探索 Mina 协议：zk 应用程序的实际用例

zkapps（零知识应用）是由零知识证明支持的 mina 协议智能合约，特别是 zk-snarks [零知识简洁非交互式知识论证]。zkapps 取代了 snapps [智能非交互式知识论证]应用]。 zkapp 智能合约是使用 o1js（typescript 库）编写的。 zkapps 在用户的 web 浏览器中运行客户端，并仅发布一个小的有效性证明，然后由 mina 节点进行验证。 zkapp 由智能合约和 ui 组成，我将在下一节中进一步描述。

应用

我创建了关于年龄验证的 zkapp，其中用户年龄在不干预个人数据的情况下得到验证。

我继续安装 zkapp-cli npm 包，它实际上创建了用于继续使用证明器函数和验证器函数的模板，作为 zk 证明构建过程的一部分

执行

下面是添加验证自定义逻辑的实现。它定义了 zk-snark 的电路逻辑，在证明生成过程中使用。实际的证明者函数由 o1js 库管理，并在使用私有输入在链外执行 zkapp 方法时调用。

import { field, smartcontract, state, state, method } from 'o1js';/** * private age verification contract * the contract will verify if the user's age is greater than or equal to the threshold age. * the contract uses zero-knowledge proofs to keep the user's age private. */export class ageverification extends smartcontract {  // state variable to store the verification result (valid or invalid)  @state(field) valid = state();  // method to initialize the state  init() {    super.init();    this.valid.set(field(0)); // default is invalid  }  // method to verify the age  @method async verifyage(age: field, threshold: field) {    // compute age - threshold    const difference = age.sub(threshold);    // use circuit-compatible logic to check if the difference is non-negative    const isvalid = difference.equals(field(0)).or(difference.greaterthanorequal(field(0)))      ? field(1)      : field(0);    // set the validity of the verification result    this.valid.set(isvalid);  }}

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下面的脚本是一个与 ageverification zkapp 交互的测试套件。它在 txn.prove() 期间调用证明者逻辑，并通过检查其更新状态来验证 zkapp 的行为。

实际的证明者功能位于底层的 zkapp 方法（verifyage）中，txn.prove() 是在测试过程中生成证明的机制。

为了测试输入，我编辑了测试脚本，如下所示。

import { accountupdate, field, mina, privatekey, publickey } from 'o1js';import { ageverification } from './ageverification'; // import the correct contractlet proofsenabled = false;describe('ageverification', () => {  let deployeraccount: mina.testpublickey,    deployerkey: privatekey,    senderaccount: mina.testpublickey,    senderkey: privatekey,    zkappaddress: publickey,    zkappprivatekey: privatekey,    zkapp: ageverification; // update to use ageverification instead of add  beforeall(async () => {    if (proofsenabled) await ageverification.compile(); // update compile for ageverification  });  beforeeach(async () => {    const local = await mina.localblockchain({ proofsenabled });    mina.setactiveinstance(local);    [deployeraccount, senderaccount] = local.testaccounts;    let feepayer = local.testaccounts[0].key;    deployerkey = deployeraccount.key;    senderkey = senderaccount.key;    zkappprivatekey = privatekey.random();    zkappaddress = zkappprivatekey.topublickey();    zkapp = new ageverification(zkappaddress); // instantiate ageverification contract  });  async function localdeploy() {    const txn = await mina.transaction(deployeraccount, async () => {      accountupdate.fundnewaccount(deployeraccount);      await zkapp.deploy();    });    await txn.prove();    // this tx needs .sign(), because `deploy()` adds an account update that requires signature authorization    await txn.sign([deployerkey, zkappprivatekey]).send();  }  it('generates and deploys the `ageverification` smart contract', async () => {    await localdeploy();    const valid = zkapp.valid.get(); // access the 'valid' state variable    expect(valid).toequal(field(0)); // initially, the contract should set 'valid' to field(0)  });  it('correctly verifies the age in the `ageverification` smart contract', async () => {    await localdeploy();    const age = field(25); // example age value    const threshold = field(18); // example threshold value    // call the verifyage method    const txn = await mina.transaction(senderaccount, async () => {      await zkapp.verifyage(age, threshold); // use the verifyage method    });    await txn.prove();    await txn.sign([senderkey]).send();    const valid = zkapp.valid.get(); // check the validity state after verification    expect(valid).toequal(field(1)); // expected to be valid if age >= threshold  });});

