영지식 증명(ZK 증명): 무엇이며 어떻게 작동하는가?

영지식 증명은 본질적으로 매우 독특한 암호화 방식입니다. 이 방식을 사용하면 한쪽 당사자가 명제의 유효성을 증명하고, 다른 쪽 당사자가 이를 확인하는 과정에서 개인 정보가 전혀 교환되지 않습니다. 이 시스템이 제대로 작동할 경우, 블록체인 확장 , 거래 내역 은폐, 그리고 신원 정보 공유 없이 신원을 검증하는 데 매우 유용한 도구가 됩니다.

하지만 제품 페이지에 "ZK"라는 용어가 있다고 해서 이러한 모든 이점이 자동으로 보장되는 것은 아닙니다. 이 가이드에서는 ZK 증명이 어떻게 작동하는지, 오늘날 암호화폐 세계에서 실제로 어디에 사용되는지, 그리고 이 라벨이 붙은 제품을 신뢰하기 전에 고려해야 할 핵심 질문들을 설명합니다.

• 영지식 증명은 당사자가 그 근거가 되는 기밀 데이터를 공개하지 않고도 주장을 입증할 수 있도록 합니다.
• 암호화폐 세계에서 ZK 증명은 개인 데이터, 오프체인 계정, 신원 주장 등을 검증하는 데 사용될 수 있습니다.거래 유효성.
• ZK 시스템은 검증 과정이 모든 원천 데이터를 공개하는 것보다 훨씬 간소할 수 있기 때문에 확장성과 개인정보 보호 측면에서 유리합니다.
• 정확한 증명은 잘못된 입력, 취약한 소프트웨어, 신뢰할 수 있는 설정 가정, 교량 위험 또는 노출된 메타데이터에 따라 달라질 수 있습니다.

대부분의 사람들은 "프라이버시가 보장된다"거나 "신뢰할 수 있다"고 주장하는 영지식 증명(ZK 증명) 기반 암호화폐 프로젝트를 처음 접하게 됩니다 . 하지만 이러한 단어들은 증명이 실제로 무엇을 검증하는지 이해하지 못하면 아무 의미가 없습니다. 바로 이 부분이 초보 투자자들이 혼란스러워하는 출발점이자 마케팅 캠페인이 활발하게 펼쳐지는 지점입니다.

영지식 증명은 검증자가 어떤 명제가 참임을 확신하도록 하면서도 그 바탕이 되는 비밀 정보를 숨기는 암호화 증명 방식입니다. 명제를 제시하는 쪽을 제안자(propoent)라고 하고, 이를 검증하는 쪽을 검증자(auditor)라고 합니다.

암호화폐 세계에서 이는 사용자, 애플리케이션, 지갑, 롤업 또는 프로토콜이 모든 입력값을 타인에게 공개하지 않고도 거래에 대한 정보를 증명하거나, 신원을 주장하거나, 백업을 제공하거나, 계산을 수행할 수 있음을 의미합니다. 이러한 증명은 개인정보를 보호하고 검증 부담을 줄이거나 둘 다를 달성할 수 있습니다. 그러나 ZK 증명에 의존하는 모든 제품이 익명성이 보장되거나 위험이 없는 것은 아닙니다.

이 개념은 1985년 Goldwasser, Micali, Rackoff가 발표한 상호작용형 개념 증명 시스템에 관한 논문에서 비롯되었습니다. 현대 암호화폐는 검증자 간의 양방향 통신 없이 작동하는 새로운 개념 증명 시스템에서 동일한 기본 아이디어를 활용합니다.

모든 영지식 증명(ZK 증명)은 세 가지 핵심 속성으로 정의됩니다.

완벽성 : 이는 모든 사람이 규칙을 준수할 경우 올바른 진술이 성공해야 함을 의미합니다.

건전성이란 거짓된 명제가 매우 낮은 확률로만 거짓으로 판명되어야 함을 의미합니다.

제로 지식 감사란 감사인이 재무제표가 적격 판정을 받았다는 사실만 알 뿐, 그 근거가 되는 데이터는 알지 못한다는 것을 의미합니다.

