From 4fad909f8a4dc75d1987f68cc9b1643897e015be Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: 1395466556 <1395466556@qq.com> Date: Tue, 29 Apr 2025 15:13:01 +0800 Subject: [PATCH 1/2] feat: Add the sample code and documentation of zk-dao --- dao/ZK-DAO/identity-verification.md | 206 ++++++++++++++++++++++++++++ dao/ZK-DAO/privacy-voting.md | 194 ++++++++++++++++++++++++++ dao/ZK-DAO/readme.md | 75 ++++++++++ 3 files changed, 475 insertions(+) create mode 100644 dao/ZK-DAO/identity-verification.md create mode 100644 dao/ZK-DAO/privacy-voting.md create mode 100644 dao/ZK-DAO/readme.md diff --git a/dao/ZK-DAO/identity-verification.md b/dao/ZK-DAO/identity-verification.md new file mode 100644 index 000000000..aab3e7d95 --- /dev/null +++ b/dao/ZK-DAO/identity-verification.md @@ -0,0 +1,206 @@ +# ZK-DAO匿名身份验证技术方案 + +## 概述 + +匿名身份验证是ZK-DAO的基础设施之一，通过零知识证明技术实现成员身份的匿名验证，在保护用户隐私的同时确保身份的可信性。 + +## 系统架构 + +### 1. 核心组件 + +#### 1.1 身份注册系统 +- 身份创建模块 +- 证明生成模块 +- 验证合约 + +#### 1.2 权限管理系统 +- 角色定义 +- 权限分配 +- 访问控制 + +### 2. 工作流程 + +#### 2.1 身份注册 +- 生成身份承诺 +- 创建身份证明 +- 注册身份信息 + +#### 2.2 身份验证 +- 提交验证请求 +- 生成验证证明 +- 验证身份有效性 + +## 技术实现 + +### 1. 零知识证明设计 + +#### 1.1 电路结构 +```solidity +// 示例：身份证明电路 +circuit IdentityProof { + // 私有输入 + private input identitySecret; + private input membershipToken; + + // 公开输入 + public input identityCommitment; + public input groupId; + + // 约束条件 + constraint validIdentity = verify_membership(membershipToken, groupId); + constraint validCommitment = hash(identitySecret) == identityCommitment; +} +``` + +#### 1.2 证明生成优化 +- 使用高效证明系统 +- 优化计算资源 +- 减少证明大小 + +### 2. 智能合约实现 + +#### 2.1 身份注册合约 +```solidity +// 示例：身份注册合约 +contract IdentityRegistry { + mapping(bytes32 => bool) public registeredIdentities; + + function registerIdentity( + bytes32 commitment, + bytes calldata proof + ) external { + require(verifyProof(proof), "Invalid proof"); + require(!registeredIdentities[commitment], "Identity already registered"); + + registeredIdentities[commitment] = true; + emit IdentityRegistered(commitment); + } +} +``` + +#### 2.2 权限验证合约 +```solidity +// 示例：权限验证合约 +contract AccessController { + function verifyAccess( + bytes32 identityCommitment, + bytes calldata proof, + uint256 resourceId + ) external view returns (bool) { + return verifyAccessProof(identityCommitment, proof, resourceId); + } +} +``` + +## 安全考虑 + +### 1. 隐私保护 +- 身份信息保护 +- 行为不可关联性 +- 历史记录保护 + +### 2. 