深入探讨零知识密码项目及其未来发展方向
深入探讨零知识密码项目及其未来发展方向
引言
零知识证明（Zero-Knowledge Proof，ZKP）是一种允许一方（证明者）向另一方（验证者）证明某个陈述为真的方法，而无需泄露任何有关该陈述的额外信息。这一技术在加密货币和区块链领域具有广泛的应用前景。本文将深入探讨零知识密码项目，分为专用 ZK 和通用 ZK 两大类，并详细介绍 Nexus 项目的进展和创新。同时，本文也会串入欧意（Okex）交易所的相关内容，介绍其在推动区块链技术和应用中的重要作用。
零知识密码项目的分类
零知识密码项目可以大致分为两类：专用 ZK 和通用 ZK。
专用 ZK
专用 ZK 项目主要通过证明特定计算来提高区块链的可扩展性。这类项目通常专注于特定的应用场景，如 zk-rollup 堆栈、zkEVM（用于执行层）、ZK 证明聚合和结算等。代表性公司包括 zkSync Era 和 Starknet。
zk-rollup 堆栈：这是一种扩展解决方案，通过将多个交易打包成一个批次，然后生成一个零知识证明来验证这些交易的正确性，从而提高交易处理的效率和可扩展性。
zkEVM：这是专为以太坊设计的执行层，利用零知识证明技术来验证智能合约的执行结果，提高整个网络的安全性和效率。
ZK 证明聚合：这一技术通过聚合多个零知识证明，减少验证过程中的计算量，从而提高验证效率。
结算：在区块链网络中，结算过程是指确认交易并将其永久记录在区块链上。零知识证明技术可以提高结算的安全性和效率。
这些技术的共同目标是通过零知识证明来提高区块链的可扩展性和安全性，使其能够支持更多的交易和复杂的应用场景。
通用 ZK
通用 ZK 项目旨在证明任何计算，无论使用哪种编程语言。这类项目被称为 zkVM（零知识虚拟机），旨在让开发人员在几天内（而不是几个月内）交付 ZK 项目，让他们专注于编写普通代码，而不是复杂的电路设计。代表性公司包括 RISC Zero、Succinct 和 Nexus。
RISC Zero：这一项目致力于构建基于 RISC-V 架构的零知识虚拟机，旨在提高计算效率和安全性。
Succinct：这一公司专注于开发简洁且高效的零知识证明解决方案，以提高区块链应用的可扩展性。
Nexus：这一项目从底层构建全新的系统，旨在重新发明零知识机器的设计和使用方式，优化 zkVM 的每一层，从而构建最快、最高效的可验证计算机。
构建可验证计算非常困难，因此这些公司专注于构建堆栈的特定部分，例如 zkVM、证明者网络或可定制电路。Nexus 以完全不同的视角处理这个问题，通过重新发明零知识机器的设计和使用方式，构建安全的互联网。
Nexus 项目概述
可验证计算的定义
在现代社会，真相难以核实。人工智能、深度伪造、VPN、远程黑客和网络钓鱼使得掩盖计算背后的真相变得比以往任何时候都容易。目前，在我们的计算机中，CPU 运行代码并输出解决方案。使用 Nexus 0.0，代码输入会输出解决方案和相应的零知识证明，证明解决方案是正确创建的，这使我们能够确定输出是有效的。通过这种方式，可以证明任何信息都是真实的，而无需透露任何有关底层信息的信息。
Nexus 的进展和里程碑
Nexus 建立在数十年的零知识证明研究基础之上，简而言之，零知识证明允许用户证明计算已正确完成，而无需透露有关底层输入的任何信息。Nexus 1.0 构建了一台可以证明任意 Rust 代码的机器，并设计了一个针对创新和可扩展性进行优化的技术堆栈。最终目标是扩展验证以适应任何应用程序，甚至像互联网一样大。