주된 목표는 단순히 기밀 유지가 아니라 증명 그 자체입니다. 영지식 증명 시스템 역시 정확한 공개 진술, 유효한 비공개 입력, 그리고 증명 규칙을 올바르게 적용하는 소프트웨어를 필요로 합니다.

영지식 증명(ZK 증명)은 비공개 정보를 공개된 주장을 뒷받침하는 검증 가능한 증거로 변환하는 방식으로 작동합니다. 감사자는 비공개 데이터를 직접 열람할 필요 없이 이 증거를 검토할 수 있습니다.

주요 역할은 다음과 같습니다.

일반적으로 워크플로는 비공개 기밀 항목으로 시작됩니다. 검증자는 공개 진술을 식별하고 증명을 생성한 후 승인 또는 거부 결과를 받기 위해 검증자에게 제출합니다. 검증자는 제목, 잔액 범위, 그룹 구성원 또는 상태 루트와 같은 공개 항목을 볼 수 있지만 전체 기밀 항목은 볼 수 없습니다.

사용 사례별로 달라지는 것은 어떤 입력값을 비공개로 유지하고 어떤 입력값을 공개할지 정의하는 방식입니다. 결제 금액을 숨기거나, 투표 자격을 확인하거나, 오프체인 거래 세트를 검증하는 등 목표가 무엇이든 구조는 동일하게 유지됩니다.

이러한 이유로 영지식 증명은 사람이 비밀 정보를 보지 못하는 경우에도 유용할 수 있습니다. 스마트 계약은 증명을 검증할 수 있고, 롤업은 유효성 증명을 게시할 수 있습니다. 애플리케이션은 자격 증명을 직접 수집하지 않고도 자격 증명이 특정 규칙을 충족하는지 확인할 수 있습니다. 수학적 계산이 검증을 처리하며, 검증자는 원시 데이터를 절대 제공하지 않습니다.

추상적인 암호화 원리를 더 잘 이해하는 데에는 실제 사례만큼 명확한 것이 없으며, 그중에서도 연령 검증은 가장 흔하고 널리 사용되는 사례 중 하나입니다.

개인이 18세 이상임을 증명하려면 생년월일, 주소, 신분증 번호 또는 이름 등 전체 정보를 공개할 필요는 없습니다. 이 경우 일반적인 진술은 "본인은 성인입니다"입니다. 구체적인 증거는 이 주장을 뒷받침하는 신분증 또는 신분 확인 정보입니다. 검증자는 신분증 사본을 재사용할 필요 없이 "합격" 또는 "불합격" 결과만 있으면 됩니다.

관련 암호화 버전도 동일한 방식으로 작동합니다. 지갑은 사용자가 승인된 그룹에 속해 있거나 유효한 자격 증명을 보유하고 있거나 투표 또는 청구에 참여하기 전에 특정 조건을 충족한다는 것을 증명할 수 있으며, 애플리케이션은 원본 문서나 전체 계정 내역을 받지 않고도 이 증명을 확인할 수 있습니다.

비밀번호 인증은 더 간단한 맥락에서 동일한 논리를 보여줍니다.

• 설치 프로그램이 비밀번호를 알고 있습니다.
• 조사관은 인증기관이 그 사실을 알고 있었다는 증거를 원합니다.
• 인증 과정에서는 비밀번호를 전송하지 않아야 합니다.
• 재사용하거나 복사한 증거로는 나중에 시스템 잠금을 해제할 수 없습니다.

이러한 비유는 자동적인 개인정보 보호를 암시할 때 타당성을 잃습니다. 진정한 영지식 증명(ZK) 시스템은 엄격한 암호화, 명확하게 정의된 입력, 재전송 공격 방지 제어, 그리고 잘못된 맥락에서 증명을 재사용하는 것을 막는 방법을 필요로 합니다. 나이 검증 예시가 효과적인 이유는 이러한 요소들을 모두 포함하고 있기 때문입니다. 하지만 ZK라는 명칭을 사용하는 많은 암호화 제품들은 실제로 어떤 제어 장치가 적용되었는지 명시하지 않습니다.

