从应用角度来讲，zk 有两个非常重要的方向：

隐私性——zk 做到了信息的隐私性。在交易中，如果你需要证明拥有某种未花费的资产，但是又不想暴露资产的整个来源去向，zk 可解决比特币等区块链平台中交易透明性带来的信息泄露，如转账地址和金额。

可拓展性——若某个区块直接验证的时间很长，可改为由一人验证并生成证明，而网络中的其他人快速验证该证明，而不再需要每个人都花很长时间来直接验证。

zk 主要有两种类型：zkSNARK（简洁非交互式零知识证明）和 zkSTARK（简洁全透明零知识证明）。zkSNARK 的概念最早于 2013 年被学者提出，目前已比较成熟，Zcash 是首个应用 zkSNARK 技术的区块链项目。

本文主要通过引入链上隐私的未来，从而引出“zk隐私的未来”“zk隐私的生态”，带大家全面了解zk隐私和项目。

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链上隐私的未来

We shall be there, we will be there.

— Crypto Hilbert (a.k.a. me)

没有隐私，整个 web3 革命毫无意义。很难争论 web3 如何在没有隐私的情况下赋予每个人的主权，以及 web3 如何在没有隐私的情况下逃脱资本主义的监控。那么web3链上隐私未来发展有哪些方向呢？

方向 1：为普通用户打造更好的产品，而不仅仅是黑客

在一个没有权限的系统中，几乎不可能绝对地防止不良分子。然而，我们应该为普通用户建立更好的产品，但不只是黑客。我想在这里引用@dankrad的推文：

Tornado.cash 的设计有以下两个产品功能对普通用户不太友好：

其一，在 Tornado.cash Nova 之前，用户必须使用固定的数额（0.1 ETH、1ETH、10 ETH、100 ETH），用户无法根据自己实际情况输入，降低了用户的体验感。

其二，Tornado.cash 在 L1 中需要巨额的 gas 费用。1个 Tornado.cash 的存款在以太坊上大约是100 万 gas 费。所以 50 GWEI 时 0.05 ETH，100 GWEI 时 0.1 ETH。高额的 gas 费对普通用户来说并不完全友好。

幸运的是，以上两点都有很好的技术解决方案。像 ZCash、Tornado.cash Nova、MantaPay 这样的协议不需要必须使用固定的数额。而且，通过在L2上部署隐私解决方案，甚至建立像ZKOPRU这样的隐私专用L2，Gas费用问题也会得到很大的缓解。

方向 2：更多隐私杀手应用

Web3的隐私使用案例远远超出了将令牌包装成隐私令牌。事实上，从用户的角度来看，他需要将公共令牌包装成私人令牌以获得隐私，并需要将其解包为公共令牌以获得使用，这是一个糟糕的用户体验。一个正常的用户应该只是 "按原样 "使用私有令牌，并在许多不同的Web3应用程序中使用它。

（隐私用例，来源：Manta 的首席技术官Brandon Gomes ，参见他的Polkadot Decoded Talk 2022）

事实上，在许多应用中，隐私是一种必需品，而不仅仅是拥有的好处。比如说：

**DeFi ：**金融隐私是高价值的用例之一。许多用户避免使用DeFi，因为其交易历史完全透明。此外，私人DeFi有可能减轻MEV（完全避免MEV仍然是一个困难的研究问题）。

**NFT：**使用NFT作为PFP是最大的隐私泄露之一（直接泄露了伪匿名公共地址和用户身份的联系）。私有NFT/封标NFT拍卖/基于零知识证明的证明可以使NFT所有权更加私密而不损失任何效用。

**DAO工具化：**作为人类组织的未来，DAO工具化的许多方面都非常需要隐私，例如，需要私人投票以避免高度紧张和选民报复，需要私人工资系统以保持一个健康的组织，需要私人留言板以获得内部匿名反馈。私人DAO工具需求的清单是无穷无尽的。

**链上游戏的互动：**如果一个游戏需要在链上解决，每个玩家都需要隐藏自己的状态，否则游戏会有一个巨大的MEV问题。如果我们想在链上建立一个开放的元空间，隐私是必须的而不是可有可无的。

方向 3：选择加入可配置资产策略和基于零知识证明的合规性

随着web3世界的发展，我们也需要建立更好的工具，使加密资产发行者能够定义各种资产政策，包括合规性。一个可能的方向是使用零知识证明来解决合规性和用户的主权隐私之间的矛盾。

