zk-SNARK: 암호화폐에서 사용되는 방법

암호화폐 거래는 개인 신원과 직접적으로 연결되지는 않지만 일반적으로 퍼블릭 블록체인에 등록되어 있기 때문에 추적이 가능합니다. 이러한 추적성을 회피하려면 프라이버시 코인으로 알려진 암호화폐의 특수 범주가 필요합니다. 프라이버시 코인은 익명성을 보장하기 위해 다양한 방법을 사용하며, 주목할만한 기술 중 하나는 zk-SNARK 기술입니다.

이 기술은 비트코인이나 이더리움과 같은 암호화폐에서 사용되는 디지털 원장의 상호 연결된 블록을 상징하는 블록체인 생태계의 핵심 구성 요소를 나타냅니다. 금융 기술(핀테크) 부문에서 연결된 노드가 중요한 역할을 하여 복잡하고 추상적인 디지털 네트워크를 생성하면서 데이터 보안과 암호화를 강조합니다.

개인 거래나 암호화폐 투자를 위해 프라이버시 코인을 사용하려는 개인의 경우 기본 기술을 이해하는 것이 중요합니다. zk-SNARK는 복잡하기는 하지만 이 기술의 중추적인 측면입니다. 이 가이드는 프라이버시 코인 영역에서 zk-SNARK의 역할과 기능을 설명하면서 zk-SNARK의 신비를 밝히는 것을 목표로 합니다.

zk-SNARK는 무엇입니까?

Zero-Knowledge Succinct Non-Interactive Argument of Knowledge의 약어인 zk-SNARK는 정교한 형태의 암호화 증명을 나타내며, 증명자가 진술 자체에 대한 특정 세부 사항을 공개하지 않고도 진술의 진실성을 확인할 수 있도록 해줍니다. 이 기술은 개인 정보 보호 중심의 블록체인 애플리케이션 영역의 초석으로, 데이터의 무결성과 검증 가능성을 손상시키지 않으면서 거래 기밀성을 보장합니다.

기본적으로 zk-SNARK는 영지식 원칙을 유지합니다. 즉, 증명자는 실제 정보를 노출하지 않고도 주장을 검증할 수 있습니다. 이는 정확한 금액을 공개하지 않고 거래에 충분한 계정 잔액을 증명하거나 개인 데이터를 공개하지 않고 신원을 확인하는 것과 같은 시나리오에서 매우 중요합니다.

zk-SNARK의 '간결한' 측면은 작은 증명 크기와 빠른 검증 프로세스를 의미하므로 블록체인 애플리케이션에 효율적이고 실용적입니다. 비대화형 특성은 증명자와 검증자 사이에 지속적인 통신이 필요하지 않기 때문에 프로세스를 더욱 단순화합니다.

zk-SNARK는 암호화폐, 특히 거래 세부 사항이 일반적으로 투명한 공개 블록체인의 개인 정보 보호에 필수적입니다. 예를 들어, 개인 정보 보호에 초점을 맞춘 암호화폐인 Zcash는 zk-SNARK를 사용하여 주소 및 거래 값과 같은 참가자 세부 정보를 숨기면서 거래를 검증합니다.

zk-SNARK의 개발은 학술 연구에서 초기에 언급된 이후 Zcash의 공동 창립자인 Alessandro Chiesa 와 같은 인물의 상당한 기여를 통해 발전해 왔습니다. 이러한 진화는 이제 블록체인 공간에서 거래 개인 정보 보호 및 보안을 보장하는 데 중추적인 역할을 하는 zk-SNARK의 실제 적용에 반영됩니다.

요약하면, zk-SNARK는 블록체인 거래에서 개인 정보 보호와 보안을 유지하기 위한 강력한 도구를 제공하여 디지털 상호 작용에서 기밀성과 검증 필요성 사이의 균형을 유지합니다.

제로 지식이란 무엇입니까?