영지식 증명(ZK 증명)을 이해하는 것은 블록체인과 암호화폐 세계에 입문하는 많은 초보자들에게 혼란스러운 부분입니다.

대부분의 블록체인은 본질적으로 완전히 투명합니다. 비트코인이나 이더리움을 전송할 때 , 누구든지 지갑에서 지갑으로의 거래 내역을 영원히 추적할 수 있습니다. 블록체인은 공개 원장으로 설계되었습니다.

그렇다면 프로젝트에서 "ZK"라는 용어가 언급될 때 실제로 무엇이 달라지는 걸까요?

ZK 증명이 적용되는 목적에 따라 전적으로 달라집니다.

개인정보 보호 관련 사용 사례 는 ZK 증명을 통해 송금인, 수취인, 금액 등 거래 내역의 특정 세부 정보를 숨기는 것을 의미합니다. 거래 자체는 온체인에 남아 있지만, 세부 정보는 보호됩니다. Zcash는 이러한 방식의 오래된 예로, 안전한 데이터 전송을 위해 zk-SNARK를 사용하여 송금인, 수취인, 금액을 공개적으로 볼 수 없도록 숨깁니다.

확장성 측면에서 볼 때, ZK 증명은 암호화폐 거래에서 일련의 트랜잭션을 압축하고 메인 체인에서 각 단계를 다시 실행할 필요 없이 트랜잭션이 정확하게 실행되도록 보장하는 데 사용됩니다. 트랜잭션 데이터는 완전히 공개될 수 있으며, 아무것도 숨겨지지 않습니다. 여기서 증명의 목적은 효율성과 유효성 확보이지 개인 정보 보호가 아닙니다.

많은 ZK 롤업, zkEVM 및 레이어 2 네트워크가 이 두 번째 범주에 속합니다. 이러한 기술은 데이터를 숨기기 위해서가 아니라 속도를 높이고 비용을 절감하기 위해 ZK를 사용합니다.

제품 설명에 "ZK"라는 용어가 보이면 가장 먼저 "이것이 ZK를 증명하는 어떤 방식인가?"라는 질문을 던져야 합니다. 만약 담당 팀이 이 질문에 명확하고 간결하게 답하지 못한다면, 그 자체가 이미 답이라고 볼 수 있습니다.

영지식 증명(ZK Proof) 기법을 이해하려면 암호화폐에서 사용되는 두 가지 주요 증명 시스템인 ZK-SNARK와 ZK-STARK에 대해 잘 알아야 합니다. 두 시스템 모두 근본적으로 동일한 문제를 다루지만, 방법론에서 차이가 있으며, 이러한 차이는 해당 시스템에 의존하는 프로젝트의 보안을 평가할 때 매우 중요합니다.

SNARK는 "간결한 비대화형 지식 논증(succinct non-interactive argument of knowledge)"의 약자이고, STARK는 "확장 가능하고 투명한 지식 논증(scalable transparent argument of knowledge)"의 약자입니다. 두 논증 방식 모두 영지식(zero-knowledge) 속성을 지원하며, 완전한 재계산보다 훨씬 적은 비용으로 데이터 유효성 검사를 수행할 수 있도록 합니다.

초보자에게 가장 중요한 점은 "신뢰할 수 있는 설정"입니다. 일부 SNARK 시스템은 설정 자료를 생성한 후 영구적으로 폐기해야 합니다. 이러한 자료가 악의적인 사용자의 손에 들어가면 보안 모델이 무너집니다. 악의적인 공격자가 검증을 통과하는 것처럼 보이는 허위 증명을 생성할 수 있기 때문입니다. STARK 시스템은 이러한 요구 사항을 완전히 회피하기 때문에 "투명"하다고 불립니다. 하지만 STARK 증명은 종종 더 크기 때문에 온체인 검증 비용이 증가할 수 있다는 단점이 있습니다.