然而，建立一个合理的资产政策，web3资产发行人和监管机构需要共同努力，建立合理的和可实施的资产政策。

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zk隐私的未来

隐私也是 zk 的另外一个重要的应用领域。从信息论的角度来讲，隐私是信息泄露的问题，想要保证链上隐私，必须通过密码学的解决方案，将链上数据进行加密，让链上的每笔交易记录之间没有关联性。通过 zk 能够验证计算而不会泄露有关输入和计算本身的任何信息，这也是当前唯一从密码学手段保证链上隐私的工具。

在 Web3.0 概念中非常重要的一点是，用户应真正掌握自己的身份和数据所有权。而目前区块链上所有的信息（地址、转账记录等）都是公开的，通过机器学习、大数据挖掘可以非常容易地获得用户的信息，相比于 Web2.0 时代，隐私问题有过之而无不及。虽然目前区块链用户尚没有广泛且强烈的隐私意识，但如果想要实现 Web3.0 的愿景，人们必须要有权力拥有自己的链上隐私。它可以不是必选项，但一定是可选项。

为了改善区块链网络中存在的隐私泄露问题，2014 年，几位密码学专家在比特币的代码基础上，采用了 zkSNARK技术， 创造了首个可以实现完全匿名的区块链项目 Zcash。zkSNARK 可以在不透露任何敏感数据（金额、地址等）的情况下来验证交易的合法性，为用户在使用加密资产进行交易时提供更高级别的隐私。匿名转账和比特币一样依赖于哈希加密，但是 zkSNARK 在其基础上增加了一个隐私层。

zkSNARK 不仅可以用于加密资产间的匿名交易，同样可以用于帮助越来越多的应用实现隐私化。Web3 时代，我们已经看到了 DeFi、NFT、GameFi 、SocialFi 等应用层的大爆发，链上行为越来越丰富，单纯的匿名转账已经不能够满足人们对于隐私的需求。

想象一下，基于 zk 技术，许多大胆的创意都可以成为可能。比如完全去中心化的隐私的 message board，让用户可以在不暴露具体身份的情况下证明自己的可信度：「我是一名美国官员」，「我是一个粉丝 10 万的 Twitter KOL」；我们还可以在链上 MMO 游戏中隐匿玩家地点，做到真正去中心化的「密码学战争迷雾」，类似的事情 Dark Forest 已经在做了。这样的例子还有很多，大家可以尽情发挥想象力。但正如有人所预测的那样，下一代的以太坊 dapp 可能并不是在原有应用基础上的改进，而是来自于前所未有的新事物。

当然 ，zk 技术目前仍处于早期，还有许多值得探索和改进的地方，但可以预见的是，未来将有越来越多的区块链在链上运行 zk 验证者。

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zk隐私的生态

由于 zk 技术的难度较高，目前使用 zk 技术来解决区块链隐私问题的项目并不多，我们熟知的包括 ZCash、TornadoCash、Aleo 等。

**MantaPay ：**隐私支付产品和现在以太坊上基于智能合约的去中心化应用有很大不同，Manta Network 本身是网络层，在速度、成本和功能等方面提供了更多的灵活性。而在 Tornado Cash 上，一笔隐私交易只能提取为一笔公开转账，并不能被分散。Manta 3.0 将基于 Manta 的基础设施推出 zkSNARK 智能合约平台，允许社区用户和开发团队在平台之上构建自己的各种隐私保护产品，如隐私 DAO 工具、隐私 NFT marketplace 等等。

**Quorum：**匿名Zether的实现为已经健壮的Quorum栈带来了另一层隐私。当前仲裁体系结构处在交易和节点级别上的隐私，同时还保护参与者的身份。这些功能可以与Quorum堆栈中已经存在的访问控制特性相结合，以提供健壮的端到端安全体验。

