# zk-SNARKsとブロックチェーンの組み合わせにおけるセキュリティ考慮zk-SNARKs(ZKP)は、先進的な暗号技術として、ますます多くのブロックチェーンプロジェクトに採用されています。Layer 2ソリューションであるzkSyncやScroll、特定のパブリックチェーンであるFilecoinやAleoなどがZKPに基づいて構築されているのに加え、以前の様々な匿名通貨プロジェクトの実践もあって、ZKPとブロックチェーンの融合は深化し続けています。しかし、システムの複雑性のため、このプロセスは新たなセキュリティリスクをもたらす可能性もあります。本稿では、安全性の観点から、ZKPとブロックチェーンの統合過程で発生する可能性のある脆弱性を探求し、関連プロジェクトのセキュリティ対策の参考を提供します。## ZKPのコア特性ZKPシステムの安全性を分析する前に、その核心的な特性を理解する必要があります。適切な零知识证明システムは、完備性、信頼性、零知识性という3つの重要な特性を満たさなければなりません。1. 完備性：正しい主張に対して、証明者は常に検証者にその正当性を証明できる。2. 信頼性：誤った主張について、悪意のある証明者は検証者を欺くことができません。3. ゼロ知識性：検証プロセスにおいて、検証者は証明者からデータそのものに関するいかなる情報も得ることはありません。システムが完全性を満たさない場合、極端な状況下で正しい証明を通じてサービス拒否が発生する可能性があります。信頼性が満たされていない場合、攻撃者は偽の証明を作成したり、特別な構造を構築することで検証者を欺く可能性があり、重大な権限のバイパス問題を引き起こすことがあります。また、零知識性が不十分な場合、インタラクション中に原始パラメータが漏洩し、攻撃者が攻撃証明を構築したり、証明者が悪用する可能性があります。したがって、これら3つの特性の完全性を確保することがZKPシステムの安全性と有効性の鍵となります。## ZKPのブロックチェーンにおける安全性の焦点ZKP技術を採用したブロックチェーンプロジェクトに関して、主に以下のいくつかのセキュリティの方向に注目する必要があります：### 1. ゼロ知識証明回路プロジェクトで使用されるZKP回路は、安全性、有効性、スケーラビリティの要件を満たす必要があります。主な焦点は以下の通りです：- 回路設計：論理エラーが存在する可能性があり、その結果、証明プロセスが零知識、完全性または信頼性などのセキュリティ属性に適合しない。- 暗号学の原則の実装：ハッシュ関数や暗号アルゴリズムなどの誤った実装は、全体の証明システムの安全性を脅かす可能性があります。- ランダム性の保証：もしランダム数生成プロセスに問題があると、証明の安全性が損なわれる可能性があります。### 2. スマートコントラクトの安全性Layer 2やスマートコントラクトを通じて実現されるプライバシーコインプロジェクトにおいて、コントラクトの安全性は非常に重要です。一般的な再入、注入、オーバーフロー、権限バイパスなどの脆弱性に加えて、ZKPプロジェクトのスマートコントラクトは資産のクロスチェーンやproofの検証において重要な役割を果たします。クロスチェーンメッセージの検証やproofの検証における脆弱性は、システムの信頼性の失敗を直接引き起こす可能性があります。### 3. データの可用性プロジェクトはデータの可用性の問題を適切に解決し、オフチェーンデータが必要な時に安全かつ効果的にアクセスされ、検証されることを保証する必要があります。データストレージ、検証メカニズム、転送プロセスなどの安全性に注目してください。データの可用性証明を使用するだけでなく、ホスト保護やデータ状態の監視を強化することもできます。### 4. 経済的インセンティブメカニズムプロジェクトのインセンティブメカニズムを評価し、バリデーターやユーザーなどの参加者が合理的に参加し、システムの安全性と安定性を維持できるようにする。インセンティブモデルの設計、報酬配分、罰則メカニズムなどの側面に重点を置く。### 5. プライバシー保護プライバシー保護に関するプロジェクトでは、そのプライバシー方案の実装を慎重に監査する必要があります。ユーザーデータが転送、保存、検証の過程で十分に保護されることを確保し、同時にシステムの可用性と信頼性を維持します。プロトコルの通信フローを分析することで、証明者のプライバシー漏洩のリスクが存在するかどうかを推測できます。### 6. パフォーマンス最適化プロジェクトのパフォーマンス最適化戦略を評価します。取引処理速度や検証プロセスの効率などです。コード実装の最適化対策を監査し、プロジェクトがパフォーマンス要件を満たすことを確認します。### 7. フォールトトレラントとリカバリメカニズム監査プロジェクトが予期しない状況（ネットワーク障害や悪意のある攻撃など）に直面した際のフォールトトレランスと復旧戦略。可能な限りシステムが自動的に回復し、正常に運営されることを保証します。### 8. コード品質監査プロジェクトコードの全体的な品質、コードの可読性、保守性、堅牢性に注目する。不正規なプログラミングプラクティス、冗長コード、潜在的なエラーなどの問題が存在するかどうかを評価する。## まとめZKPプロジェクトの安全性を評価する際には、まずそのプロジェクトがZKPをどこに適用するのかを明確にする必要があります。異なるタイプのプロジェクト（Layer 2、プライバシーコイン、パブリックチェーンなど）では、安全性の重点が異なるからです。しかし、いずれにせよ、ZKPの3つのコア特性——完全性、信頼性、及びゼロ知識性の有効性を確保することが常に最優先の課題です。これらの安全性の考慮を十分に理解した上でのみ、ZKPとブロックチェーンの結合に対して包括的かつ効果的な安全保障を提供することができます。
ZKPブロックチェーンプロジェクトの安全性の考慮：7つの主要な方向からの包括的な評価
