Zero-Knowledge Proofs: ब्लॉकचेन में गोपनीयता

Zero-knowledge proofs (ZKPs) ब्लॉकचेन तकनीक में सबसे महत्वपूर्ण क्रिप्टोग्राफिक नवाचारों में से एक हैं। ये एक पक्ष (प्रोवर) को दूसरे पक्ष (वेरिफायर) को साबित करने की अनुमति देते हैं कि एक कथन सत्य है, बिना कथन की सत्यता के अलावा कोई भी जानकारी प्रकट किए।

ब्लॉकचेन के संदर्भ में, ZKPs दो मौलिक चुनौतियों को एक साथ हल करते हैं: गोपनीयता (साबित करना कि आप कुछ शर्तें पूरी करते हैं बिना अपना डेटा प्रकट किए) और स्केलेबिलिटी (एक ही प्रमाण के साथ हजारों लेनदेन को सत्यापित करना)। ये क्षमताएं ब्लॉकचेन कैसे काम करते हैं इसे नया आकार दे रही हैं, ZK तकनीक अगली पीढ़ी की Layer 2 नेटवर्क, गोपनीयता-संरक्षित अनुप्रयोग, और अनुपालन करने वाली पहचान प्रणालियों को शक्ति दे रही है।

2026 तक, zero-knowledge तकनीक शैक्षणिक अनुसंधान से उत्पादन प्रणालियों में चली गई है जो अरबों डॉलर के मूल्य को संभाल रही हैं। यह गाइड समझाता है कि ZKPs वैचारिक रूप से कैसे काम करते हैं, उनके प्रमुख अनुप्रयोग, प्रमुख कार्यान्वयन, और तकनीक कहां जा रही है।

Zero-Knowledge Proofs को समझना

संकल्पना

कल्पना करें कि आप एक दोस्त को साबित करना चाहते हैं कि आप एक सेफ का संयोजन जानते हैं बिना वास्तव में उन्हें संयोजन बताए। भौतिक दुनिया में, आप सेफ को उनके सामने खोल सकते हैं -- वे देखते हैं कि आप संयोजन जानते हैं, लेकिन उन्हें संयोजन के बारे में कुछ भी नहीं पता चलता।

Zero-knowledge proofs एक समान सिद्धांत पर काम करते हैं लेकिन गणितीय निश्चितता के साथ। एक ZKP को तीन गुण पूरे करने चाहिए:

1. पूर्णता: यदि कथन सत्य है और दोनों पक्ष प्रोटोकॉल का पालन करते हैं, तो वेरिफायर को संतुष्ट होगा।
2. सुदृढ़ता: यदि कथन गलत है, तो कोई बेईमान प्रोवर वेरिफायर को यह समझाने नहीं सकता कि यह सत्य है (नगण्य संभावना को छोड़कर)।
3. Zero-knowledge: यदि कथन सत्य है, तो वेरिफायर कुछ भी नहीं सीखता यह तथ्य के अलावा कि कथन सत्य है।

एक सरल सादृश्य: रंग-अंधा दोस्त

इस क्लासिक उदाहरण पर विचार करें: आपके पास दो गेंदें हैं -- एक लाल, एक हरी -- और आपका दोस्त रंग-अंधा है। वे गेंदों में अंतर नहीं कर सकते। आप साबित करना चाहते हैं कि गेंदें अलग-अलग रंगों की हैं बिना यह प्रकट किए कि कौन सी गेंद कौन सा रंग है।

प्रोटोकॉल:

1. आपका दोस्त एक गेंद प्रत्येक हाथ में रखता है।
2. वह अपने हाथ अपनी पीठ के पीछे रखता है और या तो गेंदों को स्वैप करता है या उन्हें जगह पर रखता है (उनकी पसंद, आपसे छिपी हुई)।
3. वह गेंदें फिर से दिखाता है।
4. आप उन्हें बताते हैं कि क्या वे स्वैप किए या नहीं।

यदि गेंदें समान रंग की होतीं, तो आप यादृच्छिक रूप से अनुमान लगा रहे होते (50% संभावना)। इसे 20 बार दोहराने के बाद, आपके भाग्य से हर बार सही होने की संभावना एक मिलियन में एक से कम है। यदि आप लगातार सही हो जाते हैं, तो आपका दोस्त आश्वस्त है कि गेंदें अलग-अलग रंगों की हैं -- लेकिन उन्हें अभी भी कोई अंदाजा नहीं है कि कौन सी लाल है और कौन सी हरी है।