**StarkWare：**基于zk-STARKs协议（通常被认为是zk- snark的自然继承者），StarkWare是一个平台，通过利用离线计算模型来支持隐私和可伸缩性。目前的StarWare实现主要关注DEX应用程序，比如在以太坊虚拟机上运行的0x。

**AZTEC：**AZTEC协议支持零知识证明加密，允许在以太坊区块链上进行私人交易。AZTEC协议的最初版本于今天在以太网上实时发布。

**Enigma：**由MIT的密码学家开发，Enigma是一种区块链协议，可以实现“加密合约”。该协议本质上允许节点使用加密的智能合约片段进行计算，而无需解密它们，这是其他区块链无法做到的。Enigma不依赖于诸如zkSNARS/zk-STARKS之类的拥有协议的证明，而是使用TEE将加密计算与区块链的其余部分隔离开来。

Oasis Labs： Oasis Labs的Ekiden协议由另一个全明星研究团队创建，专注于在区块链智能合约中实现高性能、机密的计算。Ekiden还依赖于可信执行环境（trusted execution environment，TEE）环境来隔离私有计算，但利用区块链网络实现可伸缩性。

**Microsoft CCF：**在概念上类似Oasis实验室, Microsoft的Confidential Consortium Framework（CCF）利用TEE在区块链网络中支持可信的多方机密计算。CCF的第一个实现基于OpenEnclave SDK，可以在Azure平台中使用。

**Hyperledger Aries- ursa：**如果你生活在Hyperledger生态系统中，最近宣布的项目Aries为Hyperledger应用程序带来了一层零知识证明的计算。Aries利用Ursaframework在区块链应用程序中支持机密计算和多签名计算。

这些是当前区块链生态系统中最可行的隐私协议实现。然而，作为不同区块链堆栈的一部分，新的隐私技术正在不断地被评估和调整。随着空间的发展，我们很可能会看到新一代的技术，使分散计算的隐私达到新的水平。

从应用角度来讲，zk 有两个非常重要的方向：

隐私性——zk 做到了信息的隐私性。在交易中，如果你需要证明拥有某种未花费的资产，但是又不想暴露资产的整个来源去向，zk 可解决比特币等区块链平台中交易透明性带来的信息泄露，如转账地址和金额。

可拓展性——若某个区块直接验证的时间很长，可改为由一人验证并生成证明，而网络中的其他人快速验证该证明，而不再需要每个人都花很长时间来直接验证。

zk 主要有两种类型：zkSNARK（简洁非交互式零知识证明）和 zkSTARK（简洁全透明零知识证明）。zkSNARK 的概念最早于 2013 年被学者提出，目前已比较成熟，Zcash 是首个应用 zkSNARK 技术的区块链项目。

本文主要通过引入链上隐私的未来，从而引出“zk隐私的未来”“zk隐私的生态”，带大家全面了解zk隐私和项目。

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链上隐私的未来

We shall be there, we will be there.

— Crypto Hilbert (a.k.a. me)

没有隐私，整个 web3 革命毫无意义。很难争论 web3 如何在没有隐私的情况下赋予每个人的主权，以及 web3 如何在没有隐私的情况下逃脱资本主义的监控。那么web3链上隐私未来发展有哪些方向呢？

方向 1：为普通用户打造更好的产品，而不仅仅是黑客

在一个没有权限的系统中，几乎不可能绝对地防止不良分子。然而，我们应该为普通用户建立更好的产品，但不只是黑客。我想在这里引用@dankrad的推文：

Tornado.cash 的设计有以下两个产品功能对普通用户不太友好：

其一，在 Tornado.cash Nova 之前，用户必须使用固定的数额（0.1 ETH、1ETH、10 ETH、100 ETH），用户无法根据自己实际情况输入，降低了用户的体验感。

其二，Tornado.cash 在 L1 中需要巨额的 gas 费用。1个 Tornado.cash 的存款在以太坊上大约是100 万 gas 费。所以 50 GWEI 时 0.05 ETH，100 GWEI 时 0.1 ETH。高额的 gas 费对普通用户来说并不完全友好。

