ZKSnarks能否在Ethereum生态系统上实现？

Question

因为Z现货似乎已经完成了它的ZKSnarks实现(或者至少几乎已经完成)。

摩根大通仲裁的版本已经出现，包括ZKsnarks实现(参见：https://www.coindesk.com/jpmorgan-integrates-zcash-privacy-tech-enterprise-blockchain/ )

我们都知道它的验证时间独立于电路(不是门的数目，这是真的)，但是无论如何，对节点的验证将比现在快得多，因为计算不会再执行了。

zkSNARKs的可能性是令人印象深刻的，您可以在不需要执行它们的情况下验证计算的正确性，甚至不会知道执行了什么--只是它是正确的。

正如在Ethereum博客上所说的那样(也许有一个较低的“数学/理论层次”)。

我知道LibSnark.cpp实现和其他实现，但我不是要将所有这些都放在SmartContract上，而是讨论采用Snarks结构的整个块链机制，以便处理完整的加密块和事务，以及节点的验证过程，这些节点也是用ZkSnarks验证实现的。

将有可能在协议级别实现这些SNARKS，以验证整个Ethereum？如果不是，为什么？

谢谢。

Answer 1

免责声明:我不是密码师，也不是数学家，也不是低级的软件工程师。如果以下所提供的任何信息不正确，请纠正我。

非常简短的回答:是的

简短的回答:可能，但今天很困难。

更长的答案:EVM的主要挑战是，由于您有一个可编程的块链，因此您需要有效地将虚拟机(例如EVM)实现为算术电路，这是可能的，但今天一点也不简单。拥有专门用于特定功能的电路(例如传输资产)要简单得多，因此Coda协议从非可编程块链开始。

考虑到这一点，现在的问题是，我们需要使用递归S(T=N)方舟来证明整个Ethereum链的有效性吗？

您需要构建一个实现随机访问机器(RAM)的电路，即可以访问内存寄存器的CPU。幸运的是，这样的设计是在一篇名为von体系结构的简洁非交互零知识的论文中提出的。迈克-赫恩在2016年出版了一本奇幻中柱，从更高的层面描述了这台小型机器是什么。总的来说，这仍然是一个非常复杂的电路，执行代码非常昂贵。但是，由于SNARKs证明是可并行的(例如，请参阅DIZK)，在机器之间和硬件组件(如GPU或SNARK ASIC)之间都有很大的空间进行并行验证生成优化(到目前为止还不知道)。

一旦我们有了一个可以运行任意计算的电路，我们就需要编译到这个虚拟机代码的语言。在这一点上，我认为我们可以简单地验证整个Ethereum块链历史，允许“在浏览器中完整的节点”。

由于这需要很长时间才能达到，并且需要对基本协议进行大量的重新工作，因此创建这样一个验证系统作为L2服务是很有趣的。基本上，你可以付钱给人们来证明，一个给定的链是有效的，因为创世，这将是难以置信的价值轻客户。这不需要一个硬叉，并可能被证明是一个有价值的实验，以全面过渡到一个基于SNARK的链。

Answer 2

这里的问题不是可行性，而是巨大的计算成本(就EVM指令而言，不是绝对的)。

维塔利克·巴特林( Vitalik Buterin )正在敦促社区采用这一技术。如果将一些原语函数添加到Ethereum的所谓“预编译契约集”中，这可能会有所帮助，在这里您可以找到椭圆演算、基本散列函数等等。

目前，不太容易停留在EVM和easy提出的计算极限(我是指气体极限，等等)。

Answer 3

是否有可能在协议级别上实现这些SNARKS来验证整个？如果不是，为什么？

这个问题的答案只能是推测性的，但现在我们来试一试。

最后，没有必要在主网中实现这一点。伊格尼斯等离子体离你想象的非常近。看看"https://medium.com/plasma-ignis/presenting-ignis-plasma-of-fire-502fab5a6f17“。在Ignis中，他们使用ZK在主链上证明等离子体链正在执行参与者商定的代码。

一般来说，多亏了像ZoKRates这样的库(最近又增加了对sha256的支持)，ZoKRates的应用在Ethereum上是可能的。已经有关于在其上重新实施Zcash的PoCs了。见ZKDAI。然而，仍然存在两个主要问题:证据的资源密集型计算(在链外完成)以及可信设置和有毒废物。链条上的验证是O(1)，但天然气成本在100万以上，这仍然是非常昂贵的，但可以认为是可行的。我们可以预见到，未来的极限会被推倒。