協調の未来は、情報の成功した検証に大きく依存しています — ゼロ知識証明はここで重要な役割を果たします。この記事では、ゼロ知識証明とは何か、どのように機能するのか、そしてなぜプライバシーを保護する技術にとってそれが重要なのかを探ります。
協調の未来において、情報の検証は中心的な役割を果たします。このプロセスは、取引に関与する二者が互いに信頼している場合には十分に簡単です — 例えば、現金で購入を完了する場合や、酒類を販売する際に店員が年齢を確認するために身分証明書を求める場合です。
しかし、ますます複雑で分散化された世界では、取引の大多数がデジタルで行われ、互いに知らない当事者間で行われるため、このレベルの信頼を得ることは難しくなっています。
では、互いに必ずしも信頼していない二者は、どのようにして交換に関与する情報の真実を検証し、個々のプライバシーを保護するのでしょうか？答えは：ゼロ知識証明（ZKP）を使用することです。
この記事では、ZKP とは何か、なぜ協調の未来にとって重要なのか、そしてどのように使用されるのかを探ります。
ゼロ知識証明とは？#
ゼロ知識証明は、特定の特性を持つ情報の知識を検証するための数学的手法であり、時にはゼロ知識プロトコルとも呼ばれます。1980 年代中頃に MIT の研究者によって開発され、ブロックチェーンのプライバシー分野で新たな応用が見つかっています。
例えば、ビットコインやイーサリアムなどのブロックチェーンでは、情報の透明性が公共の検証を可能にします — 例えば、参加者が取引を決済するためにウォレットに十分な通貨を持っているかどうか。しかし、この透明性は、関与する人々の匿名性を失わせる深刻なプライバシーの懸念を生じさせます — 一度ウォレットが個人に接続されると、そのすべての取引データが知られることになります。
ZKP は、ブロックチェーンにより強固なプライバシーを導入するのに役立ち、ゼロ知識暗号技術を通じて、以前に述べた公共の透明性のレベルなしで情報の有効性を検証することができます。これにより、他の情報が知られることなく、情報の正確な特性（例えば、誰かが 18 歳以上であること）を検証することが可能になります。これは、追加のメタデータが漏れず、プライバシーの損失がないことを意味します。
ゼロ知識証明はどのように機能するのか？#
ZKP がどのように機能するかを説明する最良の方法は、例を通じてです。幸いなことに、いくつかの例があります。最も有名な例の一つを考えてみましょう：色盲の友人。
あなたには赤緑色盲の友人がいて、あなたは色盲ではなく、色以外は同じ二つのボール（赤と緑）を持っています。あなたの友人には、これら二つのボールは完全に同じに見え、彼は実際に二つのボールが異なる色であるとは信じていません。
この場合、証明システムは次のように機能します：
- あなたの友人（「検証者」）は、二つのボールをそれぞれの手に持ち、背中の後ろに置きます。
- 彼は次に、あなた（「証明者」）に一つのボールを見せ、再び背中の後ろに戻します。
- 次に、彼はランダムに別のボールを見せることを選びます。
- 彼はあなたに「ボールを入れ替えた？」と尋ねます。
- このプロセスは必要に応じて何度でも繰り返すことができます。
あなたは赤緑色盲ではないため、ボールが入れ替えられたかどうかを簡単に（確実に）見ることができます。しかし、もしそれらが実際に同じ色であった場合、あなたは 50％を超える確率で推測することはできません。この確率を考慮すると、入れ替え / 非入れ替えに成功する確率はゼロに近づきます。ZK 数学では、これを「健全性」と呼びます。
「証明」を複数回（例えば 20 回）繰り返すと、あなたの友人は二つのボールが異なる色であると確信するはずで、ZK 数学ではこれを「完全性」と呼びます。この例は「ゼロ知識」であるため、あなたの友人はどのボールが赤でどのボールが緑であるかを決して学ぶことはありません。
したがって、ZKP の特性は次のとおりです：
- 完全性：証明者が提供する情報が真実である場合、ZKP メソッドは検証者が証明者が提供する情報を検証できるようにしなければなりません。
- 健全性：証明者が提供する情報が偽である場合、ZKP メソッドは検証者がそれが偽であることを検証できるようにしなければなりません。
- ゼロ知識：このメソッドは、証明者が真実を語っているかどうか以外の情報を検証者に明らかにしてはなりません。
ZKP はどのように使用されるのか？#
ここでの理論は — 抽象的ではありますが — 理解するのは比較的簡単です。しかし、ZKP の応用は非常に迅速に複雑になる可能性があります。ZKP の顕著な使用例の一つは、セキュリティとプライバシーが重要な認証システムです。
例えば、ZKP は、直接それらを明らかにすることなく、アイデンティティや資格情報を検証するために使用できます。このようにして、個人がコンピュータシステムに対するパスワードを持っていることを検証するために、パスワード自体を共有する必要がありません。
ZKP とブロックチェーン技術を組み合わせることで、プライバシーのための強力な提案が生まれ、複雑なデータを暗号化し、ユーザーがブロック内の情報の可視性を制御できる可能性を生み出します — 一部のユーザーに情報を公開し、他のユーザーには公開しないことを選択することができます。
ZKP：プライバシーを保護する未来へのゲートウェイ#
ZKP は、協調の未来において重要な役割を果たします。
結局のところ、個人がプライバシーを損なうことなく情報を共有できるようにすることは、自己主権的な未来にとって基本的です。
プライバシーを基本的人権と見なさないシステムを拒否できるようになるのが早ければ早いほど良いのです。そして、ZKP はまさにこれを実現する上で重要な役割を果たします。