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以下是测试结果

我在interact.ts文件中添加了证明者机制，它基本上生成一个zk-snark证明，并在mina区块链中进行交易时提交证明。当 interact.ts 脚本生成证明时，验证是在处理交易时由 mina 区块链执行的。这是 zk-snark 系统的一个关键方面，证明者生成验证者（mina 网络）检查的证明。

import fs from 'fs/promises';import { Mina, NetworkId, PrivateKey, Field } from 'o1js';import { AgeVerification } from './AgeVerification'; // check command line arglet deployAlias = process.argv[2];if (!deployAlias)  throw Error(`Missing  argument.Usage:node build/src/interact.js `);Error.stackTraceLimit = 1000;const DEFAULT_NETWORK_ID = 'testnet';// parse config and private key from filetype Config = {  deployAliases: Record;};let configJson: Config = JSON.parse(await fs.readFile('config.json', 'utf8'));let config = configJson.deployAliases[deployAlias];let feepayerKeysBase58: { privateKey: string; publicKey: string } = JSON.parse(  await fs.readFile(config.feepayerKeyPath, 'utf8'));let zkAppKeysBase58: { privateKey: string; publicKey: string } = JSON.parse(  await fs.readFile(config.keyPath, 'utf8'));let feepayerKey = PrivateKey.fromBase58(feepayerKeysBase58.privateKey);let zkAppKey = PrivateKey.fromBase58(zkAppKeysBase58.privateKey);// set up Mina instance and contract we interact withconst Network = Mina.Network({  // We need to default to the testnet networkId if none is specified for this deploy alias in config.json  // This is to ensure the backward compatibility.  networkId: (config.networkId ?? DEFAULT_NETWORK_ID) as NetworkId,  mina: config.url,});const fee = Number(config.fee) * 1e9; // in nanomina (1 billion = 1.0 mina)Mina.setActiveInstance(Network);let feepayerAddress = feepayerKey.toPublicKey();let zkAppAddress = zkAppKey.toPublicKey();let zkApp = new AgeVerification(zkAppAddress);let age = Field(25); // Example agelet threshold = Field(18); // Example threshold age// compile the contract to create prover keysconsole.log('compile the contract...');await AgeVerification.compile();try {  // call verifyAge() and send transaction  console.log('build transaction and create proof...');  let tx = await Mina.transaction(    { sender: feepayerAddress, fee },    async () => {      await zkApp.verifyAge(age, threshold); // Replacing update() with verifyAge    }  );  await tx.prove();  console.log('send transaction...');  const sentTx = await tx.sign([feepayerKey]).send();  if (sentTx.status === 'pending') {    console.log(      'Success! Age verification transaction sent.' +        'Your smart contract state will be updated' +        `as soon as the transaction is included in a block:` +        `${getTxnUrl(config.url, sentTx.hash)}`    );  }} catch (err) {  console.log(err);}function getTxnUrl(graphQlUrl: string, txnHash: string | undefined) {  const hostName = new URL(graphQlUrl).hostname;  const txnBroadcastServiceName = hostName    .split('.')    .filter((item) => item === 'minascan')?.[0];  const networkName = graphQlUrl    .split('/')    .filter((item) => item === 'mainnet' || item === 'devnet')?.[0];  if (txnBroadcastServiceName && networkName) {    return `https://minascan.io/${networkName}/tx/${txnHash}?type=zk-tx`;  }  return `Transaction hash: ${txnHash}`;}

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我使用的年龄和阈值输入为 25 和 18。

由于测试已通过运行 npm run test 成功完成。我继续使用 zk config 在 devnet 上进行部署

我提供了以下输入：

部署别名：test
网络类型：测试网
网址：https://api.minascan.io/node/devnet/v1/graphql
付费者：新的付费者密钥
交易：0.1

可以从这里检索 url：

然后在部署后我得到了以下响应。

合约部署在以下devnet

部署后，我继续使用 ui，通过提供 rpc url 和部署的合约地址，选择简单的 html、css 和 js，这是最终的 ui。

将智能合约与ui集成后zkapp的创建就完成了。在为 ageverification zkapp 构建用户界面 (ui) 后，前端与智能合约的集成允许用户与零知识证明系统无缝交互。 ui 有助于向合约提交用户年龄和阈值数据，同时通过 zk-snark 维护隐私。这使得用户能够在不透露实际值的情况下验证自己的年龄，从而保持机密性。后端利用证明者功能生成证明，mina 区块链对其进行有效验证。这种端到端解决方案可确保安全、用户友好的体验，同时充分利用 mina 基于 zk-snark 的架构提供的隐私和可扩展性功能。

以上就是探索 Mina 协议：zk 应用程序的实际用例的详细内容，更多请关注【创想鸟】其它相关文章！