zk-SNARKsとブロックチェーンの組み合わせにおけるセキュリティ考慮
zk-SNARKs(ZKP)は、先進的な暗号技術として、ますます多くのブロックチェーンプロジェクトに採用されています。Layer 2ソリューションであるzkSyncやScroll、特定のパブリックチェーンであるFilecoinやAleoなどがZKPに基づいて構築されているのに加え、以前の様々な匿名通貨プロジェクトの実践もあって、ZKPとブロックチェーンの融合は深化し続けています。しかし、システムの複雑性のため、このプロセスは新たなセキュリティリスクをもたらす可能性もあります。本稿では、安全性の観点から、ZKPとブロックチェーンの統合過程で発生する可能性のある脆弱性を探求し、関連プロジェクトのセキュリティ対策の参考を提供します。
ZKPのコア特性
ZKPシステムの安全性を分析する前に、その核心的な特性を理解する必要があります。適切な零知识证明システムは、完備性、信頼性、零知识性という3つの重要な特性を満たさなければなりません。
完備性：正しい主張に対して、証明者は常に検証者にその正当性を証明できる。
信頼性：誤った主張について、悪意のある証明者は検証者を欺くことができません。
ゼロ知識性：検証プロセスにおいて、検証者は証明者からデータそのものに関するいかなる情報も得ることはありません。
システムが完全性を満たさない場合、極端な状況下で正しい証明を通じてサービス拒否が発生する可能性があります。信頼性が満たされていない場合、攻撃者は偽の証明を作成したり、特別な構造を構築することで検証者を欺く可能性があり、重大な権限のバイパス問題を引き起こすことがあります。また、零知識性が不十分な場合、インタラクション中に原始パラメータが漏洩し、攻撃者が攻撃証明を構築したり、証明者が悪用する可能性があります。
したがって、これら3つの特性の完全性を確保することがZKPシステムの安全性と有効性の鍵となります。
ZKPのブロックチェーンにおける安全性の焦点
ZKP技術を採用したブロックチェーンプロジェクトに関して、主に以下のいくつかのセキュリティの方向に注目する必要があります：
1. ゼロ知識証明回路
プロジェクトで使用されるZKP回路は、安全性、有効性、スケーラビリティの要件を満たす必要があります。主な焦点は以下の通りです：
2. スマートコントラクトの安全性
Layer 2やスマートコントラクトを通じて実現されるプライバシーコインプロジェクトにおいて、コントラクトの安全性は非常に重要です。一般的な再入、注入、オーバーフロー、権限バイパスなどの脆弱性に加えて、ZKPプロジェクトのスマートコントラクトは資産のクロスチェーンやproofの検証において重要な役割を果たします。クロスチェーンメッセージの検証やproofの検証における脆弱性は、システムの信頼性の失敗を直接引き起こす可能性があります。
3. データの可用性
プロジェクトはデータの可用性の問題を適切に解決し、オフチェーンデータが必要な時に安全かつ効果的にアクセスされ、検証されることを保証する必要があります。データストレージ、検証メカニズム、転送プロセスなどの安全性に注目してください。データの可用性証明を使用するだけでなく、ホスト保護やデータ状態の監視を強化することもできます。
4. 経済的インセンティブメカニズム
プロジェクトのインセンティブメカニズムを評価し、バリデーターやユーザーなどの参加者が合理的に参加し、システムの安全性と安定性を維持できるようにする。インセンティブモデルの設計、報酬配分、罰則メカニズムなどの側面に重点を置く。
5. プライバシー保護
プライバシー保護に関するプロジェクトでは、そのプライバシー方案の実装を慎重に監査する必要があります。ユーザーデータが転送、保存、検証の過程で十分に保護されることを確保し、同時にシステムの可用性と信頼性を維持します。プロトコルの通信フローを分析することで、証明者のプライバシー漏洩のリスクが存在するかどうかを推測できます。
6. パフォーマンス最適化
プロジェクトのパフォーマンス最適化戦略を評価します。取引処理速度や検証プロセスの効率などです。コード実装の最適化対策を監査し、プロジェクトがパフォーマンス要件を満たすことを確認します。
7. フォールトトレラントとリカバリメカニズム
監査プロジェクトが予期しない状況（ネットワーク障害や悪意のある攻撃など）に直面した際のフォールトトレランスと復旧戦略。可能な限りシステムが自動的に回復し、正常に運営されることを保証します。
8. コード品質
監査プロジェクトコードの全体的な品質、コードの可読性、保守性、堅牢性に注目する。不正規なプログラミングプラクティス、冗長コード、潜在的なエラーなどの問題が存在するかどうかを評価する。
まとめ
ZKPプロジェクトの安全性を評価する際には、まずそのプロジェクトがZKPをどこに適用するのかを明確にする必要があります。異なるタイプのプロジェクト（Layer 2、プライバシーコイン、パブリックチェーンなど）では、安全性の重点が異なるからです。しかし、いずれにせよ、ZKPの3つのコア特性——完全性、信頼性、及びゼロ知識性の有効性を確保することが常に最優先の課題です。これらの安全性の考慮を十分に理解した上でのみ、ZKPとブロックチェーンの結合に対して包括的かつ効果的な安全保障を提供することができます。