यह गणितीय रूप से कैसे काम करता है

वास्तविक ZKPs भौतिक प्रदर्शन के बजाय उन्नत गणित (elliptic curve cryptography, polynomial commitments, और अधिक) का उपयोग करते हैं। उच्च स्तर पर:

1. प्रोवर उस कथन को परिवर्तित करता है जो वह साबित करना चाहता है एक गणितीय सर्किट में (बाधाओं की एक श्रृंखला जो संतुष्ट होनी चाहिए)।
2. प्रोवर एक प्रमाण की गणना करता है -- एक कॉम्पैक्ट गणितीय वस्तु जो यह एनकोड करती है कि बाधाएं संतुष्ट हैं।
3. वेरिफायर एक सत्यापन एल्गोरिदम का उपयोग करके प्रमाण की जांच करता है। यह जांच तेज है (पुनः गणना करने की तुलना में बहुत तेज) और अंतर्निहित डेटा के बारे में कुछ भी प्रकट नहीं करती।

ZKPs की सुंदरता असमानता में है: प्रमाण उत्पन्न करना कम्प्यूटेशनली गहन है, लेकिन इसे सत्यापित करना बेहद तेज और सस्ता है।

Zero-Knowledge Proofs के प्रकार

zk-SNARKs

Succinct Non-interactive Argument of Knowledge

• Succinct: प्रमाण छोटे होते हैं (कुछ सौ बाइट्स) और सत्यापित करने के लिए तेज होते हैं।
• Non-interactive: आगे-पीछे संचार की आवश्यकता नहीं है। प्रोवर प्रमाण उत्पन्न करता है; वेरिफायर इसे जांचता है।
• Argument of Knowledge: प्रोवर प्रदर्शित करता है कि वह कुछ जानकारी जानता है, सिर्फ इतना नहीं कि एक कथन सत्य है।

zk-SNARKs ब्लॉकचेन में सबसे व्यापक रूप से तैनात ZKP प्रणाली हैं। उन्हें एक trusted setup की आवश्यकता है -- एक एकबारी समारोह जो सार्वजनिक पैरामीटर उत्पन्न करता है जो प्रमाण पीढ़ी और सत्यापन के लिए उपयोग किए जाते हैं। यदि सेटअप में उपयोग की जाने वाली गुप्त यादृच्छिकता को ठीक से नष्ट नहीं किया गया है, तो इसे गलत प्रमाण बनाने के लिए उपयोग किया जा सकता है।

आधुनिक trusted setup समारोह में सैकड़ों या हजारों प्रतिभागी शामिल होते हैं, और प्रणाली सुरक्षित है जब तक कम से कम एक प्रतिभागी ईमानदारी से अपना गुप्त को नष्ट करता है। Zcash के Powers of Tau समारोह और बाद के Sapling समारोह प्रसिद्ध उदाहरण हैं।

उपयोग किया गया: Zcash, zkSync, कई ZK-rollup कार्यान्वयन।

zk-STARKs

Scalable Transparent Argument of Knowledge

• Scalable: प्रमाण पीढ़ी गणना आकार के साथ quasi-linearly स्केल करती है।
• Transparent: कोई trusted setup की आवश्यकता नहीं -- सभी पैरामीटर सार्वजनिक यादृच्छिकता से उत्पन्न होते हैं।

zk-STARKs zk-SNARKs की तुलना में नए हैं और कोई trusted setup न होने का लाभ प्रदान करते हैं (उस विश्वास मान को समाप्त करना)। हालांकि, STARK प्रमाण SNARK प्रमाणों की तुलना में बड़े होते हैं (कुछ किलोबाइट्स बनाम सैकड़ों बाइट्स), जिसका मतलब उच्च on-chain सत्यापन लागत है।

