영지식 증명, Zero-knowledge proof, 작동방식

Zero-knowledge proof(ZKP),즉 영지식 증명이란 진술이 사실이라는 사실 외에 추가 정보를 공개하지 않고 한 당사자(증명자)가 다른 당사자(검증자)에게 진술이 사실임을 증명할 수 있도록 하는 암호화 기술입니다. 민감한 데이터를 공개하지 않고 정보의 진위 여부를 확인하는데 주로 사용되는데, 이번 포스팅을 통해 조금 더 자세히 알아보도록 하겠습니다.

영지식증명(Zero-Knowledge Proof, ZKP)

A. 정의: 한 당사자가 진술이 사실이라는 사실 외에 추가 정보를 공개하지 않고 진술이 사실임을 다른 당사자에게 증명할 수 있는 암호화 프로토콜입니다.
B. 목적: 민감한 데이터를 노출하지 않고 정보의 진위를 검증하는 방법을 제공하는 것입니다.
C. 중요성: 민감한 데이터를 안전하게 보호하는 데 도움이 되므로 사이버 보안에서 중요한 도구가 됩니다.

작동방식과 응용

영지식 증명 작동방식

A 가 보안 시스템의 암호를 알고 있음을 B에게 증명하고 싶지만 그에게 암호를 공개하고 싶지는 않다고 가정해 보겠습니다. B는 암호를 알고 있으며 A도 암호를 알고 있는지 확인하려고 합니다. ZKP를 사용하는 방법은 다음과 같습니다
1. A는 "commitment"라는 임의의 문자열을 만들어 B에게 보냅니다. 이 약속은 암호의 암호화 해시입니다.
2. B은 "암호의 세 번째 문자는 무엇입니까?"와 같은 임의의 질문을 선택합니다.
3. A는 도전에 대한 답을 알고 있음을 보여주는 일련의 수학적 계산인 "증거"를 제공하여 도전에 응답합니다. 그러나 증명은 암호 자체에 대한 정보를 공개하지 않습니다.
4. B는 실제로 암호 자체를 학습하지 않고 A가 실제로 암호를 알고 있는지 확인하기 위해 증명을 확인합니다.
5. B는 A가 암호를 알고 있는지 추가로 확인하기 위해 추가 챌린지로 프로세스를 반복할 수 있습니다.

영지식 증명의 응용

A. 디지털 통화: 비트코인과 같은 디지털 통화에서 관련 당사자의 신원을 밝히지 않고 거래를 가능하게 하는 데 사용됩니다.
B. 보안 메시징: 개인 정보를 공개하지 않고 발신자의 신원을 확인하기 위해 보안 메시징 앱에서 사용할 수 있습니다.
C. 비밀번호 인증: 비밀번호 공개를 요구하지 않고 사용자의 신원을 확인하는 데 사용할 수 있습니다.
D. 기타 잠재적 응용: 투표 시스템, 데이터 공유 등을 포함한 광범위한 응용 분야에서 사용될 가능성이 있습니다.

영지식 증명의 한계

A.구현의복잡성:영지식 증명은 구현하기 어려울 수 있으며 프로토콜이 복잡하고 시간이 많이 소요될 수 있습니다.
B. 잠재적 취약성: 사이드 채널 공격 또는 타이밍 공격과 같은 특정 유형의 공격에 취약할 수 있습니다.
C. 제한된 채택: 일부 산업에서는 영지식 증명이 주목을 받고 있지만 다른 산업에서는 아직 널리 채택되지 않았습니다.
D. 지속적인 연구: 프로토콜의 효율성 개선 및 잠재적 취약성 해결을 포함하여 영지식 증명의 문제와 한계를 해결하기 위해 적극적으로 노력하고 있습니다.