영지식(Zero Knowledge)은 진술 검증 중 최소한의 정보 공유에 초점을 맞춘 암호화 개념입니다. 데이터 전송을 제한하는 증거를 만드는 것입니다.

이 분야의 기초 작업은 1980년대 논문 "대화형 증명 시스템의 지식 복잡성"에서 시작되었습니다. 이 논문은 대화형 시스템 간의 증명에서 지식이 어떻게 사용되는지 탐구하여 컴퓨터 과학의 지식 처리에 대한 이해에 기여했습니다.

이 연구는 알고리즘의 복잡성을 탐구한 Stephen Cook의 영향력 있는 1971년 논문 "The Completeness of Theorem Proving Procedures"에 뿌리를 두고 있습니다. 마찬가지로, 지식 복잡성 논문은 증명에서 지식의 한계를 정의하는 데 중점을 두었습니다.

실질적으로 영지식은 소프트웨어 통신의 인증과 관련이 있습니다. 시스템이 상호 작용하고 하나가 다른 시스템의 주장을 증명해야 할 때 영지식은 데이터 유출을 최소화하면서 이를 안전하게 수행할 수 있는 방법을 제공합니다.

예를 들어, 기본 접근 방식에서 시스템은 비밀번호를 직접 전송하여 비밀번호에 대한 지식을 증명할 수 있습니다. 그러나 영지식 프로토콜은 직접적인 비밀번호 전송을 피하면서 최소한의 정보로 이와 같은 주장을 검증하는 것을 목표로 합니다. 이러한 프로토콜은 인증이 정확할 가능성을 보장하기 위해 확률에 의존합니다.

대화형 증명에는 증명자와 검증자 간의 지속적인 대화가 포함됩니다. 영지식 증명에서 이러한 상호 작용은 단일 보안 패키지로 압축되어 비대화형 검증이 가능합니다.

비대화형 영지식 증명의 개념은 1988년 논문에서 처음 시연되었으며 SNARK(Succinct Non-Interactive Arguments of Knowledge)와 같은 추가 개발로 이어졌습니다. 이러한 개념은 도입 이후 지속적으로 개선되었습니다.

이러한 아이디어의 실제 적용은 2013년에 제안된 피노키오 프로토콜입니다. 이를 통해 신뢰할 수 없는 소스의 계산을 공개적으로 확인할 수 있습니다. 이러한 개념은 더 복잡한 시스템으로 발전했지만 수학적 복잡성과 참신함으로 인해 완전히 이해하기가 여전히 어렵습니다.

zk-SNARK는 지속적인 연구와 구현을 통해 여전히 개발 중인 분야입니다. 그 응용은 다양한 시스템에서 탐구되고 있어 암호화에 있어 중요한 관심 분야가 되고 있습니다. 복잡한 수학보다는 실제 적용에 초점을 맞춰 zk-SNARK의 작동 방식을 더 자세히 살펴보겠습니다.

zk-SNARK 작동 방식

암호화폐 영역에서 zk-SNARK는 개인 정보를 유지하면서 거래를 검증하는 데 중추적인 역할을 합니다. 이러한 암호화 도구를 사용하면 거래 발신자는 주소나 거래 금액과 같은 민감한 세부 정보를 공개하지 않고도 충분한 자금과 올바른 개인 키 보유 등 필요한 모든 조건을 충족한다는 것을 입증할 수 있습니다. 이는 블록체인의 특정 합의 규칙을 zk-SNARK로 인코딩하여 달성됩니다.

zk-SNARK는 특정 계산이 발생했는지 근본적으로 확인하여 일련의 변환을 통해 원래 계산을 매우 구체적인 수학적 형식으로 변환합니다. 예를 들어, 비밀번호 소유를 증명할 때 실제 청구는 해싱 알고리즘을 통해 일반 텍스트 비밀번호를 실행하는 것과 같은 기능적 동등 항목으로 변경됩니다. 이 변환 프로세스는 원본 데이터를 공개하지 않고도 함수를 효율적으로 확인할 수 있는 형식으로 변환하므로 매우 중요합니다.

zk-SNARK를 생성하기 위해 증명자는 암호화 퍼즐 역할을 하는 다항 방정식을 생성합니다. 이러한 방정식은 zk-SNARK에 필수적이며 공개 없이 진실을 전달하는 안전한 방법을 만듭니다. 이 프로세스에서는 무작위성이 매우 중요하며 각 증명에 고유한 측면을 추가하고 리버스 엔지니어링을 방지합니다.