उपयोग किया गया: StarkNet, StarkEx (dYdX, Immutable X, और अन्यों को शक्ति देना)।

PLONK और इसके वेरिएंट

PLONK (Permutations over Lagrange-bases for Oecumenical Noninteractive arguments of Knowledge) एक सार्वभौमिक और अपडेट योग्य zk-SNARK प्रणाली है। इसे एक trusted setup की आवश्यकता है, लेकिन setup सार्वभौमिक है (किसी भी सर्किट के लिए काम करता है, सिर्फ एक विशिष्ट प्रोग्राम के लिए नहीं) और अपडेट योग्य है (नए प्रतिभागी समय के साथ सुरक्षा को मजबूत कर सकते हैं)।

PLONK और इसके वेरिएंट (TurboPLONK, UltraPLONK, Halo 2) लोकप्रिय हो गए हैं उनकी लचीलापन और दक्षता के कारण। कई आधुनिक ZK प्रणालियां PLONK-व्युत्पन्न योजनाओं पर बनी हैं।

तुलना तालिका

गुण	zk-SNARKs	zk-STARKs	PLONK
Trusted Setup	हां (per-circuit या universal)	नहीं	हां (universal, updatable)
प्रमाण आकार	~200-300 bytes	~50-200 KB	~400-800 bytes
सत्यापन समय	बहुत तेज	तेज	बहुत तेज
प्रमाण समय	तेज	तेज (अच्छी तरह से स्केल करता है)	तेज
Post-Quantum सुरक्षित	नहीं (अधिकांश वेरिएंट)	हां	नहीं (अधिकांश वेरिएंट)
परिपक्वता	सबसे परिपक्व	बढ़ रहा है	व्यापक रूप से अपनाया गया

ZK-Rollups: ब्लॉकचेन को स्केल करना

2026 में ZKPs का सबसे बड़ा व्यावहारिक अनुप्रयोग ZK-rollups है -- Layer 2 स्केलिंग समाधान जो zero-knowledge proofs का उपयोग करके ब्लॉकचेन throughput को नाटकीय रूप से बढ़ाते हैं जबकि अंतर्निहित Layer 1 (आमतौर पर Ethereum) की सुरक्षा को विरासत में पाते हैं।

ZK-Rollups कैसे काम करते हैं

1. बैच लेनदेन: एक ZK-rollup सैकड़ों या हजारों लेनदेन को off-chain में एकत्र करता है।
2. Execute off-chain: rollup ऑपरेटर सभी लेनदेन को निष्पादित करता है और नई स्थिति की गणना करता है।
3. प्रमाण उत्पन्न करें: एक ZK प्रमाण उत्पन्न किया जाता है जो गणितीय रूप से साबित करता है कि नई स्थिति सही है।
4. L1 में पोस्ट करें: प्रमाण और संपीड़ित लेनदेन डेटा Ethereum mainnet को पोस्ट किया जाता है।
5. सत्यापन: Ethereum स्मार्ट कॉन्ट्रैक्ट प्रमाण को सत्यापित करता है। यदि मान्य है, तो स्थिति अपडेट स्वीकार किया जाता है।

क्योंकि सत्यापन निष्पादन की तुलना में बहुत सस्ता है, ZK-rollups हजारों लेनदेन को एक ही L1 सत्यापन के लिए साकार कर सकते हैं साथ ही डेटा पोस्टिंग। यह Ethereum की सुरक्षा गारंटी को बनाए रखते हुए 10-100x लागत में कमी प्राप्त करता है।

ZK-Rollup बनाम Optimistic Rollup

विशेषता	ZK-Rollup	Optimistic Rollup
सुरक्षा मॉडल	Validity proof (गणित)	Fraud proof (challenge अवधि)
निकासी समय	मिनट (प्रमाण सत्यापित)	7 दिन (challenge विंडो)
गणना लागत	उच्च (प्रमाण पीढ़ी)	कम (सिर्फ विवादित अगर विवादित)
डेटा संपीड़न	अधिक कुशल	कम कुशल
EVM संगतता	सुधार (zkEVM)	पूर्ण (दिन एक से)
वर्तमान नेता	zkSync, StarkNet, Scroll, Linea	Arbitrum, Optimism, Base

