जीरो-नॉलेज प्रूफ़ (ZKPs) आधुनिक ब्लॉकचेन सिस्टम्स में सबसे परिवर्तनकारी क्रिप्टोग्राफिक प्रिमिटिव्स में से एक बन गए हैं। उच्च-स्तरीय लेखों के विपरीत जो तकनीकी सार को पतला कर देते हैं, यह टेक्स्ट ZK-आधारित प्राइवेसी सिस्टम्स के पीछे की वास्तविक प्रक्रियाओं, वास्तविक गणित और वास्तविक सीमाओं को तोड़कर समझाता है, जैसे कि Zcash, Aleo, और Firo में उपयोग होने वाले अल्टकॉइन्स—बिना किसी अमूर्तता या मार्केटिंग के।
1. वास्तविक रूप में जीरो-नॉलेज प्रूफ़ क्या है (गणितीय दृष्टि से)
एक ZKP एक इंटरैक्टिव या नॉन-इंटरैक्टिव प्रोटोकॉल है जो प्रूवर P को वेरिफ़ायर V को यह विश्वास दिलाने की अनुमति देता है कि कोई कथन सत्य है बिना किसी अतिरिक्त जानकारी को प्रकट किए, केवल कथन की सत्यता को छोड़कर।
औपचारिक रूप से, एक ZKP को निम्नलिखित मानदंडों को पूरा करना चाहिए:
- पूर्णता (Completeness): यदि कथन सत्य है, तो ईमानदार वेरिफ़ायर स्वीकार करता है।
- ध्वनिता (Soundness): एक दुष्ट प्रूवर वेरिफ़ायर को झूठा कथन साबित नहीं कर सकता।
- जीरो-नॉलेज: वेरिफ़ायर केवल वैधता के अलावा कुछ नहीं सीखता।
जीरो-नॉलेज को सिम्युलेटर S का उपयोग करके परिभाषित किया जाता है:
यदि S बिना साक्षी को जाने असमान्य ट्रांसक्रिप्ट तैयार कर सकता है, तो प्रोटोकॉल जीरो-नॉलेज है।
ब्लॉकचेन में उपयोग के लिए, कथन आमतौर पर इस प्रकार दिखता है:
“मुझे एक गुप्त (साक्षी) पता है जो इस सार्वजनिक मान में हैश होता है।”
या
“मैं उन कमिटमेंट्स के सिक्कों का मालिक हूँ, बिना यह बताए कि कौन से।”
2. कमिटमेंट स्कीम्स — ZK प्राइवेसी कॉइन्स की नींव
अधिकांश प्राइवेसी कॉइन्स लेन-देन के मूल्यों और स्वामित्व को छिपाने के लिए कमिटमेंट्स का उपयोग करते हैं।
एक कमिटमेंट को परिभाषित किया जाता है:
C = Commit(value, randomness)
गुण:
- हाइडिंग (Hiding): C से मूल्य को नहीं निकाला जा सकता।
- बाइंडिंग (Binding): प्रूवर बाद में मूल्य बदल नहीं सकता।
सामान्य स्कीम्स:
- Pedersen commitments:
C = v·G + r·H एलिप्टिक-कर्व समूहों में (Firo Lelantus / MimbleWimble में उपयोग किया जाता है)। - SHA-256–आधारित कमिटमेंट्स: कुछ zk-SNARK सर्किट्स में दक्षता के लिए उपयोग किया जाता है।
Pedersen कमिटमेंट्स अनुमति देते हैं:
- एडिटिव होमोमोर्फिज़्म: C1 + C2 = Commit(v1 + v2, r1 + r2)।
→ यह वही तरीका है जिससे कॉन्फिडेंशियल ट्रांजैक्शन्स कुल सप्लाई को संरक्षित करते हैं।
3. zk-SNARKs और zk-STARKs — क्यों प्राइवेसी कॉइन्स में इनमें से एक का उपयोग होता है
3.1 zk-SNARKs (Succinct Non-Interactive Argument of Knowledge)