攻击防护 +- 身份冒用防护 +- 重放攻击防护 +- 中间人攻击防护 + +### 3. 系统安全 +- 密钥管理 +- 合约安全 +- 系统完整性 + +## 性能优化 + +### 1. 验证效率 +- 批量验证 +- 证明压缩 +- 验证加速 + +### 2. 存储优化 +- 数据结构优化 +- 索引优化 +- 缓存策略 + +## 部署流程 + +### 1. 初始化配置 +- 系统参数设置 +- 密钥生成 +- 合约部署 + +### 2. 权限配置 +- 角色定义 +- 权限分配 +- 访问控制设置 + +## 使用示例 + +### 1. 身份注册流程 +```javascript +// 示例：身份注册代码 +async function registerIdentity(secret) { + // 生成身份证明 + const proof = await generateIdentityProof(secret); + + // 注册身份 + const commitment = computeCommitment(secret); + await identityRegistry.registerIdentity(commitment, proof); +} +``` + +### 2. 权限验证流程 +```javascript +// 示例：权限验证代码 +async function verifyAccess(identity, resource) { + // 生成访问证明 + const proof = await generateAccessProof(identity, resource); + + // 验证访问权限 + return await accessController.verifyAccess( + identity.commitment, + proof, + resource.id + ); +} +``` + +## 最佳实践 + +### 1. 身份管理 +- 安全密钥存储 +- 定期更新证明 +- 权限定期审查 + +### 2. 系统维护 +- 定期安全审计 +- 性能监控 +- 系统升级 + +## 未来展望 + +### 1. 技术升级 +- 新型零知识方案 +- 跨链身份验证 +- 性能优化 + +### 2. 功能扩展 +- 多因素认证 +- 动态权限 +- 身份恢复机制 + +## 参考资源 + +### ZK-SNARK技术规范 +- [EIP-1922: zk-SNARK Verifier Standard](https://eips.ethereum.org/EIPS/eip-1922) - 以太坊上zk-SNARK验证器的标准接口规范 2 +- [Understanding Zero-Knowledge Proofs and zk-SNARKs](https://medium.com/@bhaskark2/understanding-zero-knowledge-proofs-part-1-verifiable-computation-with-zk-snarks-ba6cbb8e6001) - 深入解析ZK-SNARK的技术原理和实现 3 + +### 身份验证最佳实践 +- [Digital Identity, Privacy and Zero-Knowledge Proofs](https://medium.com/cryptodigest/digital-identity-privacy-and-zero-knowledge-proofs-zk-snarks-3d092b509990) - 基于ZK-SNARK的数字身份和隐私保护实践 1 +- [A Realistic Zero-Knowledge Example](https://medium.com/coinmonks/zk-snarks-a-realistic-zero-knowledge-example-and-deep-dive-c5e6eaa7131c) - 零知识身份验证的实际应用案例 5 + +### 相关研究论文 +- [A Survey on the Applications of Zero-Knowledge Proofs](https://arxiv.org/html/2408.00243v1) - 零知识证明在区块链和身份验证等领域的应用综述 4 + +### 开源项目参考 +- [Semaphore](https://github.com/semaphore-protocol/semaphore) - 基于零知识证明的以太坊匿名身份框架 4 +- [zkSync Era](https://docs.zksync.io/) - 使用ZK-SNARKs实现的Layer2扩展方案 4 \ No newline at end of file diff --git a/dao/ZK-DAO/privacy-voting.md b/dao/ZK-DAO/privacy-voting.md new file mode 100644 index 000000000..1c0eb0e61 --- /dev/null +++ b/dao/ZK-DAO/privacy-voting.md @@ -0,0 +1,194 @@ +# ZK-DAO隐私投票机制实现方案 + +## 技术概述 + +隐私投票机制是ZK-DAO中的核心功能之一，通过零知识证明技术实现匿名但可验证的投票系统。本文档详细描述了该机制的技术实现方案。 + +## 系统架构 + +### 1. 