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有趣的「零知识有条件支付」:真正完美的“一手交钱一手交货”是什么样的?
发表于 2019-01-29 11:43:26
假如我们现在要做一笔交易,我想把自己的数据卖给你,怎样交易才是最安全的?
显然这里会有两个问题:

1、因为我卖的是数据,显然不能直接给你,否则你得到数据后直接跑了怎么办?
2、但我显然也不能先拿你的钱,因为可能我给你的数据是不符合你要求的,或者我拿了钱之后就跑了。

要解决上面这个问题,零知识证明和区块链就可以派上用场了。在这篇文章里,安比(SECBIT)实验室创始人郭宇尽可能用普通人能听懂的语言,完整讲解了这样一个有趣的解决方案:零知识有条件支付。

很少能有像郭老师这样的、拥有学术背景的的从业者,能为我们这些小白亲自讲解一个具体的技术原理。这篇文章看三遍一定能看懂,同学们抓住这次机会,好好学习吧~

以下为正文:

Bitcoin Core团队的 Greg Maxwell 早在2011年的时候就提到了一个非常非常牛的概念:

ZKCP — “零知识有条件支付”

https://en.bitcoin.it/wiki/Zero_Knowledge_Contingent_Payment

这个概念意味着什么呢?

简单点讲,就是在没有 *信任第三方* 的场合下达成 *完美公平地* “一手交钱一手交货”的方案。

这里敲黑板,上面这句话我用了三个学术黑话。想象一个交易场景,如果交易双方在没有信任第三方在场的情况下,谁也不愿意先出手付款/交货给对方,否则对方会跑路。一手交钱一手交货就意味着:付款/交货 动作必须具备原子性(大白话:要么交换完成,要么不交换,不给任何一方赖账的空间)。 

所谓完美公平是指任何一方都没办法占更多的小便宜。不过这个概念并不是 Greg 的原创想法,这是一个古老的话题,早在80年代起就有很多学者在研究如何做到完美公平交易。但是长期以来,大家一致认为一个受信任的第三方是必不可少的。后来等到比特币诞生,Greg 敏锐地发现利用比特币这一个 *无需信任的第三方* 可以做到。 

在2016年发表的一篇博文里,Greg宣布 伙同 ZCash 团队的 Sean Bowe 等人一起演示了如何借助比特币这个系统(作为一个 Trustless 第三方)做到一次完美公平交易,这次 Demo演示了如何完美公平地交易一个16x16的数独答案。 

接下来请原谅我用十分晦涩难懂的语言讲讲 ZKCP 原理。

Greg 的 ZKCP 方案使用了 zksnarks 技术,首先大家需要了解 zksnarks 能干什么。传说中的 zksnarks 能提供一个零知识证明,证明什么呢?证明一个已知算法的计算过程是否真实发生过(大白话:一段地球人都知道的程序代码是否运行过)。

这个计算过程可以发生在遥远的星球上,程序运行过程附带产生一个证明,这个证明可以发回地球进行验证,如果验证通过,那么我们可以知道:在遥远星球上确实运行过某个已知程序,并且程序的输入是某一个未知数。

最难的部分已经讲完了,如果没看懂就不要继续往下看了。 

假设卖家A,买家B 要交易一个数 D,这时候买家 B 要提前知道 D 是否是他想要的,B会提供一个函数 F() 来判断 D 符合不符合 B 的要求。A 拿到 F 之后,运行一下 F(D),如果返回true,那么A 继续用一个加密函数 E() 得到密文 D’=E(K, D),这里 K 是 A 为了这笔交易新生成的随机数,然后 A 计算 HASH(K) = H。

接下来 A 交给 B 三样东西,第一个是密钥的哈希值 H,第二个是加密数据 D’, 第三个是用zksnarks产生的计算过程证明。计算过程就是: F(D)=true; E(K,D)=D’,HASH(K)=H。最后 B 构造一个比特币脚本:声明任何提供 H 的 Preimage 的人(也就是说,任何拥有 K 的人)可以花掉脚本所带的0.1 BTC。A 最后发起一笔交易,提供 K, 提走钱;B从区块链上看到 K,解密 D’ 得到 D。  

我们回头看,比特币脚本提供了一个原子操作(大白话:实现了密钥和BTC的一手交钱,一手交货);同时 zksnarks 技术提供了零知识证明,保证 B 的BTC没有被 A 提走之前 B 得不到 D 的,做到了完美公平性。

(完)

本文作者:安比(SECBIT)实验室创始人郭宇


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