name: midnight-core-concepts:zero-knowledge description: 当询问零知识证明、ZK SNARKs、电路编译、见证数据、证明者/验证者角色、约束条件或Midnight如何利用ZK实现隐私时使用。

Midnight中的零知识证明

零知识证明允许你在不泄露秘密的情况下证明你知晓它。在Midnight中，ZK证明用于验证交易遵循合约规则，同时不暴露私有数据。

核心概念

ZK证明证明的是：“我知道满足这些约束条件的值”，而不需要揭示这些值。

Midnight应用：证明一笔交易是有效的（输入正确、用户已授权、遵循规则），同时不暴露私有状态或用户秘密。

ZK SNARKs

Midnight使用 ZK SNARKs（零知识简洁非交互式知识论证）：

属性	含义
零知识	验证者除了有效性外一无所获
简洁	证明大小很小，与计算复杂度无关
非交互式	证明者和验证者之间无需来回交互
知识论证	证明者必须实际知晓秘密

Midnight中的证明工作原理

交易结构

每笔Midnight交易包含：

公共记录 - 可见的状态变更
零知识证明 - 密码学验证

该证明表明：“我知道私有输入，当与公共数据结合时，满足合约的约束条件。”

电路心智模型

合约逻辑被编译为电路 - 数学约束系统。

简洁代码 → 电路约束 → ZK证明

电路定义了变量之间的关系。证明显示你知道满足所有约束的变量赋值，而不揭示赋值本身。

证明生命周期

1. 设置      → 生成证明/验证密钥（每个电路）
2. 见证      → 证明者组装私有输入
3. 证明      → 根据见证 + 电路生成证明
4. 验证      → 根据公共输入检查证明（快速）

实践中的电路

证明什么

当简洁合约执行时：

合约逻辑编译为算术电路
私有值成为见证输入
公共值成为公共输入
证明展示正确的执行

电路约束

电路将计算表示为多项式约束：

// 概念性：证明 x * y = z 而不揭示 x, y
约束：a * b = c
公共输入：c = 42
见证（私有）：a = 6, b = 7

从简洁代码到电路

// 这段简洁代码...
export circuit guess(guess: Field): Void {
  const product = guess * other_factor;
  assert product == ledger.target;
}

// ...编译成约束，证明：
// 1. guess * other_factor 等于 target
// 2. 不揭示 guess 或 other_factor 的值

实际应用

证明而不揭示

场景	证明什么	隐藏什么
年龄验证	年龄 ≥ 18	确切出生日期
余额检查	余额 ≥ 金额	实际余额
会员资格	在授权集合中	具体是哪个成员
投票有效性	合格选民，尚未投票	选民身份

在合约中

// 证明知晓因子而不揭示它们
export circuit proveFactors(
  secret_a: Field,  // 私有见证
  secret_b: Field   // 私有见证
): Void {
  // 约束：因子相乘等于公共目标值
  assert secret_a * secret_b == ledger.public_target;
}

关键概念

见证

证明者知晓的私有输入。从不揭示，仅用于生成证明。

公共输入

对所有人可见的值。证明根据这些值进行验证。

验证

检查证明很快（毫秒级），与原始计算复杂度无关。

可靠性

在计算上不可能在不知晓见证的情况下创建有效证明。

性能特征

操作	成本
电路编译	一次性，昂贵
证明生成	数秒到数分钟（取决于电路大小）
证明验证	毫秒级
证明大小	~200-300 字节（恒定）

参考资料

详细技术信息请参考：

references/snark-internals.md - 椭圆曲线、配对、可信设置
references/circuit-construction.md - Compact如何编译为电路

示例

工作模式：

examples/circuit-patterns.compact - 常见证明模式