उपयोग में:
- Zcash (Sapling)
- Horizen
- Firo Lelantus Spark
गुण:
- बहुत छोटे प्रूफ़ (~192 बाइट्स Sapling में)।
- बहुत तेज़ वेरिफिकेशन (~10 ms)।
- ट्रस्टेड सेटअप की आवश्यकता (toxic waste समस्या)।
- एलिप्टिक-कर्व पेयरिंग्स का उपयोग (मुख्यतः BLS12-381)।
तकनीकी विवरण अक्सर छोड़ा जाता है:
Zcash ने मूल रूप से BN254 (Jubjub) का उपयोग किया था, लेकिन सबग्रुप सुरक्षा कमजोरियों और 128-बिट सुरक्षा मार्जिन की चिंताओं के कारण BLS12-381 पर गया।
3.2 zk-STARKs (Scalable Transparent ARguments of Knowledge)
उपयोग में:
- Aleo
- StarkNet (सिक्का नहीं लेकिन प्रासंगिक)
गुण:
- कोई ट्रस्टेड सेटअप नहीं।
- पोस्ट-क्वांटम सुरक्षित (हैश फंक्शन्स पर आधारित, पेयरिंग्स पर नहीं)।
- प्रूफ़्स बड़े (~100–500 KB)।
- वेरिफिकेशन तेज और स्केलेबल।
कम ज्ञात तथ्य:
प्रारंभिक Aleo टेस्टनेट प्रूफ़्स इतने बड़े थे कि नेटवर्क बैंडविड्थ बाधित हो गया; ऑप्टिमाइजेशन ने मेननेट से पहले प्रूफ़ साइज़ को ~80% तक घटा दिया।
4. प्राइवेसी ट्रांजैक्शन में ज़ीरो-नॉलेज कहाँ प्रकट होता है
एक प्राइवेसी-फोकस्ड अल्टकॉइन आमतौर पर निम्नलिखित में से एक या अधिक के लिए ZKPs का उपयोग करता है:
4.1 भेजने वाले को छिपाना
मैकेनिज़्म:
- रिंग सिग्नेचर्स (Monero — ZK नहीं, लेकिन संबंधित)।
- जीरो-नॉलेज सदस्यता प्रूफ़्स (Zcash, Lelantus)।
उदाहरण (सरलीकृत):
प्रूवर दिखाता है कि वह कमिटमेंट सेट में एक तत्व के लिए गुप्त कुंजी जानता है बिना यह बताए कि कौन सी।
4.2 रिसीवर को छिपाना
स्टील्थ एड्रेस या डाइवर्सिफाइड एड्रेस का उपयोग करते हुए।
Zcash पेमेंट एड्रेस और इनकमिंग व्यूइंग कीज़ का उपयोग करके चयनात्मक पारदर्शिता की अनुमति देता है।
4.3 राशि को छिपाना
Pedersen कमिटमेंट्स + ZKP जो:
- कमिटमेंट्स का योग सही है,
- राशि गैर-नकारात्मक है (रेंज प्रूफ़्स),
- कोई इन्फ्लेशन नहीं है।
पुराने रेंज प्रूफ़्स (Confidential Transactions, Bitcoin प्रपोजल्स):
~2–3 KB प्रति आउटपुट।
बुलेटप्रूफ़्स:
~700 बाइट्स प्रति आउटपुट (Monero में उपयोग)।
zk-SNARKs:
Zcash 192 बाइट्स तक छोटे प्रूफ़्स के साथ राशि छुपाता है।
5. एक ठोस ट्रांजैक्शन उदाहरण: Zcash Sapling
एक Zcash Sapling शील्डेड ट्रांजैक्शन यह साबित करता है:
- खर्च करने वाला एक नोट (छिपा हुआ सिक्का) का मालिक है।
- नोट पहले खर्च नहीं हुआ है (नलिफ़ायर ZKP)।
- कुल आउटपुट मूल्य कुल इनपुट मूल्य के बराबर है (बैलेंस ZKP)।
- आउटपुट नोट सही ढंग से बनाए गए कमिटमेंट्स हैं।
वास्तव में क्या प्रमाणित होता है?
