現代の世界では、さまざまなセキュリティ侵害にさらされており、デジタルプラットフォームサービスと引き換えにプライバシーを放棄する必要があります。 ブロックチェーン技術の透明性はユーザーに安心感を与えますが、それでも十分ではありません。 この場合、 ゼロ知識証明 (Zero-Knowledge Proof ) は、プライバシーを保証する完璧な方法です。
Contents
ゼロ知識証明 （Zero-Knowledge Proof）とは
ゼロ知識証明は、証明者と検証者の間で行われる検証方法です。 ゼロ知識証明システムでは、証明者は、情報自体を明らかにすることなく、特定の情報についての知識を持っていることを検証者に証明できます。
ゼロ知識証明 の概念は、Shafi GoldwasserとSilvio Micali が発行した1985年のMITの論文で最初に定式化されました。数値やそれに関する追加情報を開示することなく、数値のいくつかの特性を証明できることを示しました。 この論文はまた、証明者と検証者の間の相互作用が、与えられた定理を証明するために必要な情報量を減らすことができるという数学的に重要な発見を紹介しました。ゼロ知識証明は、証明者が個々の検証者を説得し、異なる検証者ごとにプロセスを繰り返す必要があるインタラクティブな場合もあれば、証明者が誰でも使用および検証できる証明を示す非インタラクティブな場合もあります。
ゼロ知識証明
ゼロ知識証明のメリット
ゼロ知識証明の主な利点は、パブリックブロックチェーンネットワークのような透過的なシステム内でプライバシーを活用できることです。 ブロックチェーンを使用するユーザーは、台帳上のすべてのデータを表示およびダウンロードできるため、ブロックチェーンは非常に透明性が高くなります。ゼロ知識証明は、個人データを明らかにすることなくスマートコントラクトを実行できるようにすることで、この利点に追加されます。
企業や銀行などの従来の機関は、企業秘密、および法律の要件により、ブロックチェーンネットワーク内でプライバシーを確保する必要があります。 「EU 一般データ保護規則（General Data Protection Regulation：GDPR）」や「医療保険の相互運用性と説明責任に関する法律（HIPAA）」などのさまざまな規制に従って、お客様の情報を保護する必要があります。
ゼロ知識証明により、各機関がパブリックブロックチェーンネットワークとやり取りしながら、機密データを安全に管理するための幅広い応用例が開かれます。
ゼロ知識証明の例
ゼロ知識証明 プロトコルが備える性質
ゼロ知識証明は以下の3条件を満たす必要があります。
①完全性（completeness）：完全性とは、証明者が関連情報の知識を高い確率で正確に示す能力を指します。証明者の主張が正しければ、検証者はその主張の正しさを高い確率で検証できます。
②健全性（soundness）: 証明が健全であるためには、検証者は、証明者が実際に情報を所有しているかどうかを確実に判断できなければなりません。証明者の主張が誤りである場合、証明者がどのように振る舞っても、検証者はそれを見抜くことができます。
③ゼロ知識性（zero-knowledge）: 真のゼロ知識であるためには、問題の情報が証明者と検証者の間で伝達されることなく、証明が完全性と健全性の両方を達成する必要があります。
ゼロ知識証明 の応用例
匿名の支払
クレジットカードによる支払いの情報が違法行為を制限および特定するために、銀行・支払いプロバイダー・政府当局などの複数の関係者に表示されますが、これは一般市民のプライバシーを侵害する可能性があります。 仮想通貨はプライベートトランザクションを実行する手段として作成されますが、ブロックチェーンの性質上、ほとんどの仮想通貨におけるトランザクションは依然としてパブリックブロックチェーン上で見ることができます。
Monero や ZCashなどプライバシー重視のブロックチェーンにより、送信者と受信者のアドレス、資産、数量などのトランザクションの情報が保護されます。ゼロ知識証明技術をブロックチェーンプロトコルに実装することで、ノードはトランザクションのデータについて詳しく知らなくてもトランザクションを検証できます。
個人情報保護
現在のID管理では情報漏えいの余地が残されているため、ゼロ知識証明は、ユーザーが機密情報を明らかにすることなくIDを検証するのに役立ちます。 たとえば、ユーザーはIDやパスポートの詳細を提供しなくても市民権を証明できます。
認証
ユーザーは、オンラインサービスへのアクセスを許可されるために、IDを提供する必要があります。 名前、メールアドレス、誕生日などの個人情報を提供する必要があります。ゼロ知識証明は、プラットフォームとユーザーの両方を認証するのに役立ちます。 ユーザーが取得した証拠を使用して、サービスを使用するための身元を認証することができます。 これにより、カスタマー エクスペリエンスが向上し、組織が大量の情報を保存する必要がなくなります。
その他
ゼロ知識証明は、ストレージ保護、データ共有、暗号化されたメッセージング、ファイル システム保護など、他の多くの分野で応用されています。 すべての利用例で、テクノロジーのプライバシー重視の性質を利用し、現在のオンラインサービスとエクスペリエンスを向上させています。
まとめ
ゼロ知識証明 は長年にわたって改善されており、さまざまな意味のあるユースケースで使用されています。 ただし、このテクノロジの欠点は目に見えており、改善が必要です。ゼロ知識証明の生成には、高価な専用マシンでの複雑な計算が含まれるため、ハードウェアのコストは注目に値します。 これにより、組織とエンド ユーザーの両方のコストが増加する可能性があります。プルーフ検証コストは、ユーザーにとって課題となり、プロセスを完了するためのガス料金が増加します。
考慮すべき多くの課題があるため、ゼロ知識証明はブロックチェーンに実装される重要かつ有望な技術です。ブロックチェーンは今や誰もが望む超保護的なプラットフォームになり得ます。
