자자임을 증명할 수 있습니다. 구현: Polygon ID, Semaphore(익명 신호).

ZK를 이용한 기계 학습: 비공개 입력에 대해 신경망 추론이 올바르게 계산되었음을 증명합니다. 용도는 다음과 같습니다. 의료 진단(데이터를 공유하지 않고 모델이 해당 데이터에서 실행되었음을 증명), 신용 평가(입력을 공개하지 않고 모델이 결과를 산출했음을 증명). 대규모 모델에는 아직 연구 단계입니다.

ZK 증명을 사용하면 계산을 위탁할 수 있습니다. 클라우드 제공자는 계산을 올바르게 실행했음을 증명하고, 클라이언트는 계산을 다시 실행하지 않고 밀리초 안에 검증합니다. AI 추론, 데이터 분석, 신뢰가 필요 없는 브리지에 유용합니다.

ZK Rollup은 거래의 유효성을 증명하기 위해 Ethereum L1에 무엇을 게시합니까?

ZK Rollup(zkSync, StarkNet, Polygon zkEVM)은 SNARK/STARK를 사용해 L2 확장성을 높입니다. Zcash는 차폐 거래에 Groth16을 사용합니다. ZKP는 신원, 기계 학습 추론, 검증 가능한 위탁 계산으로 확장됩니다. 다음 주제: 동형 암호화