प्रूवर एक सर्किट बनाता है जिसमें शामिल हैं:
- नोट कमिटमेंट्स के हैश (BLAKE2s)
- Pedersen हैश
- मर्कल ट्री पाथ ऑथेंटिकेशन
- नलिफ़ायर गणना
- मूल्य संरक्षण समीकरण
पूर्ण सर्किट जटिलता ~2 मिलियन कंस्ट्रेंट्स है।
प्रूफ़ जनरेशन में Groth16 का उपयोग होता है, जिसमें शामिल हैं:
- FFT कैलकुलेशन्स
- मल्टी-स्केलर मल्टीप्लिकेशन
- EC पेयरिंग्स
लैपटॉप पर, एक प्रूफ़ जनरेट करने में ~1–2 सेकंड लगते हैं (Orchard में Pallas/Vesta कर्व्स के साथ ऑप्टिमाइज्ड)।
कभी-कभी उल्लेखित तथ्य:
Sapling सर्किट रेंज कंस्ट्रेंट्स के लिए बिट डीकंपोज़िशन का उपयोग करता है, जिससे कंस्ट्रेंट काउंट बहुत बढ़ जाता है; Orchard ने इसे Halo 2 के PLONKish अरीथमेटाइजेशन से बदलकर जटिलता को काफी घटा दिया।
6. Lelantus Spark (Firo) — एक कम सराहा गया ZK सिस्टम
Firo का “Spark” सिस्टम तकनीकी रूप से अत्यंत उन्नत है, लेकिन सार्वजनिक रूप से कम जाना जाता है।
मुख्य नवाचार:
- पूरी तरह ZK (कोई रिंग सिग्नेचर्स नहीं)।
- One-of-Many Proofs का उपयोग:
प्रूवर साबित करता है कि वे N में से एक नोट के मालिक हैं, प्रूफ का आकार N में लघुगणकीय होता है। - कोई ट्रस्टेड सेटअप नहीं।
- Pedersen कमिटमेंट्स के माध्यम से राशि छिपाई जाती है।
- Spark एड्रेस unlinkable हैं, यहां तक कि जो नोड्स चेन विश्लेषण करते हैं उनके लिए भी।
Spark में निम्नलिखित भी शामिल हैं:
- Address Reissuing:
मालिक एड्रेस को रीफ्रेश कर सकते हैं, नियंत्रण बनाए रखते हुए, जिससे मेटाडेटा लीक कम होता है। - Universal Binding:
एक ही कमिटमेंट के लिए एक से अधिक क्रिप्टोग्राफिक बाइंडिंग का उपयोग करके दुष्ट इन्फ्लेशन को रोकता है।
कम ज्ञात तथ्य:
Spark का डिज़ाइन “partial spend proofs” से उत्पन्न हमले की सतह को कम करता है, जिसने पहले कुछ प्राइवेसी प्रोटोकॉल्स को निश्चित ह्युरिस्टिक्स के तहत लिंक करने योग्य बनाया था।
7. Aleo — सिर्फ ZK लेन-देन नहीं, ZK निष्पादन
Aleo केवल एक प्राइवेट कॉइन नहीं है — यह एक L1 ब्लॉकचेन है जिसमें पूर्णतः निजी स्मार्ट कॉन्ट्रैक्ट्स हैं।
यह कैसे काम करता है:
- प्रोग्राम Leo में लिखे जाते हैं, जो Rust जैसी DSL है और R1CS में कंपाइल होती है।
- निष्पादन ऑफ-चेन होता है।
- पूरी निष्पादन ट्रेस का प्रतिनिधित्व करने वाला zk-STARK प्रूफ़ बनाया जाता है।
- माइनर्स/वैलिडेटर्स प्रूफ को वेरिफाई करते हैं और स्टेट अपडेट करते हैं।
यह प्रभावी रूप से है:
एक वैश्विक, वेरिफ़िएबल, एन्क्रिप्टेड वर्चुअल मशीन।
कम ज्ञात तथ्य:
Aleo हाइब्रिड प्रूविंग सिस्टम का उपयोग करता है:
- ट्रांसपेरेंसी के लिए STARKs
- प्रूफ़ साइज़ घटाने के लिए SNARK रिकर्शन (Kimchi/Halo-स्टाइल)
यह हाइब्रिड दृष्टिकोण दुर्लभ और तकनीकी रूप से जटिल है।
8. Altcoin पैमाने पर ZKPs लागू करना क्यों कठिन है
