zk-SNARKs'in Tarihi, Uygulamaları ve Prensiplerine Genel Bakış

1. zk-SNARKs'in Gelişim Süreci

Modern zk-SNARKs sistemleri, 1985 yılında Goldwasser, Micali ve Rackoff'un işbirliğiyle yazılan makaleye dayanmaktadır. Bu makale, etkileşimli sistemlerde bir ifadenin doğruluğunu kanıtlamak için gereken bilgi miktarının, çoklu etkileşimler yoluyla nasıl değiş tokuş edileceğini araştırmaktadır. Eğer sıfır bilgi değişimi gerçekleştirilebilirse, buna sıfır bilgi kanıtı denir. Erken dönem zk-SNARKs sistemleri verimlilik ve kullanılabilirlik açısından yetersizdi ve çoğunlukla teorik düzeyde kaldı. Son on yılda, kriptolojinin kripto para alanındaki yükselişi ile birlikte, zk-SNARKs önemli bir araştırma yönü haline gelmiştir.

Sıfır Bilgi Kanıtlarının ana突破 noktası, Groth'un 2010 yılında yayımladığı makaledir ve zk-SNARK'ların teorik temelini oluşturur. 2015 yılında, Zcash sıfır bilgi kanıtlarını işlem gizliliği koruma amacıyla uygulamaya koydu, bu sıfır bilgi kanıtlarının uygulama alanındaki önemli bir ilerlemesidir. Bu olaydan sonra, zk-SNARK'lar akıllı sözleşmelerle birleştirildi ve uygulama alanları sürekli genişledi.

Diğer önemli akademik başarılar arasında: 2013'teki Pinocchio protokolü, 2016'daki Groth16 algoritması, 2017'deki Bulletproofs algoritması, 2018'deki zk-STARKs protokolü gibi çalışmalar bulunmaktadır. Bu ilerlemeler, kanıt boyutu, doğrulama verimliliği gibi konularda önemli iyileştirmeler sağlamıştır.

İki, zk-SNARKs'ın Ana Uygulamaları

zk-SNARKs'in en yaygın iki uygulaması gizlilik koruma ve ölçeklenmedir.

Gizlilik koruma açısından, temsilci projeler arasında Zcash, Monero gibi projeler bulunmaktadır. Zcash örneğinde olduğu gibi, işlemlerin gizliliğini sağlamak için zk-SNARKs kullanmaktadır. Ana adımlar arasında sistem kurulumu, anahtar oluşturma, madencilik, transfer, doğrulama ve alma yer almaktadır. Ancak Zcash gizli işlemlerinin kullanım oranı düşük, bu da gizlilik talebinin beklentileri karşılamadığını göstermektedir.

Ölçeklenebilirlik açısından, ZK Rollup önemli bir uygulamadır. ZK Rollup, işlemleri toplu olarak işleyip zk-SNARKs oluşturarak ölçeklenebilirliği sağlamak için Sequencer ve Aggregator olmak üzere iki tür rol içerir. Optimistic Rollup ile karşılaştırıldığında, ZK Rollup düşük maliyet ve hızlı kesinlik gibi avantajlara sahiptir, ancak büyük hesaplama yükü ve güvenilir ayarlara ihtiyaç gibi zorluklarla da karşı karşıyadır.

Günümüzdeki önde gelen ZK Rollup projeleri arasında StarkNet, zkSync, Aztec, Polygon Hermez gibi projeler bulunmaktadır. Teknik yol haritalarında SNARK ve STARK arasında bir seçim yapmayı ve EVM uyumluluğunu destekleyip desteklemeyeceklerini belirlemektedirler. EVM uyumluluğu sorunu, sektörde sürekli bir ilgi odağı olmuştur; son dönemlerdeki teknik gelişmeler EVM uyumluluğunu yeni bir seviyeye taşımış ve bu, ZK ekosisteminin gelişim yapısını etkileyecektir.

Üç, ZK-SNARKs'in Temel Prensibi

ZK-SNARK, sıfır bilgi kanıtının önemli bir uygulamasıdır. Sıfır bilgi, basitlik ve etkileşimsizlik gibi özelliklere sahiptir.

ZK-SNARK'ların temel adımları şunlardır:

1. Soruyu devreye dönüştürmek
2. Devreyi R1CS formuna dönüştürmek
3. R1CS'nin QAP biçimine dönüştürülmesi
4. Güvenilir ayarları oluşturma, kanıt anahtarları ve doğrulama anahtarları oluşturma
5. ZK-SNARK kanıtı oluşturma ve doğrulama

ZK-SNARK'ın temeli, karmaşık matematiksel dönüşümler aracılığıyla sorunları verimli bir şekilde kanıtlanabilir ve doğrulanabilir bir forma dönüştürmektir. Bu, sıfır bilgi kanıtlarının blok zinciri gibi alanlarda geniş kapsamlı uygulamaları için bir temel oluşturur.