1. zkp(영지식 증명)
영지식 증명(ZKP)은 암호학에서 사용되는 기술로, 한쪽 당사자(증명자)가 다른 당사자(검증자)에게 특정 정보의 진위를 증명할 때, 진위 여부를 제외한 어떠한 정보도 노출하지 않는 방법입니다. 즉, 증명자는 자신이 알고 있는 비밀 정보를 공개하지 않고도 해당 정보를 알고 있다는 사실을 증명할 수 있습니다.
영지식 증명(Zero-Knowledge proof)은 1980년대에 MIT의 Shafi Goldwasser, Silvio Micali, Charles Rackoff 연구팀에 의해 처음 제안되었습니다. 이들은 “The Knowledge Complexity of Interactive Proof Systems”라는 논문을 통해 영지식 증명의 개념을 정립하고, 이를 활용한 대화형 증명 시스템을 제시했습니다.
이후 영지식 증명 기술은 다양한 연구자들에 의해 발전되어 왔으며, 현재는 블록체인 기술 분야에서 중요한 역할을 하고 있습니다.
2. zk의 역활
영지식 증명은 블록체인 기술에서 개인 정보 보호와 확장성 문제를 해결하는 데 중요한 역할을 합니다. 예를 들어, zk-SNARKs나 zk-STARKs와 같은 영지식 증명 기술은 블록체인 거래의 유효성을 검증하면서도 거래 내용을 숨길 수 있게 해줍니다.
영지식 증명은 블록체인의 확장성을 높이는 데에도 활용됩니다. zk-Rollup과 같은 기술은 여러 거래를 하나의 영지식 증명으로 묶어 블록체인에 기록함으로써 거래 처리 속도를 높이고 수수료를 낮출 수 있습니다.
2-1. zk-SNARKs
zk-SNARKs는 작고 빠른 증명 생성과 검증이 가능하다는 장점이 있습니다. 이는 블록체인 거래의 개인 정보 보호와 확장성을 높이는 데 유용하게 활용될 수 있습니다. 하지만, zk-SNARKs는 신뢰할 수 있는 초기 설정(trusted setup)이 필요하다는 점과 양자 컴퓨터 공격에 취약할 수 있다는 단점이 있습니다.
2-2. zk-STARKs
zk-STARKs는 초기 설정이 필요 없고, 투명성과 확장성이 뛰어나다는 장점이 있습니다. 또한, zk-SNARKs보다 양자 컴퓨터 공격에 더 강력한 저항성을 가진 것으로 알려져 있습니다. 하지만, zk-SNARKs에 비해 증명 크기가 크고 검증 시간이 오래 걸린다는 단점이 있습니다.
2-3. zk-롤업
zk-롤업은 블록체인의 확장성 문제를 해결하기 위한 레이어 2 기술 중 하나입니다. zk-SNARKs 또는 zk-STARKs와 같은 영지식 증명 기술을 활용하여 메인 블록체인(레이어 1) 외부에서 여러 거래를 하나의 묶음으로 처리하고, 유효성 증명을 통해 메인 블록체인에 기록합니다.
zk-롤업은 이더리움과 같은 블록체인의 확장성 문제를 해결하는 데 유망한 기술로 주목받고 있으며, zkSync, Loopring, StarkNet 등 다양한 프로젝트에서 zk-롤업 기술을 활용하고 있습니다.
3. zk 활용성
현재 zk 기술은 암호화폐 분야뿐만 아니라 다양한 분야에서 활용될 가능성이 높습니다. 예를 들어, 신원 확인, 투표 시스템, 데이터 공유 등 개인 정보 보호가 중요한 분야에서 zk 기술이 적용될 수 있습니다.
4. zk 예시
‘알리바바 동굴’ 비유는 영지식 증명을 이해하는 데 도움이 되는 예시입니다. 동굴에는 두 갈래 길이 있고, 그중 하나만 비밀 통로로 이어집니다. 증명자는 비밀 통로를 알고 있으며, 검증자에게 이를 증명해야 합니다. 증명자는 검증자에게 먼저 어느 길로 갈지 선택하도록 한 다음, 선택한 길이 막다른 길이라면 반대쪽 길로 돌아 나와 검증자를 만납니다. 이 과정을 여러 번 반복하면 검증자는 증명자가 비밀 통로를 알고 있다는 것을 확신할 수 있게 됩니다.
5. ZK 관련 코인
- 니어 프로토콜(NEAR): 니어 프로토콜은 zk 기술을 활용하는 레이어2 솔루션 개발에 적극적으로 참여하고 있습니다. 폴리곤(Polygon)과의 협력을 통해 zkWASM(영지식 증명 기술을 웹어셈블리에 적용하는 프로젝트) 개발에 참여하고 있으며, 이를 통해 이더리움의 확장성 문제 해결에 기여하고 있습니다. 또한, 자체적으로 개발한 Aurora 엔진을 통해 이더리움 호환성을 높이고 zkRollup 기술을 지원하는 등 zk 생태계 확장에 기여하고 있습니다.
- 폴리곤 (MATIC): ZK 기술을 적극적으로 개발하고 있는 폴리곤에서 발행하는 토큰으로, 폴리곤 네트워크의 운영 및 거래 수수료 지불, 스테이킹, 거버넌스 참여 등에 사용됩니다.
- 루프링 (LRC): zk롤업 기술을 사용하는 탈중앙화 거래소 Loopring에서 발행하는 토큰으로, Loopring 프로토콜 사용, 스테이킹, 거버넌스 참여 등에 사용됩니다.
- 지케이싱크(zkSync, ZK): 이더리움 레이어 2 확장 솔루션인 zkSync에서 발행하는 토큰으로, zkSync 생태계 내에서 거래 수수료 지불, 스테이킹, 거버넌스 참여 등에 사용됩니다.
- 폴리헤데라 (ZKJ): 폴리헤데라는 ZK 기술을 활용하여 데이터의 무결성과 프라이버시를 유지하면서도 높은 수준의 보안을 제공합니다.
- 미나 프로토콜(MINA): 미나 프로토콜은 zk-SNARKs를 사용하여 매우 간결한 블록체인을 유지하는 프로토콜입니다.
이외에도 지캐시, 호라이즌 등과 같은 토큰들이 있습니다.
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