幸运的是，以上两点都有很好的技术解决方案。像 ZCash、Tornado.cash Nova、MantaPay 这样的协议不需要必须使用固定的数额。而且，通过在L2上部署隐私解决方案，甚至建立像ZKOPRU这样的隐私专用L2，Gas费用问题也会得到很大的缓解。

方向 2：更多隐私杀手应用

Web3的隐私使用案例远远超出了将令牌包装成隐私令牌。事实上，从用户的角度来看，他需要将公共令牌包装成私人令牌以获得隐私，并需要将其解包为公共令牌以获得使用，这是一个糟糕的用户体验。一个正常的用户应该只是 "按原样 "使用私有令牌，并在许多不同的Web3应用程序中使用它。

（隐私用例，来源：Manta 的首席技术官Brandon Gomes ，参见他的Polkadot Decoded Talk 2022）

事实上，在许多应用中，隐私是一种必需品，而不仅仅是拥有的好处。比如说：

**DeFi ：**金融隐私是高价值的用例之一。许多用户避免使用DeFi，因为其交易历史完全透明。此外，私人DeFi有可能减轻MEV（完全避免MEV仍然是一个困难的研究问题）。

**NFT：**使用NFT作为PFP是最大的隐私泄露之一（直接泄露了伪匿名公共地址和用户身份的联系）。私有NFT/封标NFT拍卖/基于零知识证明的证明可以使NFT所有权更加私密而不损失任何效用。

**DAO工具化：**作为人类组织的未来，DAO工具化的许多方面都非常需要隐私，例如，需要私人投票以避免高度紧张和选民报复，需要私人工资系统以保持一个健康的组织，需要私人留言板以获得内部匿名反馈。私人DAO工具需求的清单是无穷无尽的。

**链上游戏的互动：**如果一个游戏需要在链上解决，每个玩家都需要隐藏自己的状态，否则游戏会有一个巨大的MEV问题。如果我们想在链上建立一个开放的元空间，隐私是必须的而不是可有可无的。

方向 3：选择加入可配置资产策略和基于零知识证明的合规性

随着web3世界的发展，我们也需要建立更好的工具，使加密资产发行者能够定义各种资产政策，包括合规性。一个可能的方向是使用零知识证明来解决合规性和用户的主权隐私之间的矛盾。

然而，建立一个合理的资产政策，web3资产发行人和监管机构需要共同努力，建立合理的和可实施的资产政策。

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zk隐私的未来

隐私也是 zk 的另外一个重要的应用领域。从信息论的角度来讲，隐私是信息泄露的问题，想要保证链上隐私，必须通过密码学的解决方案，将链上数据进行加密，让链上的每笔交易记录之间没有关联性。通过 zk 能够验证计算而不会泄露有关输入和计算本身的任何信息，这也是当前唯一从密码学手段保证链上隐私的工具。

在 Web3.0 概念中非常重要的一点是，用户应真正掌握自己的身份和数据所有权。而目前区块链上所有的信息（地址、转账记录等）都是公开的，通过机器学习、大数据挖掘可以非常容易地获得用户的信息，相比于 Web2.0 时代，隐私问题有过之而无不及。虽然目前区块链用户尚没有广泛且强烈的隐私意识，但如果想要实现 Web3.0 的愿景，人们必须要有权力拥有自己的链上隐私。它可以不是必选项，但一定是可选项。

为了改善区块链网络中存在的隐私泄露问题，2014 年，几位密码学专家在比特币的代码基础上，采用了 zkSNARK技术， 创造了首个可以实现完全匿名的区块链项目 Zcash。zkSNARK 可以在不透露任何敏感数据（金额、地址等）的情况下来验证交易的合法性，为用户在使用加密资产进行交易时提供更高级别的隐私。匿名转账和比特币一样依赖于哈希加密，但是 zkSNARK 在其基础上增加了一个隐私层。

zkSNARK 不仅可以用于加密资产间的匿名交易，同样可以用于帮助越来越多的应用实现隐私化。Web3 时代，我们已经看到了 DeFi、NFT、GameFi 、SocialFi 等应用层的大爆发，链上行为越来越丰富，单纯的匿名转账已经不能够满足人们对于隐私的需求。