8.1 प्रूफ़ की लागत
zk-SNARK प्रूफ़ बनाने के लिए आवश्यक है:
- लाखों अंकगणितीय कंस्ट्रेंट्स
- बड़े फाइनाइट फील्ड्स पर FFTs
- मल्टी-स्केलर EC मल्टीप्लिकेशन
ऑप्टिमाइजेशन के बावजूद:
- प्रूफ़ जनरेशन CPU-बाउंड हो सकता है।
- मेमोरी उपयोग उच्च होता है (पुराने सिस्टम्स पर कई सौ MB)।
8.2 ट्रस्टेड सेटअप समस्याएँ
Groth16 का उपयोग करने वाले कॉइन्स को ट्रस्टेड सेटअप की आवश्यकता होती है।
यदि टॉक्सिक वेस्ट नष्ट न किया जाए, तो एक हमलावर कर सकता है:
→ अनंत नकली कॉइन्स बनाना
बिना पता चले।
Zcash ने वास्तव में मल्टी-पार्टी सेरेमनी का उपयोग किया; अंतिम टॉक्सिक वेस्ट (रिपोर्ट के अनुसार) भौतिक एंट्रॉपी एक्सट्रैक्शन और सख्त OPSEC के साथ नष्ट किया गया…
लेकिन एक भी बेईमान प्रतिभागी प्रणाली को खतरे में डालने के लिए पर्याप्त होता।
8.3 सर्किट बग्स एक कॉइन को खत्म कर सकते हैं
यदि किसी प्राइवेसी सिस्टम के सर्किट में कोई अप्रकट बग हो जो इन्फ्लेशन सक्षम करता है, तो नोड्स नकली कॉइन्स का पता नहीं लगा सकते।
यह प्रारंभिक Zcash में हुआ था (शोषण से पहले ठीक किया गया)।
एक सूक्ष्म अंकगणितीय कंस्ट्रेंट त्रुटि पूरे इकोसिस्टम को दिवालिया कर सकती है।
9. ZK कॉइन्स का भविष्य
तकनीकी रूप से संभावित रुझान:
- Recursive proofs जो बैच लेन-देन वेरिफिकेशन की अनुमति देते हैं।
- Hybrid STARK–SNARK systems, जैसे Aleo में, प्रूफ़ साइज़ घटाने के लिए।
- हार्डवेयर एक्सेलेरेशन GPU और ASIC के माध्यम से प्रूफ़ जनरेशन के लिए।
- प्रोग्रामेबल प्राइवेसी, चयनात्मक खुलासे की अनुमति देने के लिए।
- मोबाइल-फ्रेंडली ZK सर्किट्स (वर्तमान सर्किट बहुत भारी हैं)।
कुछ शोध प्रयोग:
- ZK-एन्क्रिप्टेड मेमपूल्स
- ZK-आधारित P2P मैचिंग इंजन
- ZK-आधारित DEXs बिना ऑर्डर बुक्स को प्रकट किए
इन्हें पहले से ही Penumbra और Mina जैसे प्रोजेक्ट्स में प्रोटोटाइप किया जा रहा है।
10. वास्तविक दुनिया में ZK-आधारित प्राइवेसी कॉइन्स पर हमले और कमजोरियाँ
भले ही ZK सिस्टम प्राइवेसी और सहीपन सुनिश्चित करने का लक्ष्य रखते हैं, इतिहास दिखाता है कि क्रिप्टोग्राफिक जटिलता अक्सर नई हमले की सतहें पैदा करती है।
नीचे सबसे महत्वपूर्ण वास्तविक, दस्तावेजीकृत, और अक्सर कम चर्चा की गई समस्याएँ दी गई हैं।
10.1 Zcash नकली कॉइन जोखिम (2018)
Zcash Sapling सर्किट में एक गंभीर कमजोरी पाई गई:
- zk-SNARK सर्किट के अंदर एक पैरामीटर गलत तरीके से सीमित था।
- इससे एक हमलावर नकली शील्डेड कॉइन्स बना सकता था।
- ये कॉइन्स अप्रत्यक्ष होते क्योंकि सभी शील्डेड वैल्यूज़ छिपी होती हैं।
मुख्य तथ्य:
- खोज क्रिप्टोग्राफर Ariel Gabizon ने की।
- Sapling में सार्वजनिक शोषण से पहले ही ठीक किया गया।
- Zcash ने कभी नहीं बताया कि Sprout पूल में कितने (यदि कोई) नकली कॉइन्स बनाए गए, क्योंकि यह गणितीय रूप से जाँचना असंभव है।