核心组件 + +#### 1.1 链上合约 +- 投票注册合约 +- 零知识证明验证合约 +- 投票统计合约 + +#### 1.2 链下系统 +- ZK证明生成器 +- 投票客户端 +- 中继节点 + +### 2. 工作流程 + +#### 2.1 投票准备 +- 生成投票人零知识证明 +- 验证投票资格 +- 创建匿名投票承诺 + +#### 2.2 投票执行 +- 提交加密投票 +- 生成有效性证明 +- 验证投票合法性 + +#### 2.3 结果统计 +- 聚合加密投票 +- 生成结果证明 +- 验证计票正确性 + +## 技术实现 + +### 1. 零知识证明设计 + +#### 1.1 电路结构 +```solidity +// 示例：投票证明电路 +circuit VoteProof { + // 私有输入 + private input voterIdentity; + private input voteChoice; + + // 公开输入 + public input votingId; + public input commitment; + + // 约束条件 + constraint validIdentity = verify_identity(voterIdentity); + constraint validVote = range_check(voteChoice, 0, maxChoice); + constraint validCommitment = hash(voterIdentity, voteChoice) == commitment; +} +``` + +#### 1.2 证明生成 +- 使用Groth16协议 +- 优化证明大小 +- 减少计算开销 + +### 2. 智能合约实现 + +#### 2.1 投票注册 +```solidity +// 示例：投票注册合约 +contract VoteRegistry { + mapping(bytes32 => bool) public registeredVotes; + + function registerVote( + bytes32 commitment, + bytes calldata proof + ) external { + require(verifyProof(proof), "Invalid proof"); + require(!registeredVotes[commitment], "Vote already registered"); + + registeredVotes[commitment] = true; + emit VoteRegistered(commitment); + } +} +``` + +#### 2.2 结果验证 +```solidity +// 示例：结果验证合约 +contract VoteVerifier { + function verifyTally( + uint256[] calldata results, + bytes calldata proof + ) external view returns (bool) { + return verifyTallyProof(results, proof); + } +} +``` + +## 安全考虑 + +### 1. 隐私保护 +- 投票选择隐私 +- 投票人身份保护 +- 防止投票关联分析 + +### 2. 攻击防护 +- 双重投票检测 +- 女巫攻击防范 +- 投票买卖防护 + +### 3. 系统安全 +- 智能合约审计 +- 密码学安全性 +- 系统容错性 + +## 性能优化 + +### 1. 计算优化 +- 批量证明生成 +- 证明压缩 +- 验证加速 + +### 2. 存储优化 +- 数据结构优化 +- 存储压缩 +- 检索效率提升 + +## 部署指南 + +### 1. 环境准备 +- 安装依赖 +- 配置网络 +- 初始化参数 + +### 2. 合约部署 +- 部署顺序 +- 参数设置 +- 权限配置 + +### 3. 系统测试 +- 功能测试 +- 性能测试 +- 安全测试 + +## 使用示例 + +### 1. 投票流程 +```javascript +// 示例：投票客户端代码 +async function submitVote(choice, identity) { + // 生成证明 + const proof = await generateVoteProof(choice, identity); + + // 提交投票 + const commitment = computeCommitment(choice, identity); + await voteRegistry.registerVote(commitment, proof); +} +``` + +### 2. 结果验证 +```javascript +// 示例：结果验证代码 +async function verifyResults(results) { + // 生成结果证明 + const proof = await generateTallyProof(results); + + // 验证结果 + return await voteVerifier.verifyTally(results, proof); +} +``` + +## 未来改进 + +### 1. 技术升级 +- 采用更高效的ZK方案 +- 优化证明生成 +- 提升验证效率 + +### 2. 功能扩展 +- 支持复杂投票逻辑 +- 集成跨链投票 +- 增强隐私保护 + +## 参考资源 + +### 1. 