디지털 서명은 또한 zk-SNARK가 작동하는 방식에서 중요한 역할을 합니다. 증명자는 한 쌍의 키(공개 및 개인)를 생성하고 개인 키를 사용하여 트랜잭션에 서명합니다. 그런 다음 이 거래는 zk-SNARK로 인코딩되어 유효성에 대한 수학적 증거를 제공합니다. 공개 키와 함께 이 증명이 검증자에게 전송되면 검증자는 이에 대한 추가 정보를 얻지 않고도 거래의 유효성을 빠르고 효율적으로 확인할 수 있습니다.

요약하면, zk-SNARK는 복잡한 수학적 변환, 다항 방정식 및 디지털 서명을 혼합하여 블록체인 네트워크에서 안전한 개인 거래 확인을 가능하게 합니다. 이 기술은 암호화폐 거래의 개인정보 보호를 강화할 뿐만 아니라 안전하고 신뢰할 수 없는 컴퓨팅에 새로운 가능성을 열어줍니다.

zk-SNARK의 주요 응용 분야

zk-SNARK는 디지털 환경에서 개인정보 보호와 보안을 강화하는 데 중요한 역할을 하고 있으며, 그 영향력은 다양한 분야에 걸쳐 나타납니다. 다음은 zk-SNARK가 상당한 차이를 만들어내는 몇 가지 주요 영역을 살펴보겠습니다.

블록체인 및 스마트 계약

블록체인 세계에서 zk-SNARK는 공개 원장에서 비공개이면서도 검증 가능한 거래를 촉진하는 데 중요한 역할을 합니다. 이 기술은 블록체인 네트워크에서 익명 거래를 허용하여 개인 정보 보호와 무결성을 모두 보장하는 숨겨진 보석입니다.

신원 확인

zk-SNARK는 신원 확인 방식에 혁명을 일으킬 가능성이 있습니다. 이를 통해 생년월일이나 여권 번호와 같은 특정 세부 정보를 공개하지 않고도 나이나 국적을 증명할 수 있어 개인 식별의 개인 정보 보호를 보장할 수 있습니다.

안전한 금융 거래

데이터 침해 위협이 증가함에 따라 zk-SNARK는 온라인 금융 활동에 대한 개인 정보 보호의 보루로 자리매김하고 있습니다. 금융 거래를 보호하여 민감한 금융 데이터의 기밀을 유지합니다.

의료 분야의 데이터 개인정보 보호

환자 기록이 사이버 위협에 취약한 의료 부문에서 zk-SNARK는 강력한 솔루션을 제공합니다. 의료 기록을 암호화하여 환자와 승인된 의료 서비스 제공자만 이 민감한 정보에 액세스할 수 있도록 합니다.

이러한 애플리케이션은 다양한 부문에서 개인 정보 보호 및 보안을 보호하는 zk-SNARK의 혁신적이고 다양한 특성을 강조하며 보다 안전한 디지털 세계를 구축하는 데 있어 zk-SNARK의 중요성을 보여줍니다.

어떤 코인이 zk-SNARK를 사용하나요?

일반적으로 프라이버시 코인이라고 불리는 SNARK 암호화폐는 zk-SNARKs 기술을 활용하여 암호화폐 공간 내에서 사용자 프라이버시를 강화합니다. 이러한 유형의 암호화폐에는 다음과 같은 잘 알려진 예가 포함됩니다.