想象一下，基于 zk 技术，许多大胆的创意都可以成为可能。比如完全去中心化的隐私的 message board，让用户可以在不暴露具体身份的情况下证明自己的可信度：「我是一名美国官员」，「我是一个粉丝 10 万的 Twitter KOL」；我们还可以在链上 MMO 游戏中隐匿玩家地点，做到真正去中心化的「密码学战争迷雾」，类似的事情 Dark Forest 已经在做了。这样的例子还有很多，大家可以尽情发挥想象力。但正如有人所预测的那样，下一代的以太坊 dapp 可能并不是在原有应用基础上的改进，而是来自于前所未有的新事物。

当然 ，zk 技术目前仍处于早期，还有许多值得探索和改进的地方，但可以预见的是，未来将有越来越多的区块链在链上运行 zk 验证者。

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zk隐私的生态

由于 zk 技术的难度较高，目前使用 zk 技术来解决区块链隐私问题的项目并不多，我们熟知的包括 ZCash、TornadoCash、Aleo 等。

**MantaPay ：**隐私支付产品和现在以太坊上基于智能合约的去中心化应用有很大不同，Manta Network 本身是网络层，在速度、成本和功能等方面提供了更多的灵活性。而在 Tornado Cash 上，一笔隐私交易只能提取为一笔公开转账，并不能被分散。Manta 3.0 将基于 Manta 的基础设施推出 zkSNARK 智能合约平台，允许社区用户和开发团队在平台之上构建自己的各种隐私保护产品，如隐私 DAO 工具、隐私 NFT marketplace 等等。

**Quorum：**匿名Zether的实现为已经健壮的Quorum栈带来了另一层隐私。当前仲裁体系结构处在交易和节点级别上的隐私，同时还保护参与者的身份。这些功能可以与Quorum堆栈中已经存在的访问控制特性相结合，以提供健壮的端到端安全体验。

**StarkWare：**基于zk-STARKs协议（通常被认为是zk- snark的自然继承者），StarkWare是一个平台，通过利用离线计算模型来支持隐私和可伸缩性。目前的StarWare实现主要关注DEX应用程序，比如在以太坊虚拟机上运行的0x。

**AZTEC：**AZTEC协议支持零知识证明加密，允许在以太坊区块链上进行私人交易。AZTEC协议的最初版本于今天在以太网上实时发布。

**Enigma：**由MIT的密码学家开发，Enigma是一种区块链协议，可以实现“加密合约”。该协议本质上允许节点使用加密的智能合约片段进行计算，而无需解密它们，这是其他区块链无法做到的。Enigma不依赖于诸如zkSNARS/zk-STARKS之类的拥有协议的证明，而是使用TEE将加密计算与区块链的其余部分隔离开来。

Oasis Labs： Oasis Labs的Ekiden协议由另一个全明星研究团队创建，专注于在区块链智能合约中实现高性能、机密的计算。Ekiden还依赖于可信执行环境（trusted execution environment，TEE）环境来隔离私有计算，但利用区块链网络实现可伸缩性。

**Microsoft CCF：**在概念上类似Oasis实验室, Microsoft的Confidential Consortium Framework（CCF）利用TEE在区块链网络中支持可信的多方机密计算。CCF的第一个实现基于OpenEnclave SDK，可以在Azure平台中使用。

**Hyperledger Aries- ursa：**如果你生活在Hyperledger生态系统中，最近宣布的项目Aries为Hyperledger应用程序带来了一层零知识证明的计算。Aries利用Ursaframework在区块链应用程序中支持机密计算和多签名计算。

这些是当前区块链生态系统中最可行的隐私协议实现。然而，作为不同区块链堆栈的一部分，新的隐私技术正在不断地被评估和调整。随着空间的发展，我们很可能会看到新一代的技术，使分散计算的隐私达到新的水平。