यह घटना सबसे मजबूत वास्तविक उदाहरण है:
ZK सिस्टम की कमजोरियाँ = विनाशकारी, अप्रत्यक्ष मुद्रास्फीति।
इसने प्रोटोकॉल परिवर्तनों को प्रेरित किया:
- नए सर्किट्स (Sapling, Orchard)
- अधिक मॉड्यूलर कंस्ट्रेंट सिस्टम
- तैनाती से पहले अधिक पीयर-रिव्यू
10.2 MimbleWimble पर अकादमिक हमला (2019)
MimbleWimble (Grin/Beam में उपयोग) zk-SNARKs का उपयोग नहीं करता लेकिन Pedersen commitments + cut-through + no addresses का उपयोग करता है।
एक शोधकर्ता (Ivan Bogatyy) ने दिखाया:
- लगभग 200 नोड्स के साथ नेटवर्क को वास्तविक समय में मॉनिटर करके,
- वह 96% Grin लेन-देन को भेजने वाले और प्राप्त करने वाले से लिंक कर सकता था।
यह ZK गणित में कोई दोष नहीं था, बल्कि इसमें दोष था:
- लेन-देन एकत्रीकरण मॉडल
- “डेकोय” इनपुट्स की कमी
- नेटवर्क-स्तरीय मेटाडेटा का खुलासा
महत्वपूर्ण सीख:
प्राइवेसी सिर्फ प्रूफ़ में नहीं है — नेटवर्क टोपोलॉजी लीक भी पूरी ZK गणित को डी-अनोनिमाइज कर सकती है।
10.3 प्रूवर कार्यान्वयन में टाइमिंग लीक
कुछ ZKP कार्यान्वयन (विशेषकर पुराने SNARK सर्किट्स) टाइमिंग पैटर्न लीक करते हैं:
उदाहरण:
- जब कई इनपुट्स वाले लेन-देन का प्रूफ़ किया जाता है, CPUs या GPUs में पहचानने योग्य समय परिवर्तन होते हैं।
- नोड-स्तरीय एक्सेस वाला पर्यवेक्षक खर्च किए जा रहे नोट्स की संख्या का अनुमान लगा सकता है, जिससे प्राइवेसी सेट्स कम हो जाते हैं।
यह आंशिक रूप से शुरुआती Zcash क्लाइंट्स में देखा गया था।
कारण:
SNARK प्रूवर्स अक्सर FFTs और मल्टी-स्केलर मल्टीप्लिकेशंस का उपयोग करते हैं, जहां इनपुट-निर्भर संरचना रनटाइम को प्रभावित करती है।
10.4 हाइब्रिड सिस्टम्स में मल्टी-कर्व जोखिम
Aleo जैसे प्रोजेक्ट्स उपयोग करते हैं:
- STARKs → फिर SNARK रिकर्शन के साथ संपीड़न (Kimchi/Halo/KZG पॉलीनोमियल कमिटमेंट्स)।
एक कम चर्चा किया गया जोखिम:
यदि रिकर्शन स्टैक में कोई भी कर्व या पॉलीनोमियल कमिटमेंट स्कीम टूटती है,
तो पूरा सिस्टम संवेदनशील हो जाता है।
यह “मल्टी-कर्व Fragility” मार्केटिंग सामग्री में लगभग कभी नहीं बताई जाती।
11. प्राइवेसी कॉइन ZK सर्किट डिजाइन करना (सामान्य ब्लूप्रिंट)
यहां एक वास्तविक तकनीकी ब्रेकडाउन है कि डेवलपर्स वास्तव में ZK प्राइवेसी प्रोटोकॉल कैसे बनाते हैं।
स्टेप 1: अंकगणितीय मॉडल चुनें
- R1CS (Zcash Sapling)
- PLONKish (Halo 2, Orchard)
- AIR/FRI (STARKs)
प्रत्येक के फायदे और नुकसान:
- R1CS → समझने में आसान, भारी कंस्ट्रेंट्स।
- PLONK → लचीला, कस्टम गेट्स का समर्थन करता है।
- STARK → कोई ट्रस्टेड सेटअप नहीं, लेकिन बड़े प्रूफ़।
स्टेप 2: फाइनाइट फील्ड चुनें
उदाहरण:
- BLS12-381 स्केलर फील्ड (255-बिट) SNARKs के लिए।
