电影《让子弹飞》中有这样一个情节，为了让人相信自己没有多吃一碗凉粉，六子剖开肚子，以性命为代价证明了自己的清白。

在这里，六子是证明者，围观群众是验证者，六子证明的方式是看腹中究竟有没有多一碗凉粉。然而，这种证明方式的代价是六子的生命。

上述例子就是一个典型的证明难题。

第一，若要保证验证的有效性，证明者必须分享知识（上述例子中，与知识对应的就是六子肚子内的情形），证明者若要通过验证，需要将知识告知验证者，而告知知识往往是有代价的。

第二，若验证无效，验证者将面临欺诈风险。举个例子，在法庭上，如果被告能在开庭前获得控方律师所有的提问，那么他极有可能成功编造出一个完美的故事骗过对方。

最初的解决办法是，引入第三方，将验证过程公开化，以此调和知识所有权与使用权间的矛盾。然而，即便如此，对于具有排他性的知识（比如密码），一旦出让使用权，也即丧失了所有权。有没有不需要动用知识的验证方式呢？

零知识证明的诞生

时间来到1985年，S. Goldwasser 博士毕业后来到 MIT，与 S. Micali，Rackoff 合写了一篇载入史册的经典论文《交互式证明系统中的知识复杂性》，零知识证明（zero-knowledge proof）问世。

此后，证明过程无需“知识”获得了理论支撑，简单来说，通过零知识证明，既能保守秘密，又能让别人相信你。

只是由于效率和适用性上的短板，很长一段时间内，零知识证明仅仅停留在学术理论层面，或者只能用于特定项目，直到邂逅区块链。

零知识证明两大关键词：保守秘密，即“不泄露信息”；让别人相信你，即“证明论断有效”。

这两个特点恰好被区块链所需要：

隐私：区块链网络的共识要求一切公开透明，隐私保护成为问题。

在隐私场景中，借助零知识证明“不泄露信息”的特性，可以在不泄漏交易的细节（接收方，发送方，交易余额）的情况下证明区块链上的资产转移是有效的。

扩容：区块链去中心化的特点，使验证成为不可承受之重，轻量化的证明成为刚需。

在扩容场景中，主要利用“证明论断有效”这个特性，链上资源是有限的，所以我们需要把大量的计算迁移到链下进行，零知识证明正好可以证明这些在链下发生的动作是可信的。

早在2016年，专注于链上隐私保护的ZCash就正式发布，通过零知识证明，ZCash完成交易验证，而无需公开全部交易信息（发送人、接收人、交易量）。不过，经过多年发展，ZCash仍是不温不火。

原因也很简单，尽管隐私很重要，但当前的区块链用户，还远没有建立广泛而强烈的隐私意识，不敢露富，还不敢露穷么？

目前，隐私并不是刚需，扩容才是，特别是对于以太坊而言。

ZK与Rollup的结合

从底层协议来看，链上交易的成本必然高昂，因为要实现充分的去中心化和安全，必须有足够多的节点进行重复验证。

随着区块链应用的扩展，同步一个节点的时间越来越长，越来越庞大的链上数据量拉高了硬件的要求，大多数家用计算机甚至连节点的基本要求都达不到，像以太坊这样用途广泛的公链，其节点数量也只有一万余个，且大多数被托管在亚马逊 AWS 上，与去中心化的初衷背道而驰。

相较于隐私保护，区块链的可扩展性，显然更有意义。

只要实现了可扩展性，那么就既可以维护“去中心化”的政治正确，同时可以降低gas。

2017年8月，以太坊联合创始人Vitalik Buterin和Joseph Poon，共同提出了初代扩容解决方案Plasma。

然而，Plasma无法提供和主链同等的数据可用性和安全性，很快遭遇全面溃败，开发者又将眼光放在了 Rollup 技术上。…