研究论文 +- [A scalable decentralized privacy-preserving e-voting system](https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S2214212623002296) - 探讨使用零知识链下计算实现大规模选举的可扩展方案 +- [Blockchain-Based E-Voting Systems: A Technology Review](https://www.mdpi.com/2079-9292/13/1/17) - 详细分析区块链投票系统中的隐私保护技术 +- [Applications of Zero-Knowledge Proofs](https://arxiv.org/html/2408.00243v1) - 零知识证明在DAO治理中的创新应用 + +### 2. 开源实现 +- [DAO ZK Proof Voting](https://github.com/ritikbhatt20/Dao_Zk_Proof_Voting) - 使用Anchor和Bellman ZK SNARKs实现的隐私投票系统 +- [Blockchain Voting System](https://github.com/Shashwat1729/Voting-System) - 基于Python的零知识证明投票系统实现 diff --git a/dao/ZK-DAO/readme.md b/dao/ZK-DAO/readme.md new file mode 100644 index 000000000..2e013821b --- /dev/null +++ b/dao/ZK-DAO/readme.md @@ -0,0 +1,75 @@ +# ZK-DAO: 零知识证明在DAO治理中的应用研究 + +## 概述 +零知识证明（Zero-Knowledge Proof，ZK）技术在DAO治理中的应用，为解决传统DAO面临的隐私、效率和安全性等问题提供了创新解决方案。 + +## 主要研究方向 + +### 1. 隐私投票机制 +- 基于ZK-SNARK的匿名投票系统 +- 保护投票人身份的同时确保投票有效性 +- 防止投票操纵和双重投票 + +### 2. 匿名身份验证 +- 基于零知识证明的成员资格验证 +- 保护成员隐私的同时验证权限 +- 实现可验证但匿名的身份认证 + +### 3. 链上治理优化 +- 使用ZK-Rollup提升治理效率 +- 降低治理成本 +- 提高链上投票和提案的可扩展性 + +### 4. 隐私资产管理 +- 匿名财务管理机制 +- 保护DAO资产隐私 +- 可审计的匿名交易 + +## 技术架构 + +### 1. 核心组件 +- ZK-SNARK电路设计 +- 智能合约集成 +- 链下证明生成 +- 链上验证机制 + +### 2. 安全考虑 +- 密码学安全性分析 +- 智能合约安全审计 +- 攻击向量防护 +- 隐私保护评估 + +## 实现挑战 + +### 1. 技术挑战 +- ZK电路复杂性 +- 计算资源消耗 +- 用户体验优化 + +### 2. 集成挑战 +- 与现有DAO框架的兼容性 +- 跨链互操作性 +- 性能优化 + +## 未来展望 + +### 1. 技术演进 +- ZK技术的发展趋势 +- 新型隐私解决方案 +- 可扩展性改进 + +### 2. 应用场景扩展 +- 跨链DAO治理 +- 隐私DeFi集成 +- 企业级应用 + +## 参考资源 + +### 1. 学术研究 +- [A scalable decentralized privacy-preserving e-voting system](https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S2214212623002296) - 基于零知识证明的可扩展去中心化投票系统研究 +- [Blockchain-Based E-Voting Systems: A Technology Review](https://www.mdpi.com/2079-9292/13/1/17) - 区块链电子投票系统技术综述 +- [Applications of Zero-Knowledge Proofs](https://arxiv.org/html/2408.00243v1) - 零知识证明在DAO投票中的应用研究 + +### 2. 技术实现 +- [DAO ZK Proof Voting](https://github.com/ritikbhatt20/Dao_Zk_Proof_Voting) - 基于Anchor的隐私投票实现 +- [Blockchain Voting System](https://github.com/Shashwat1729/Voting-System) - 基于零知识证明的区块链投票系统 From 45685aaea1a1e54dda33bc65b9542166af4d526e Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: 1395466556 <1395466556@qq.com> Date: Tue, 29 Apr 2025 16:11:14 +0800 Subject: [PATCH 2/2] feat: Supplement the technical implementation details of ZK-SNARK in DAO voting --- dao/ZK-DAO/technical-implementation.md | 168 +++++++++++++++++++++++++ 1 file changed, 168 insertions(+) create mode 100644 dao/ZK-DAO/technical-implementation.md diff --git a/dao/ZK-DAO/technical-implementation.md b/dao/ZK-DAO/technical-implementation.md new file mode 100644 index 000000000..3533ef912 --- /dev/null +++ b/dao/ZK-DAO/technical-implementation.md @@ -0,0 +1,168 @@ +# ZK-DAO技术实现细节 + +## ZK-SNARK在DAO投票中的应用 + +### 1. 电路设计 + +#### 1.1 核心电路组件 +- 身份验证电路 + - Merkle树验证 + - 成员资格证明 + - 投票权重验证 +- 投票电路 + - 选项加密 + - 投票有效性验证 + - 重复投票检测 +- 计票电路 + - 匿名累加 + - 结果验证 + +#### 1.2 优化策略 +- 电路复杂度优化 + - 组件模块化 + - 约束最小化 + - 并行计算优化 +- 证明生成优化 + - 批量处理 + - 增量式更新 + - 硬件加速 + +### 2. 性能优化 + +#### 2.1 链下优化 +- 证明生成优化 + - 多线程并行处理 + - GPU加速 + - 预计算表优化 +- 数据结构优化 + - 高效Merkle树实现 + - 状态压缩 + - 缓存策略 + +#### 2.2 链上优化 +- 验证效率提升 + - 批量验证 + - 验证电路优化 + - Gas成本优化 +- 存储优化 + - 状态树压缩 + - 历史数据归档 + - 智能合约优化 + +### 3. 安全性分析 + +#### 3.1 密码学安全 +- 零知识性分析 + - 信息泄露评估 + - 模拟器安全性 + - 知识可靠性 +- 完整性保证 + - 证明不可伪造性 + - 系统完备性 + - 抗篡改性 + +#### 3.2 智能合约安全 +- 合约漏洞防护 + - 重入攻击防护 + - 溢出检查 + - 权限控制 +- 升级机制 + - 可升级性设计 + - 紧急暂停 + - 错误恢复 + +### 4. 实现案例 + +#### 4.1 投票流程实现 +```solidity +// 简化的投票合约示例 +contract ZKVoting { + // 投票状态结构 + struct VoteState { + bytes32 merkleRoot; // 选民Merkle树根 + bytes32 voteHash; // 投票承诺哈希 + uint256 totalVotes; // 总票数 + bool isOpen; // 投票是否开放 + } + + // 验证器合约地址 + address public verifier; + // 投票状态 + VoteState public voteState; + + // 提交投票证明 + function submitVote( + bytes calldata proof, + bytes32[] calldata merkleProof + ) external { + require(voteState.isOpen, "Voting is closed"); + require(verifyProof(proof), "Invalid proof"); + require(verifyMerkleProof(merkleProof), "Invalid voter"); + + // 更新投票状态 + updateVoteState(proof); + } + + // 验证零知识证明 + function verifyProof( + bytes calldata proof + ) internal returns (bool) { + // 调用验证器合约验证证明 + return IVerifier(verifier).verify(proof); + } +} +``` + +#### 4.2 集成方案 +- 前端集成 + - 证明生成客户端 + - 用户界面设计 + - 钱包集成 +- 后端集成 + - 证明服务器 + - 状态同步 + - 数据存储 + +### 5. 关键技术挑战 + +#### 5.1 性能挑战 +- 证明生成时间 + - 大规模选民场景 + - 复杂投票规则 + - 实时性要求 +- 验证成本 + - Gas消耗优化 + - 批量验证效率 + - 链上存储压力 + +#### 5.2 可用性挑战 +- 用户体验 + - 证明生成等待时间 + - 客户端资源消耗 + - 操作复杂度 +- 兼容性 + - 跨链互操作 + - 钱包支持 + - 标准协议 + +### 6. 未来优化方向 + +#### 6.1 技术优化 +- 新型证明系统 + - PLONK集成 + - 递归证明 + - 通用证明优化 +- 性能提升 + - 证明压缩 + - 验证加速 + - 存储优化 + +#### 6.2 应用拓展 +- 功能扩展 + - 复杂投票规则 + - 委托投票 + - 多轮投票 +- 生态集成 + - DeFi集成 + - 跨链治理 + - 企业应用 \ No newline at end of file