- Goldilocks फील्ड (64-बिट फ्रेंडली) STARKs के लिए (Polygon Miden, RISC Zero में उपयोग)।
फील्ड चयन सीधे प्रभावित करता है:
- सर्किट आकार
- हार्डवेयर एक्सेलेरेशन
- प्रूफ़िंग स्पीड
स्टेप 3: क्रिप्टोग्राफिक कमिटमेंट्स बनाएं
एक सामान्य Altcoin उपयोग करेगा:
- वैल्यूज़ के लिए Pedersen commitments
- Merkle paths के लिए SHA-आधारित कमिटमेंट्स
- सर्किट्स में Poseidon/Rescue हैश (FFT-फ्रेंडली)
कम ज्ञात विवरण:
Zcash ने SHA-256 सर्किट्स से हटा दिया क्योंकि SHA-256 constraint count में अत्यंत महंगा है — प्रत्येक हैश पर 25,000 से अधिक कंस्ट्रेंट्स।
Poseidon इसे ~150 कंस्ट्रेंट्स तक घटा देता है।
स्टेप 4: स्वामित्व का प्रूफ़ (खर्च प्राधिकरण) लागू करें
सामान्यतः इसमें शामिल होता है:
- कुंजी व्युत्पन्न की जाँच
- प्राइवेट की का ज्ञान सत्यापित करना
- रिप्ले हमलों को रोकना
Zcash RedJubjub का उपयोग करता है, एक SNARK-फ्रेंडली सिग्नेचर स्कीम (EdDSA-स्टाइल लेकिन SNARKs के लिए अनुकूलित)।
स्टेप 5: Nullifier लॉजिक लागू करें
Nullifier = खर्च किए गए नोट के लिए एक निर्धारिक अद्वितीय टैग।
ZK सर्किट को यह सुनिश्चित करना चाहिए:
- प्रत्येक नोट केवल एक nullifier उत्पन्न करे।
- Nullifier नोट की पहचान प्रकट न करे।
- Nullifier कई खर्च करने की अनुमति न दे।
यह हिस्सा अत्यंत त्रुटिपूर्ण है — और Zcash के सबसे बड़े बग का कारण।
स्टेप 6: बैलेंस समीकरण बनाएँ
साबित करें:
inputs_commitments_sum = outputs_commitments_sum
साथ ही रेंज प्रूफ़्स:
- वैल्यूज़ ≥ 0
- वैल्यूज़ < 2⁶⁴
आधुनिक सिस्टम्स में, रेंज कंस्ट्रेंट्स उपयोग करते हैं:
- PLONK लुकअप आर्गुमेंट्स
- सर्किट्स में Bulletproofs
- कस्टम गेट्स
स्टेप 7: अंतिम एग्रीगेशन और प्रूफ़ जनरेशन
SNARK उदाहरण:
- सर्किट कंपाइल करें → QAP पॉलीनोमियल
- पॉलीनोमियल मूल्यांकन के लिए FFT करें
- मल्टी-स्केलर मल्टीप्लिकेशंस करें
- प्रूफ़ आउटपुट करें
- ऑन-चेन/वेरिफायर नोड्स मिलीसेकंड में सत्यापित करें
STARK उदाहरण:
- निष्पादन ट्रेस बनाएँ
- FRI कमिटमेंट्स लागू करें
- बड़ा लेकिन पारदर्शी प्रूफ़ आउटपुट करें
- हैशिंग ऑपरेशंस के साथ सत्यापित करें
12. ZK हार्डवेयर एक्सेलेरेशन (एक गेम चेंजर)
अधिकांश उपयोगकर्ताओं को यह पता नहीं है कि ZKP प्रूविंग धीरे-धीरे हार्डवेयर-आर्म्स रेस बनती जा रही है:
GPU प्रूविंग
- FFT और MSM ऑपरेशन GPU पर बेहद अच्छी तरह मैप होते हैं।
- Aleo के टेस्टनेट में >50% प्रूविंग थ्रूपुट कंज्यूमर-ग्रेड GPU (RTX सीरीज) पर किया गया।
ASIC प्रूविंग
कई कंपनियां (Ingonyama, Cysic) ZKP-ओरिएंटेड ASIC डिज़ाइन कर रही हैं:
- MSM यूनिट्स
- पॉलीनोमियल इवैल्यूएशंस
- मर्कल पाथ कम्प्यूटेशन
सांख्यिकीय रूप से महत्वपूर्ण विवरण:
