2026/2/12 18:38:59
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网站空间被挂马,如何创建html文件,百度百科怎么创建,旅游网站哪个好标签#xff1a; #密码学 #ZeroKnowledge #Python #区块链 #隐私计算 #Web3#x1f6aa; 一、 核心隐喻#xff1a;阿里巴巴的山洞
如果不使用数学公式#xff0c;如何向别人解释 ZK#xff1f;最经典的例子是 “阿里巴巴与四十大盗的山洞”。
场景设定
Peggy (证明者)#密码学 #ZeroKnowledge #Python #区块链 #隐私计算 #Web3 一、 核心隐喻阿里巴巴的山洞如果不使用数学公式如何向别人解释 ZK最经典的例子是“阿里巴巴与四十大盗的山洞”。场景设定Peggy (证明者)声称自己知道打开密门的咒语密码。Victor (验证者)想验证 Peggy 是否在吹牛但他不能听到咒语。山洞是一个环形入口分叉为A 通道和B 通道。深处有一道石门只有念咒语才能打开连通 A 和 B。验证流程承诺 (Commitment)Victor 站在洞口背过身。Peggy 随机走进 A 或 B 通道比如进了 A。挑战 (Challenge)Victor 转过身大喊“Peggy从B 通道出来”响应 (Response)如果 Peggy真的知道咒语她打开石门从 B 出来即使她刚才是从 A 进去的。如果 Peggy不知道咒语她只能祈祷自己刚才恰好走进了 B。如果她进了 A她就过不去了验证失败。为什么有效一次实验Peggy 靠运气骗过 Victor 的概率是 50%。连续重复20 次Peggy 全靠运气的概率是 。只要次数足够多Victor 就能以极高的置信度相信 Peggy 知道密码且整个过程 Victor从未听到过咒语。交互式证明流程图 (Mermaid):Victor (验证者)Peggy (证明者)Victor (验证者)Peggy (证明者)轮次 1验证通过 (置信度 50%)... 重复 N 轮 ...轮次 N验证通过 (置信度 99.99%)随机选择路径 A我进去了 (承诺)请从 B 出来! (挑战)打开密门走到 B从 B 走出 (响应)随机选择路径 B我进去了请从 A 出来!打开密门走到 A从 A 走出 二、 数学原理Schnorr 协议隐喻只能讲逻辑真正在计算机里跑的是数学。最简单的 ZK 实现是基于离散对数难题的 Schnorr 身份认证协议。核心公式假设是生成元 是大质数公开常数。是私钥Peggy 的秘密。是公钥满足 Victor 知道 但算不出 。证明过程三步走Commitment (承诺):Peggy 生成一个随机数 计算 。把 发给 Victor。相当于“我进洞了”Challenge (挑战):Victor 生成一个随机数 挑战值。把 发给 Peggy。相当于“从 B 出来”Response (响应):Peggy 计算 。把 发给 Victor。Verification (验证):Victor 验证等式 是否成立。为什么能验证如果等式成立说明 Peggy 确实用了 来计算 但 Victor 只看到了 这三个数混在一起无法反推出 。 三、 Python 代码实战让我们用 Python 模拟这个过程。importrandomclassZKProofSystem:def__init__(self):# 0. 公共参数 (模拟的小质数实际应用中非常大)self.p7919# 大质数self.g2# 生成元defgenerate_keypair(self):生成私钥和公钥private_keyrandom.randint(1,self.p-1)# x (秘密)public_keypow(self.g,private_key,self.p)# y g^x mod preturnprivate_key,public_key# --- 角色扮演 ---classProver:def__init__(self,sys,x):self.syssys self.xx# 私钥绝对不能泄露self.r0# 临时随机数defcreate_commitment(self):第一步生成承诺 t g^rself.rrandom.randint(1,self.sys.p-1)tpow(self.sys.g,self.r,self.sys.p)returntdefcreate_response(self,c):第三步计算响应 z r c * x# 注意这里是在指数层面的计算严格来说应该模 (p-1)但为了演示简化逻辑# 实际 Schnorr 协议中 z (r c * x) mod (p-1)zself.rc*self.xreturnzclassVerifier:def__init__(self,sys,y):self.syssys self.yy# 只知道公钥defcreate_challenge(self):第二步生成随机挑战 creturnrandom.randint(1,100)defverify(self,t,c,z):第四步验证 g^z t * y^c# 左边 g^zlhspow(self.sys.g,z,self.sys.p)# 右边 t * y^crhs(t*pow(self.y,c,self.sys.p))%self.sys.preturnlhsrhs# --- 运行模拟 ---if__name____main__:# 初始化系统zkZKProofSystem()print(f[*] 系统参数: p{zk.p}, g{zk.g})# 1. 密钥生成secret_password,public_idzk.generate_keypair()print(f[*] Peggy 的秘密 (x):{secret_password})print(f[*] Victor 知道的公钥 (y):{public_id})print(-*30)# 2. 实例化角色peggyProver(zk,secret_password)victorVerifier(zk,public_id)# 3. 开始交互# Step 1: 承诺commitment_tpeggy.create_commitment()print(f[1] Peggy 发送承诺 t:{commitment_t})# Step 2: 挑战challenge_cvictor.create_challenge()print(f[2] Victor 发送挑战 c:{challenge_c})# Step 3: 响应response_zpeggy.create_response(challenge_c)print(f[3] Peggy 发送响应 z:{response_z})# Step 4: 验证resultvictor.verify(commitment_t,challenge_c,response_z)ifresult:print(\n✅ 验证成功Victor 确信 Peggy 知道密码但他依然不知道密码是多少。)else:print(\n❌ 验证失败) 四、 零知识证明的未来上面的 Schnorr 协议是交互式的需要一来一回。在区块链中我们更多使用非交互式零知识证明 (NIZK)如zk-SNARKs。它通过复杂的数学变换多项式承诺让 Peggy 直接生成一段 ProofVictor 随时随地都能验证无需实时在线。ZK 的应用场景Layer 2 扩容 (zk-Rollup)链下计算几千笔交易只把一个轻量的 ZK 证明提交到以太坊主网Gas 费降低 90%。隐私交易转账时隐藏发送方、接收方和金额如 Tornado Cash。身份认证证明“我已满 18 岁”而无需出示写有出生年月日和家庭住址的身份证。 总结零知识证明看似悖论实则是概率与数论的完美结合。它解决了数字世界中**“信任”与“隐私”**的终极矛盾。如果你看懂了上面的 Python 代码恭喜你你已经迈入了 Web3 最硬核技术的大门。Next Step:尝试了解Circom语言和SnarkJS。这是一个可以让你编写电路逻辑并生成真实 zk-SNARK 证明的开发工具栈试着写一个“证明我知道方程 的解但不告诉你是 3”的小程序。