什么是零常识证明？零常识证明可以运用在哪儿？

区块链是一种分散式的资料库系统，具备透明性、不可篡改性等特征，致使它可以用于各种应用场景。因为区块链上的买卖是公开的，其他人都可能透过有关买卖资讯，追查到一些敏锐或机密的资讯。大家怎么样在保障隐私的同时，也确认买卖资讯正确呢？为知道决这类问题，其中一个被广泛使用的方法即是本文要提到的主角－零常识证明。

在这篇文章中，大家将介绍什么是零常识证明？它是如何运作的？与一些应用场景。

什么是零常识证明？

零常识证明( Zero|knowledge proof, ZKP ) 是一种证明办法，在不透露资讯本身内容的状况下，验证其内容的真假。

举例来讲，假设小拓想要贩卖某个秘密派对的入场密语，要想让客人相信他真的了解密语，最直接的验证方法就是告诉客人实质密语是什么，但如此客人就会了解密语，而失去贩卖的价值了。而零常识证明则是透过间接证明的方法，叫你可以在不告诉客人密语的状况下，证明自己真的了解密语。

零常识证明是如何运作的？

在零常识证明中，分为证明者( 即前段情境中的小拓) 与验证者( 即前段情境中的客人)。验证者会需要证明者做一些只有在了解某个秘密或答案的状况下才能完成的事，在证明者真的了解内容的状况下，那样完成他们应该不算难事；但如果是证明者不了解内容，那样他只能瞎猜，就非常难通过验证者的测试。

继续以前面的例子为例，客人与小拓一同到了秘密派对的举办地址。因为派对在一座山上的别墅中举办，分别有A、B 两条路可以通向别墅，但假如要从A 到B 或是B 到A，都需要穿过别墅才行，但只有了解密语的人才能穿过别墅( 如下图示)。

于是，小拓与客人协议以以下方法证明小拓是不是了解密语：

在客人不知情的情况下，小拓先选择一条路上山( 如下图示)。

然后再请客人从A、B 中选一条路，小拓再由那条路下山( 如例图C )。

假如小拓了解密语，那无论客人选了哪条路，他都可以出目前客人选的路里( 如下图示)。

但假如小拓不了解密语，假如刚好小拓跟客人所选的是一样的，那样他还是能出目前客人所选的路；但假如小拓先选了A ，客人要他从B 下来，因为小拓不了解密语没办法穿越别墅，那样就没办法出目前客人所选的路中( 如下图示)。

如此的测试反覆多做几次，假如小拓可以每次都从正确的路出目前客人面前，就能确认他真的了解密语。

以上故事说明了零常识证明，并展示了它一般被觉得应该要拥有的三个特质– 完备性、完善性和零常识性：

完整性（complete）：这个意思是假如证明者提供的内容是正确的( 真的了解密语)，在遵守协议的状况下，证明者将能完成所有测试。
以小拓与客人间的协议来讲，也就是小拓假如了解密语，那样他肯定能通过测试。完善性（sound）：假如证明者提供的内容是不对的( 不了解密语)，只能有非常低的机率通过测试。
在小拓与客人的协议中，假如小拓不了解密语，虽然每次都有一半的机率( 50 % ) 回答正确，但假设重复这个试验10 次，完全正确的机率就只剩1 / 1024 ，客人就能比较容易地了解小拓不了解密语。零常识（zero|knowledge）：验证者只能从测验中了解验证结果的真假，而不会了解其他资讯( 比如密语或小拓刚开始选择哪条路上山等等)。
在小拓与客人的协议中，客人除去不会了解密语的内容外，透过验证客人只能了解小拓是不是了解密语，他不会也不必了解如小拓的密语来源等其他额外资讯。

不过，因为零常识证明一般是由数学或密码学的公式或语言，所构成的程式或协议，也有很多不同类型的零常识证明。本文只不过以生活化的例子，来帮助大家更好的理解零常识证明基础定义，让大家可以更好地认识零常识证明的运作逻辑，也能很容易了解，为何零常识证明可以在下一段介绍的生活应用中发挥用途！

零常识证明可以运用在哪儿？

区块链

好似大家在本篇文章刚开始提到的，因为区块链上的买卖是可以被大众验证的，所以怎么样让用户在保有隐私的状况下进行验证买卖，即是一个问题。而零常识证明即提供了一个解决方法。比如，数字货币ZEC 就用了零常识证明的办法( zero|knowledge Succinct Non|interactive Argument of Knowledge, zk|SNARKs )，来隐藏买卖的发送者、接收者和金额。 如此可以保护用户的身份和财产，也可以预防买卖被追踪或剖析。

金融产业

零常识证明可以让金融服务提供者和顾客之间进行更安全和高效的资讯交换。比如，荷兰的ING 就使用了称为「零泄密范围证明( Zero|Knowledge Range Proof, ZKRP )」的零常识证明办法，让申请房贷的顾客能证明我们的收入落在可被同意贷款的某区间，而无需告诉它们确切的收入数字。

身份验证

零常识证明可以让用户在线上验证我们的身分或属性，而无需提供过多的个人资料。 比如，通过指纹等生物特点与密码等资讯，向需要方证明自己确实达成某种如年龄等条件的需要，而不像目前很多身分证明文件在验证特定资讯时，却间接透漏了其他个人资讯。如此可以降低个资泄漏的风险，也可以提升大家对于自己个资的控制权和信赖度。

互联网投票

零常识证明可以使互联网投票软件愈加安全和公正，让选民可以在不暴露我们的身份或选择的状况下，验证自己有投票的权利和义务。
比如，大家可以透过零常识证明的方法向互联网投票软件证明其具备投票资格，而不需要再提供其他过多的明文件；并搭配区块链系统，透过零常识证明向系统证明已经投过票了，而无须登记领票或注记我们的名字。这样，系统就能在保障每一个投票人民的隐私的状况下，预防选票被窜改或重复计算。

结语

零常识证明能在保有隐私的状况下验证资讯的正确性，但大家仍应该注意到，虽然证明者在验证过程中撒谎的机率小到可以忽视，但仍没办法保证100% 正确。
除此之外，就像小拓需要应客人需要多次进行测试，某些零常识证明协议会需要验证者与证明者间进行很多的互动来进行确认，这或许会消耗很多的计算资源，而限制了零常识证明的应用进步。
但无论怎么样，零常识证明都提供了一个可以保障隐私却又能证明资讯正确性的解决方法，在保障用户权益与验证资讯正确性之间寻求平衡。可以预期的，零常识证明将在打造更安全、更隐密且更有效率的将来社会中，发挥要紧功能。