- एक विशेष ASIC प्रूवर CPU की तुलना में 20–50× तेज़ SNARK प्रूफ़ जनरेट कर सकता है।
इसका मतलब है कि प्राइवेसी कॉइन्स का भविष्य विशेष हार्डवेयर इकोसिस्टम पर काफी निर्भर हो सकता है, बिलकुल बिटकॉइन माइनिंग की तरह।
13. ZK कॉइन्स में ट्रांसपेरेंट ऑडिटिंग की समस्या
प्राइवेसी कॉइन्स एक विरोधाभास का सामना करते हैं:
- उपयोगकर्ता प्राइवेसी चाहते हैं।
- डेवलपर्स को यह सुनिश्चित करने की आवश्यकता है कि कोई मुद्रास्फीति या छिपी कमजोरियाँ नहीं हैं।
- ZK सब कुछ छिपाता है।
कई तकनीकें इसे हल करने का प्रयास करती हैं:
13.1 व्यूइंग कीज़ (Zcash, Aztec)
ऑडिटर्स को विशेष खातों की जांच करने की अनुमति देती हैं बिना अन्य खातों को उजागर किए।
13.2 सप्लाई ऑडिट
- Zcash पारदर्शी पूल सप्लाई का ऑडिट कर सकता है।
- शील्डेड पूल सप्लाई सीधे ऑडिट नहीं की जा सकती।
- डेवलपर्स सर्किट की शुद्धता पर भरोसा करते हैं ताकि कोई मुद्रास्फीति न हो।
यही कारण है कि ZK प्रोटोकॉल बग्स अस्तित्वगत खतरे हैं।
14. कम ज्ञात लेकिन महत्वपूर्ण क्रिप्टोग्राफिक तथ्य
14.1 मूल ZKP पेपर्स इंटरैक्टिव प्रोटोकॉल का उपयोग करते थे
आधुनिक SNARKs नॉन-इंटरैक्टिव हैं (Fiat–Shamir ह्यूरिस्टिक के माध्यम से)।
लेकिन शुरुआती ZKPs में कई राउंड की कम्युनिकेशन आवश्यक थी।
14.2 Fiat–Shamir पूरी तरह सुरक्षित नहीं है
यदि Fiat–Shamir में उपयोग किया गया हैश फंक्शन टूटा हुआ या मालेबल है,
तो साउंडनेस ध्वस्त हो सकता है।
इसका प्रभाव हर SNARK-आधारित प्राइवेसी कॉइन पर पड़ता है।
14.3 STARKs केवल हैश फंक्शंस पर आधारित हैं
इसका मतलब:
- इन्हें पोस्ट-क्वांटम सुरक्षित माना जाता है।
- उनकी सुरक्षा केवल हैश की collision resistance पर निर्भर करती है (जैसे Rescue, Poseidon)।
14.4 Recursive प्रूफ्स ब्लॉकचेन लोड कम करते हैं
Halo 2 (Zcash Orchard में उपयोग) अनुमति देता है:
- प्रूफ्स जो अन्य प्रूफ्स को वेरिफाई करते हैं
- अनंत रिकर्शन
- कोई ट्रस्टेड सेटअप नहीं
यह SNARK सिस्टम की कई पिछली सीमाओं को खत्म कर देता है।
15. तुलना तालिका: प्रमुख प्राइवेसी ऑल्टकॉइन्स में ZK सिस्टम्स
| प्रोजेक्ट | ZK प्रकार | ट्रस्टेड सेटअप | प्रूफ आकार | प्रूविंग समय | नोट्स |
|---|---|---|---|---|---|
| Zcash Orchard | Halo 2 (PLONKish) | कोई नहीं | ~1.4 KB | ~3–5 सेकंड | सबसे परिपक्व इकोसिस्टम |
| Firo Spark | One-of-Many + Pedersen | कोई नहीं | ~5–25 KB | तेज़ | बहुत मजबूत प्रेषक प्राइवेसी |
| Aleo | STARK + SNARK रिकर्शन | कोई नहीं | ~100–200 KB | भारी | ZK स्मार्ट कॉन्ट्रैक्ट्स |
| Mina | Recursive SNARK | ट्रस्टेड सेटअप | ~22 KB | मध्यम | हमेशा 22 KB ब्लॉकचेन |
| Aztec (pre-v2) | zk-SNARK | ट्रस्टेड सेटअप | <500 B | मध्यम | हाइब्रिड रोलअप प्राइवेसी |