Nexus 0.0 以 1Hz（每秒 1 个 CPU 周期）运行，并于 2023 年 9 月问世。在 2024 年 2 月的 EthDenver 上，新版本 Nexus 1.0 以 ~100Hz 的速度运行，这在短短 5 个月内就提高了约 100 倍。团队希望成倍提高 Nexus zkVM 的速度。这种指数级增长源自 Nexus 1.0 的模块化设计，允许从证明者到证明压缩的每个部分进行单独优化，以使用零知识证明领域中最新和最出色的研究成果。
加密应用与市场前景
Nexus 的模块化设计意味着它可以用于整体应用程序，也可以使用单个部分来支持其他模块化应用程序。例如，压缩层将许多大型证明组合成一个简洁的证明。这项技术依赖于 Nova，这是一种折叠方案，直到 2022 年才通过一篇研究论文发明。Nexus 构建了世界上唯一的生产级折叠实现，允许高效递归和证明聚合。该层可以独立用于支持其他 zkVM。
这种设计还很容易与当前的区块链共识和安全标准集成。例如，在 NVM 或 Nexus 虚拟机中，“预编译”允许开发人员使用自定义指令扩展机器，以预编译常见方案，如 Keccak-256（用于在以太坊上创建和验证交易）。这意味着 Nexus 可以集成和验证在 EVM（和许多其他）链上完成的计算。
今天，ZK 应用花费数百万美元在 L1 上生成和验证证明。Nexus 证明、压缩和编译器节点网络将大幅提高现有 ZK 应用程序的性能，同时在现有 ZK 链行业中占据巨大的市场份额，价值可能达到数十亿美元。ZK 行业发展迅速，Nexus 凭借从证明到压缩的整个技术堆栈中一流的设计占据市场主导地位。
团队关键成员
Nexus 团队汇聚了密码学和计算机科学领域最杰出的人才。
Daniel Marin，首席执行官：斯坦福大学应届毕业生，受著名密码学家 Dan Boneh 指导。
Jens Groth，首席科学家：曾任 DFINITY 研究主任，伦敦大学学院教授，最广泛使用的 zk-SNARK Groth16 的发明者。
Alex Fowler，首席战略官：Blockstream 联合创始人兼前高级副总裁、Mozilla 首席隐私官。
Don Beaver，密码学副总裁：曾任 Jump Crypto 首席密码学家，以及 Meta、Uber、Apple 和 Google 的高级研究员和科学家。
核心团队密码学专家包括：
Michel Abdalla：高级密码学科学家、国际密码学研究协会（IACR）主席、前法国高等师范学院教授、DFINITY 研究员。
Samuel Judson：密码学工程师，拥有耶鲁大学密码学博士学位，师从 Ruzica Piskac，曾担任 Auth0 安全工程师。他在 ZKP、形式化方法和 AI 领域撰写了 7 篇以上论文。
Kristian Sosnin：密码学工程师，曾担任 Matter Labs 和 Parity 的 Rust 工程师。
Vamsi Policharla：密码学工程师，正在伯克利攻读密码学博士学位，导师是 Sanjam Garg。他是伯克利密码学小组的核心 Rust 工程师，撰写了 4 篇以上 ZKP 论文。
Yinuo Zhang：密码学科学家，目前在伯克利大学 Sanjam Garg 的指导下攻读密码学博士学位。他之前曾在 a16z Crypto '23 实习，从事 zkVM 研究，并撰写了 5 篇以上 ZKP 论文。
我们相信，如果有任何团队能够在互联网规模上创建可验证的计算，那就是 Nexus 这个团队。Pantera 与 Lightspeed Venture Partners 于 2024 年 6 月 10 日宣布共同领投了 Nexus 的 2500 万美元 A 轮融资。
Nexus 1.0 已经公开发布，这意味着任何人都可以仅用几行代码来证明任意 Rust 程序。按照此处的步骤（Nexus Docs）亲自尝试一下。
Okex 与区块链技术的推动
在讨论零知识证明技术和项目的同时，我们