영지식 스나크 (zk-SNARKs)

zero-knowledge Succinct Non-interactive Argument of Knowledge

1. 기본 개념
   영지식 스나크를 활용한 블록체인 트랜잭션의 경우 수신자, 송신자, 전송금액의 정보를 노출하지 않고도 해당 트랜잭션의 유효성을 송수신 노드 외의 다른 노드들에게 알릴 수 있다. 기존의 영지식 증명을 좀 더 간결하고 비상호적인 환경에서 적용 가능하도록 변형한 기술로 Zcash가 대표적이다.
2.  특징
   • 확장성
     • 블록체인 참여자가 블록의 내용을 알지 못하더라도 전체 노드 중 증명 및 보고의 역할을 수행하는 노드가 블록의 내용이 위변조되지 않았음을 빠르게 검증할 수 있다. 이는 참여자들의 블록 싱크 속도를 급격하게 높여주어 새로운 참여자들이 빠르게 네트워크에 참여할 수 있게 해준다.
   • 타원곡선 암호화
     • 간결함을 더하는 대신 정보를 숨지는 zero-knowledge를 구현해내지 못했다. 이를 위해 타원곡선암호 알고리즘을 이용했다. 일반적인 계산을 타원 곡선 세계 위로 가져온다는 의미인데, 정보는 숨기고 등식만 증명하는 것이 가능하다.
3. 장점
   • 정보를 노출하지 않고 트랜잭션 송수신가능
   • 비교적 많은 프로토콜에 적용
   • 증명의 사이즈가 작음
4. 단점
   • 초기 신뢰 설정 : 영지식 스나크의 가장 큰 문제점은 신뢰기관의 존재한다는 것이다. 프로토콜 내에서 신뢰기관의 역할은 매우 크며, 증명을 생성하는 데 있어서도 큰 비중을 차지한다. 신뢰기관은 노출되면 안 되는 정보를 통해 거짓 증명을 생성할 수 있고, 외부의 다른 집단과 공모할 가능성 또한 있다. (탈중앙화 특성이 떨어짐)
   • 확장성 : 복잡성이 증가할수록 점점 더 높은 연산처리능력이 필요하다. 증명 데이터와 검증 과정이 획기적으로 간결해졌지만, 증명자가 증명을 생성하는 시간이 매우 느리다.
   • 양자컴퓨터 공격 : 이론적으로 양자 컴퓨터 공격에 매우 취약하다. 소인수분해를 빠르게 처리할 수 있는 양자 알고리즘인 쇼어 알고리즘 방식을 통해 공개키로부터 비밀키를 추출해 낼 수 있다. 또 타원곡선암호 기법으로 암호화하기 때문에 연산능력이 뛰어난 양자 컴퓨터로 그 암호를 빠르게 해독하여 무력화할 가능성이 있다.