| Monero | कोई ZK नहीं | लागू नहीं | ~2 KB प्रति लेन-देन | लागू नहीं | रिंग सिग्नेचर + बुलेटप्रूफ्स |
Monero केवल तुलना के लिए शामिल किया गया है — यह zero-knowledge प्रूफ्स का उपयोग नहीं करता, जो कई शुरुआती लोगों को आश्चर्यचकित करता है।
16. प्राइवेसी कॉइन्स में ZKPs के उपयोग के वास्तविक ट्रेड-ऑफ़्स
फायदे
- गणितीय गारंटी के साथ अधिकतम प्राइवेसी।
- प्रेषक, प्राप्तकर्ता और राशि को एक साथ छिपाने की क्षमता।
- प्रूफ्स किसी के द्वारा भी सत्यापित किए जा सकते हैं।
नुकसान
- भारी कंप्यूटेशनल लागत।
- सर्किट बग से जोखिम (मुद्रास्फीति)।
- बड़े लेन-देन (Groth16 को छोड़कर)।
- हल्के वॉलेट में एकीकरण मुश्किल।
- अधिक जटिल क्रिप्टोग्राफी → कम विशेषज्ञ इसे समझते हैं → ऑडिट धीमे।
एक कम चर्चित समस्या:
ZK सिस्टम वॉलेट डिटरमिनिज़्म लीक बढ़ाते हैं:
प्रूविंग पैटर्न वॉलेट हार्डवेयर, CPU/GPU प्रकार, या यहां तक कि OS भी प्रकट कर सकते हैं, जो चेन निगरानी एजेंसियों के लिए मेटाडेटा प्रदान करता है।
17. अगले 5 वर्षों में ZK-आधारित प्राइवेसी की संभावित दिशा
सबसे संभावित दिशाएँ:
17.1 यूनिवर्सल प्राइवेसी लेयर्स
L1 में प्राइवेसी बिल्ड करने के बजाय:
- Aztec, Penumbra और RAILGUN जैसी नेटवर्क मौजूदा चेन के लिए प्राइवेसी प्रदान करने का लक्ष्य रखते हैं।
- यह ऑल्टकॉइन्स में विखंडन से बचाता है।
17.2 ZK को-प्रोसेसर
साइड-कार डिवाइस जो वॉलेट या नोड्स के लिए सभी SNARK/STARK गणनाओं को संभालते हैं।
17.3 अनुकूली प्राइवेसी (उपयोगकर्ता चयन योग्य)
उपयोगकर्ता चुनिंदा रूप से उजागर कर सकते हैं:
- राशि
- प्रेषक
- प्राप्तकर्ता
- मेमो फील्ड्स
केवल कानूनी या व्यावसायिक आवश्यकता होने पर।
17.4 पूर्णतः प्राइवेट स्मार्ट कॉन्ट्रैक्ट इकोसिस्टम्स
Aleo, Aztec 3 और Penumbra इस दिशा में सक्रिय रूप से नवाचार कर रहे हैं।
17.5 SNARK-फ्रेंडली टोकन स्टैंडर्ड्स
उदाहरण: ZK-ERC20 जिसमें:
- एन्क्रिप्टेड बैलेंस
- ZK ट्रांसफर प्रूफ्स
- Ethereum टूलिंग के साथ संगतता
यह संभवतः पहला वास्तविक मुख्यधारा ZK अपनाना होगा।
18. अंतिम विचार
जीरो-नॉलेज प्रूफ्स मूल रूप से यह परिभाषित करते हैं कि ब्लॉकचेन इकोसिस्टम में “प्राइवेसी” का क्या अर्थ है।
ये जादू नहीं हैं, और इनके साथ इंजीनियरिंग खतरें, क्रिप्टोग्राफिक जटिलताएं और परिचालन जोखिम आते हैं।
लेकिन ये कुछ ऐसा संभव बनाते हैं जो कोई अन्य सिस्टम नहीं कर सकता:
गणितीय रूप से प्रमाणित प्राइवेसी के साथ गणितीय रूप से प्रमाणित सटीकता।
प्राइवेसी-केंद्रित ऑल्टकॉइन्स के लिए, ZKPs सर्वोत्तम ढाल और यदि खराब लागू किए गए तो सर्वोत्तम जोखिम दोनों हैं।
सटीक क्रिप्टोग्राफिक मैकेनिज़्म—कमिटमेंट्स, सर्किट्स, अंकगणन, प्रूफ सिस्टम—को समझना प्राइवेसी कॉइन्स का मूल्यांकन करने के लिए महत्वपूर्ण है, केवल मार्केटिंग कथाओं से परे।