Optimistic rollups (Arbitrum, Optimism, Base) ने प्रारंभिक L2 परिदृश्य पर प्रभुत्व किया क्योंकि वे बनाने में आसान थे और पूर्ण EVM संगतता प्रदान करते थे। ZK-rollups प्रारंभिक रूप से EVM संगतता के साथ संघर्ष करते थे लेकिन विशाल प्रगति की है। 2026 में, ZK-rollups तेजी से प्रतिस्पर्धी हो रहे हैं, और कई की उम्मीद है कि वे अंततः optimistic rollups को उनकी बेहतर सुरक्षा गुणों और तेजी से finality के कारण पार कर जाएंगे।

प्रमुख ZK-Rollups

zkSync Era: Matter Labs द्वारा विकसित, zkSync Era एक पूर्ण zkEVM है जो Solidity स्मार्ट कॉन्ट्रैक्ट का समर्थन करता है। यह PLONK-आधारित प्रमाणों का उपयोग करता है और महत्वपूर्ण DeFi deployment को आकर्षित किया है।

StarkNet: StarkWare द्वारा zk-STARKs का उपयोग करके बनाया गया, StarkNet स्मार्ट कॉन्ट्रैक्ट लिखने के लिए अपनी खुद की प्रोग्रामिंग भाषा (Cairo) का उपयोग करता है। जबकि सीधे EVM-संगत नहीं, यह शक्तिशाली देशी ZK क्षमताएं प्रदान करता है और प्रमुख परियोजनाओं द्वारा अपनाया गया है।

Scroll: एक Ethereum-native zkEVM जो byte-level EVM equivalence के लिए लक्ष्य रखता है। Scroll का दृष्टिकोण संगतता को प्राथमिकता देता है, जिससे मौजूदा Ethereum परियोजनाओं के लिए तैनात करना सीधा हो जाता है।

Linea: Consensys द्वारा विकसित (MetaMask के पीछे की कंपनी), Linea एक zkEVM rollup है जिसमें Ethereum ecosystem में मजबूत एकीकरण है।

Polygon zkEVM: Polygon का zero-knowledge rollup, EVM equivalence प्रदान करता है और व्यापक Polygon ecosystem के साथ एकीकृत है।

गोपनीयता अनुप्रयोग

स्केलेबिलिटी से परे, ZKPs शक्तिशाली गोपनीयता सुविधाओं को सक्षम करते हैं जो ब्लॉकचेन ecosystem में तेजी से महत्वपूर्ण हो रहे हैं।

निजी लेनदेन

ZKPs लेनदेन को सक्षम करते हैं जहां भेजने वाला, प्राप्तकर्ता, और राशि सभी छिपे हुए हैं -- जबकि अभी भी साबित करते हैं कि लेनदेन मान्य है (कोई double-spending नहीं, पर्याप्त balance)।

Zcash: निजी cryptocurrency लेनदेन का अग्रदूत। Zcash के shielded लेनदेन zk-SNARKs का उपयोग करके सभी लेनदेन विवरण को छिपाते हैं जबकि वैधता साबित करते हैं।

Aztec Network: Ethereum पर एक गोपनीयता-केंद्रित ZK-rollup जो निजी DeFi लेनदेन को सक्षम करता है। उपयोगकर्ता अपने balances या लेनदेन इतिहास को प्रकट किए बिना DeFi प्रोटोकॉल के साथ बातचीत कर सकते हैं।

Tornado Cash: एक मिलिंग प्रोटोकॉल (अब US में प्रतिबंधित) जिसने ZKPs का उपयोग किया जमा और निकासी पते के बीच on-chain लिंक को तोड़ने के लिए। इसकी कानूनी चुनौतियों ने गोपनीयता तकनीक के आसपास नियामक तनाव को उजागर किया।

निजी पहचान और क्रेडेंशियल

ZKPs पहचान विशेषताओं के चयनात्मक प्रकटीकरण को सक्षम करते हैं:

• साबित करें कि आप 18 साल से अधिक हैं बिना अपनी आयु प्रकट किए।
• साबित करें कि आप एक विशिष्ट देश के नागरिक हैं बिना अपने पासपोर्ट नंबर को प्रकट किए।
• साबित करें कि आप एक निश्चित राशि से अधिक funds रखते हैं बिना अपना सटीक balance प्रकट किए।
• साबित करें कि आपके पास एक वैध क्रेडेंशियल है (degree, license) बिना जारीकर्ता संस्थान को प्रकट किए।

