零知識證明：隱私技術離主流還有多遠？

作者：Castle Labs 翻譯：善歐巴，金色財經

零知識證明，顧名思義，就像一場魔術，能夠證明某個聲明為真，卻無需泄露聲明背後的核心資訊。驗證者無需掌握資訊本身，即可確認其真實性。

1985 年，零知識證明概念首次被提出，解答了一個關鍵問題：「證明者能否在不披露證據的前提下，讓驗證者相信某個聲明的真實性？」

這一問題為如今的技術發展奠定了基礎。從 1985 年到 21 世紀 10 年代，零知識證明一直是密碼學領域的研究課題。

2013 年，區塊鏈為零知識證明提供了實用化、大規模應用的場景：通過在不重複執行計算的情況下證明正確性，實現公有賬本的隱私保護與網路擴容。

早期提案（如 Zerocoin）及後續演進（如 Zerocash），驗證了在不暴露身份或餘額的前提下證明資產所有權與交易有效性的可行性。

2016 年，Zcash 將這一理念落地為實際網路。

2018 年，零知識證明的核心應用重心從隱私保護轉向吞吐量提升。以太坊的擴容路徑表明，對於眾多計算場景，驗證過程比重複執行更具成本優勢，零知識證明由此成為將大量計算壓縮為小型證明的關鍵技術。這一浪潮推動了零知識 Rollup（ZK Rollup）與隱私系統的發展，通過為多個狀態轉換生成簡潔證明，無需讓每個驗證者重複執行每一步操作。在 Rollup 架構中，計算過程在鏈下完成，有效性證明被提交至鏈上，使以太坊無需重播每筆交易即可確認新狀態。

目前，Aztec Network 等協議，以及 zkSync、Starknet、Scroll 等通用型 Rollup 項目，正持續推動這一領域的發展。

到 21 世紀 20 年代中期，零知識證明的應用已從單一用途的電路主導，轉向通用型證明基礎設施。

具體而言，如今已出現能夠證明任意程序的零知識虛擬機（zkVM）、可證明鏈上狀態特定查詢的協處理器，以及實現證明供給工業化的證明網路。這些技術由 Brevis、Axiom、Lagrange、Succinct、RISC Zero、Cysic 等團隊研發。

如今，零知識證明已不再是單一功能，更像是為需要 「可驗證聲明且不泄露底層數據」 的系統提供支持的工具層。其應用場景包括：個人身份與成員資格證明、私密群組通信與投票、「郵件證明」 類認證（在不泄露額外資訊的前提下，為現有 Web2 系統提供身份驗證）等。

錢包利用它進行私密成員資格與資格審查，預測市場藉助它實現隱藏持倉與可驗證結算，眾多其他系統則主要依靠它實現核心目標：在保護敏感輸入數據隱私的同時，確保聲明可被驗證。

Worldcoin ID 採用零知識證明技術，確保用戶可證明自身唯一性而無需披露身份，支持鏈下與鏈上雙重驗證；在 Sui Network 上，錢包可通過 zkLogin 功能，基於 OAuth 登錄提交交易，同時防止觀察者將錢包地址與 OAuth 標識符關聯（例如 Sui 生態中首款 zkLogin 行動錢包 Surf Wallet）；同樣，ZK Email 通過證明驗證已簽名的郵件聲明（如 DKIM 驗證消息），且不泄露郵件底層內容。

正如 0xjyjonathan 所指出的：「零知識證明正日益脫離學術理論範疇。在 Web2 領域，它已被用於隱私保護型身份驗證（例如證明年齡或資格而不泄露個人數據），以及數據驗證場景（在不暴露底層數據集的前提下驗證特定條件）。

在區塊鏈領域，零知識證明傳統上與擴容（如基於零知識的二層網路）和隱私導向型公鏈相關聯。零知識證明提供了高效的數據壓縮與驗證方式，但與 Optimistic Rollup 等早期擴容方案相比，往往存在前期成本較高、實現複雜度更大的問題。

隨著時間推移，零知識證明可能會與現有技術形成互補。例如，零知識系統正被積極探索用於信任最小化跨鏈橋設計，包括採用 Optimistic SNARK 架構的比特幣跨鏈橋。」

零知識證明從隱私原語向通用證明工具的擴展，導致其技術棧分化為多個專業層級。

下圖展示了當前零知識證明技術棧的概覽：

圖 1：零知識證明技術棧已擴展為包含多個專業層級的生態系統

證明的成本

過去，鏈上驗證任何內容通常需要耗費大量人力與資金成本，但如今這一成本已轉移至 「證明生成」 環節。也就是說，無需再投入大量手動工作，只需通過零知識證明即可驗證事實。因此，證明生成已成為驗證的新成本載體，成本已轉移至證明層。

具體流程如下：

以太坊已明確這一權衡關係。2025 年 7 月，以太坊基金會發布了 L1 zkEVM 的 「實時證明」 目標：在開源軟體、本地硬體成本上限約 10 萬美元、功耗 10 千瓦的條件下，實現至少 99% 的主網區塊在 10 秒內生成證明。

2025 年 12 月，基金會報告稱該目標取得重大進展：證明延遲從約 16 分鐘降至 16 秒，成本降低 45 倍，且 zkVM 在目標硬體配置下，99% 的區塊可在 10 秒內生成證明。

圖 2：證明通過讓區塊鏈無需重複執行即可驗證工作，從而避免了重複計算

成本構成

證明生成成本之所以持續下降，是因為多個成本中心同時呈現下降趨勢，只是降幅各不相同。

為便於理解，我們將成本拆分為三類：

驗證成本

在以太坊上，驗證 Groth16 類型的證明通常需要約 20 萬 gas，且成本會隨公開輸入數量增加而上升。以太坊通過 EIP 1108 降低了配對預編譯的gas，這是現代鏈上驗證具備可行性的關鍵原因之一。