지캐시(ZEC)
직전(XVG)
모네로(XMR)
대시 (DASH)
빔(빔)
호리젠(ZEN)
바이트코인(BCN)

zk-SNARK의 주요 관심사는 개인 키의 취약성입니다. 손상되면 사기 증거가 생성되어 잠재적으로 위조 개인 정보 보호 코인의 생산 및 오용이 가능해질 수 있습니다.

암호화폐 외에도 zkSNARK는 다양한 도메인에서 응용 프로그램을 찾습니다.

신원 확인 : 비밀번호나 여권, 출생 증명서와 같은 기존 문서 없이 사용자 자격 증명을 확인할 수 있어 민감한 개인 정보를 보호할 수 있습니다.
투표 시스템 : zkSNARK는 익명성을 유지하면서 유권자 신원을 확인할 수 있어 투표 정보가 공개되더라도 유권자의 개인정보를 보호할 수 있습니다.
데이터 압축 : 이 애플리케이션은 특히 흥미롭고 더 자세히 살펴볼 가치가 있습니다.

사용 중인 zkSNARK의 실제 사례는 블록체인 기반 Dropbox와 유사한 분산형 스토리지 네트워크인Filecoin 입니다. 이 생태계에서 스토리지 제공자(또는 "증명자")는 네트워크 노드("검증자")에 적절한 온체인 데이터 스토리지를 입증해야 합니다. 데이터 무결성과 보안을 보장하는 데 중요한 이 프로세스는 리소스 집약적일 수 있습니다.

Filecoin은 검증해야 하는 데이터 스토리지 제공업체의 양이 상당하며 지속적으로 증가하고 있다고 설명합니다. 효율적인 운영과 확장성을 유지하려면 네트워크에 신속하고 강력한 검증을 위한 솔루션이 필요합니다. zk-SNARK는 스토리지 검증에 필요한 시간과 데이터를 크게 줄여 이 솔루션을 제공합니다.

Filecoin 네트워크의 스토리지 제공업체의 경우 zk-SNARK는 스토리지 증명에 필요한 데이터 전송량을 줄여 운영 비용을 줄이고 전반적인 네트워크 효율성을 향상시킵니다.

zk-SNARK에 대한 비판

zk-SNARK는 혁신적이지만 나름대로의 과제도 안고 있습니다. 한 가지 주요 관심사는 증명 프로토콜을 설정하는 데 사용되는 개인 키와 관련된 잠재적인 취약성입니다. 이 키가 손상되면 거짓이지만 유효한 것처럼 보이는 증거가 생성되어 Zcash 토큰의 무단 생성과 같은 위조 활동이 허용될 수 있습니다. 이러한 위험을 완화하기 위해 Zcash는 위조 가능성을 최소화하기 위해 여러 당사자가 참여하는 복잡한 증명 프로토콜을 구현했습니다.

Zcash와 관련하여 제기된 또 다른 문제는 경제 모델과 관련이 있습니다. 초기 단계에서 Zcash는 채굴된 토큰의 20%가 개발자에게 할당되는 "창업자세"를 도입했습니다. 이러한 측면은 비판을 불러일으켰으며 일부에서는 공개되지 않은 수의 Zcash 토큰이 생성되어 유통되는 총 토큰 수를 확인하기 어렵게 될 수 있다고 제안했습니다.

이러한 우려, 특히 zk-SNARK의 신뢰할 수 있는 설정 문제에 대응하여 기술을 향상시키려는 노력이 이루어졌습니다. 2019년부터 Suterusu 라는 개발팀은 zK-ConSNARK라는 변종을 개발해 왔습니다. 이 혁신은 신뢰할 수 있는 설정의 필요성을 제거하여 보안 측면을 강화한다고 주장합니다. 이는 개인 정보 보호를 비트코인과 같은 주류 블록체인으로 확장하는 것을 목표로 하며 현재 암호화폐 중 가장 낮은 인플레이션율을 자랑하며 이는 zk-SNARK 기술 발전에 있어 중요한 진전을 의미합니다.