Polygon ID: एक self-sovereign पहचान framework जो क्रेडेंशियल सत्यापन के लिए ZKPs का उपयोग करता है। उपयोगकर्ता अंतर्निहित डेटा को exposure किए बिना अपने बारे में दावे साबित कर सकते हैं।

WorldCoin/World ID: humanness सत्यापित करने के लिए ZKPs का उपयोग करता है (Sybil हमलों को रोकता है) बिना उपयोगकर्ता की पहचान को प्रकट किए।

Zupass: एक ZKP-आधारित क्रेडेंशियल प्रणाली मूल रूप से Zuzalu समुदाय के लिए विकसित, गोपनीयता-संरक्षक इवेंट टिकट, सदस्यता, और पहचान दावों को सक्षम करता है।

अनुपालन गोपनीयता

2026 में एक मुख्य विकास "अनुपालन गोपनीयता" है -- प्रणालियां जो उपयोगकर्ता गोपनीयता को संरक्षित करती हैं जबकि नियामक आवश्यकताओं को संतुष्ट करती हैं। ZKPs सक्षम करते हैं:

• चयनात्मक प्रकटीकरण: अनुपालन साबित करें बिना सभी विवरण प्रकट किए। उदाहरण के लिए, साबित करें कि आपका लेनदेन एक प्रतिबंधित पते को शामिल नहीं करता है बिना funds के स्रोत को प्रकट किए।
• Auditable गोपनीयता: उपयोगकर्ता निजी तरीके से लेनदेन करते हैं, लेकिन नियामकों के पास विशिष्ट keys होते हैं वे कानूनी रूप से आवश्यक होने पर लेनदेन को audit कर सकते हैं।
• Proof of solvency: एक्सचेंज और संस्थाएं साबित करते हैं कि उनके पास पर्याप्त reserves हैं बिना व्यक्तिगत खाता विवरण प्रकट किए।

यह दृष्टिकोण नियामक चिंताओं को संबोधित करता है जिन्होंने गोपनीयता तकनीक के adoption को बाधित किया है जबकि सार्थक उपयोगकर्ता गोपनीयता को संरक्षित करते हैं।

SafeSeed Tool

Zero-knowledge तकनीक गोपनीयता को बढ़ाती है, लेकिन आपकी wallet सुरक्षा मौलिक रहती है। लेनदेन गोपनीयता की कोई भी मात्रा नहीं मदद करती है यदि आपका seed phrase compromise है। SafeSeed Seed Phrase Generator का उपयोग करके एक सुरक्षित wallet आधार बनाएं, और अपने Key Derivation Tool के साथ address derivation के बारे में जानें यह समझने के लिए कि कैसे ZK-compatible wallets आपके seed phrase से keys derive करते हैं।

DeFi में ZK

निजी DeFi

ZKPs DeFi participation को सक्षम करते हैं बिना अपनी strategy, portfolio, या ट्रेडिंग पैटर्न को पूरी दुनिया के सामने प्रकट किए। अनुप्रयोग शामिल हैं:

• निजी swaps: tokens का व्यापार करें बिना front-running bots को अपना pending लेनदेन देखने दिए।
• निजी lending: बिना अपने position size को प्रकट किए borrow और lend करें।
• निजी governance: DAO governance में vote करें बिना अपने token holdings को प्रकट किए (shielded voting)।

ZK Bridges

Cross-chain bridges ZKPs का उपयोग करके chains के बीच state को सत्यापित कर सकते हैं बिना trusted intermediaries पर निर्भर किए। trusted validators के एक समूह के पर्भर पर निर्भर करने के बजाय कि एक लेनदेन दूसरी chain पर हुआ, एक ZK bridge एक प्रमाण उत्पन्न करता है जो गणितीय रूप से लेनदेन को सत्यापित करता है। यह दृष्टिकोण multisig-आधारित bridges की तुलना में बहुत अधिक सुरक्षित है, जो DeFi इतिहास में कुछ सबसे बड़े exploits के लक्ष्य रहे हैं।

ZK Oracles

Zero-knowledge oracles साबित कर सकते हैं कि डेटा एक विशिष्ट स्रोत (जैसे एक website या API