驗證成本具有相對固定的基準，但通過將多個證明聚合為單個證明，可分攤基準驗證成本，降低區塊鏈面臨的高額配對計算成本。

證明生成成本

證明生成是節點營運商的主要成本項，但從用戶視角來看，它並非總是 Rollup 總成本的主要構成。在許多 Rollup 設計中，主要可變成本是向 L1 發布數據（calldata 或 blobs），而證明生成是節點營運商承擔的重大計算開銷。

哪項成本占主導，取決於 Rollup 的數據模型、流量水平、批處理效率與證明系統。

理解 Rollup 費用的實用方式是：L2 執行成本 + 向 L1 發布數據的成本 + 節點營運商的證明生成開銷。

證明生成是性能競爭的核心領域，而數據發布則是 L1 費用市場影響用戶定價的關鍵環節。

即使是中等吞吐量，也可能需要高性能的證明生成硬體，因為即使交易數量不大，證明生成本身也是計算密集型任務。例如，zkSync 公布了特定證明配置的最低硬體要求，RISC Zero 則發布了通過更大規模 GPU 配置降低證明時間的參考方案。

發布成本

證明生成並不能消除提交區塊鏈所需數據的需求。Rollup 仍需支付數據發布費用，具體形式取決於系統設計（如 calldata、blobs 或其他可用性承諾）。

實際上，這意味著：如果數據發布仍是主導成本，即使證明生成成本快速下降，用戶總費用也可能不會同等幅度降低。這是因為證明生成成本與發布成本受不同因素影響：證明生成受益於軟體優化與硬體升級，而發布成本受 L1 數據定價（calldata 或 blob 費用）限制。因此，若 L1 數據成本仍是約束因素，即使證明生成成本降低，用戶費用也可能保持剛性。

綜上，用戶費用是證明生成成本與數據成本的總和。證明生成成本雖已快速下降，但數據發布往往是更大的成本項（尤其是在區塊空間需求旺盛時期）。這就是為什麼證明生成成本降低後，用戶仍會感受到明顯費用，且證明成本下降時數據成本可能保持不變。評估零知識證明對用戶而言是否更便宜，關鍵不僅在於證明本身的成本，還在於總費用是否主要由數據發布成本主導。

因此，當人們談論零知識證明 「變得更便宜」 時，通常指以下三項成本的綜合下降：

證明生成成本下降的原因

若證明生成成本高昂，Rollup 項目需補貼用戶，導致營運虧損；若成本降低，則可在不壓縮利潤空間的前提下降低費用。本節將解釋證明生成成本的來源、團隊如何衡量進展，以及為何最快的技術改進並不總能直接轉化為用戶費用的降低 —— 核心是將基準指標與實際單位經濟效益關聯起來。

通過公開基準測試可以發現，隨著各團隊的技術突破與硬體探索，證明生成正從 「專業實驗室級工作」 向 「通用基礎設施」 轉變。

Ethproofs 平台跟蹤了不同 zkVM 與證明配置的證明延遲與成本估算。

其 2025 年回顧報告顯示，2025 年 1 月下旬至 12 月中旬，平台整體平均延遲從 16 分 44 秒降至約 60 秒，平均成本從 1.69 美元降至 0.0376 美元。

該平台通過硬體價格指數，估算生成證明所需的 GPU 工作量及相應美元成本，為長期比較證明效率提供了方法。

Ethproofs 平台整體數據快照：

圖 3：Ethproofs 平台整體數據快照

下圖基於 「證明系統工程與硬體效率持續提升」 的假設場景，解釋了為何各團隊正競相推動證明生成的通用化。

圖 4：基於簡化假設的證明生成成本趨勢

zkVM 與 zkEVM

zkVM 能夠證明任意程序的正確性，這也是它成為以太坊 「驗證而非執行」 方向核心的原因。

Vitalik Buterin 近期指出，zkEVM 已進入 Alpha 階段，意味著性能已達到生產級水平，剩餘核心工作集中在安全性上。他將這一進展與主網 PeerDAS 協議並列，認為這是未來幾年以太坊支持更高帶寬去中心化共識的關鍵一步。因此，zkVM 的發展重點正日益轉向可靠性與實際部署，而非單純追求證明速度。

跟蹤證明層進展的實用方式是：關注哪些 zkVM 正在積極落地、它們的優化重點，以及證明技術棧的演進。下表以 Ethproofs 跟蹤的 zkVM 列表為基礎，解釋了其重要性。

圖 5：Ethproofs 平台對網路的分類與跟蹤

2026 年零知識證明領域值得關注的方向？

當指標難以被操縱時，進展最容易量化。以下是值得關注的關鍵發展方向：

證明生成成本已降至足以成為默認工具的水平。

它不再是只為預算充足用戶預留的特殊功能。當證明生成成本大幅下降後，團隊可更頻繁地使用證明技術、推出更多基於證明的產品，並依賴 zkVM 與協處理器處理實際工作負載。這也是零知識證明應用場景持續拓展的原因 —— 從 Rollup、錢包、資格審查，到可驗證跨鏈邏輯，再到所有需要 「證明某事而不暴露輸入數據」 的應用。

Vitalik Buterin 的路線圖勾勒了後續發展藍圖：

下一階段的核心是落地執行：證明節點的可靠運行難度、證明供給的去中心化程度，以及隨著更多應用與網路依賴證明技術，定價是否會持續向通用計算成本收斂。

來源：金色財經

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