스타크넷은 STARK 작업증명 방식을 기반으로 구축된 네트워크의 대표적인 예입니다. 모든 STARK 시스템이 기본적으로 비공개 시스템이라는 의미는 아니지만, 작업증명 설계 방식이 실제 인프라 구축 결정에 어떻게 영향을 미치는지 보여주는 좋은 예입니다.

영지식 증명(ZK 증명)은 대부분의 초보자가 상상하는 것보다 훨씬 광범위한 암호화폐 애플리케이션에 사용됩니다. 각 사용 사례는 서로 다른 데이터를 숨기고, 서로 다른 명제를 증명하며, 각기 다른 위험을 수반합니다.

암호화폐 분야에서 가장 두드러진 시각적 응용 프로그램은 다음과 같습니다.

• 안전한 결제: 이 기능은 송금인, 수취인 또는 금액과 같은 선택한 거래의 세부 정보를 숨깁니다.
• ZK 롤업 : 이는 기본 체인에서 각 계산을 다시 실행할 필요 없이 트랜잭션 세트가 올바르게 실행되도록 보장합니다.
• 신원 확인 시스템: 자격, 고유성 또는 자격 증명은 기본 문서를 공유하지 않고도 입증됩니다.
• 매장량 증명: 이는 발생한 자산이나 부채에 대한 제한적인 청구권을 보여줍니다.
• zkTLS와 유사한 도구: 웹 세션 자체를 공개하지 않고 웹 세션에서 사실을 파악하는 방법.
• 투표 시스템: 투표권은 개인과 투표권을 연관시킬 위험을 최소화하면서 확립됩니다.
• 외부 컴퓨팅: 이는 결과가 주장된 계획에 따라 진행되었음을 증명합니다.

대부분의 암호화폐 사용자에게 있어 개인정보 보호는 가장 흔한 사용 사례입니다. 개인정보 보호에 초점을 맞춘 암호화폐 범주에는 거래 기밀성이나 메타데이터 제한이 핵심적인 특징인 자산들이 포함됩니다. 영지식 증명은 이러한 목표를 달성하는 데 도움이 될 수 있지만, 지갑의 작동 방식, 투명한 주소, 메타데이터, 그리고 애플리케이션 설계 방식 모두 사용자가 실제로 경험하는 개인정보 보호 수준에 영향을 미칩니다.

Zcash는 가장 잘 알려진 사례입니다. Zcash는 안전한 거래 기능을 위해 zk-SNARK를 사용하며, 사용자가 정보를 공개하지 않고도 소유권을 증명할 수 있도록 합니다.

신원 확인은 별도의 사용 사례입니다. 신원 관련 암호화폐 범주는 구성원 자격, 고유성, 자격 증명 또는 권한을 검증하는 시스템과 관련이 있습니다. World ID는 영지식 증명을 사용하여 사용자가 신청자의 기본 신원 정보를 공개하지 않고도 자격 증명의 유효성을 확인할 수 있도록 합니다. 검증 가능한 자격 증명을 통한 선택적 공개는 유사한 접근 방식을 따르며, 소지자가 전체 문서가 아닌 자격 증명의 특정 필드만 공개할 수 있도록 합니다.

토큰과 관련 없는 대부분의 용도에서 영지식 증명은 개인정보 보호 강화 암호화라는 더 넓은 범주에 속합니다. 증명은 정보 공개를 제한하지만, 발급자, 소프트웨어, 지갑 및 하드웨어에 대한 신뢰의 필요성을 완전히 없애지는 않습니다.

이 부분은 초보자에게 매우 중요하지만, 대부분의 암호화폐 프로젝트는 이를 명확하게 설명하지 않습니다.

무효 증명은 사실적 참을 증명할 수 없습니다. 그 역할은 주어진 입력값에 대한 특정 수학적 명제가 참인지 확인하는 데에만 국한됩니다.

영지식 증명은 숨겨진 입력이 특정 규칙을 만족한다는 것을 보여줄 수 있습니다. 그러나 주변 시스템 또한 그러한 조건을 충족하지 않는 한, 이 숨겨진 입력이 신뢰할 수 있는 개인, 정확한 센서, 용매 교환 또는 신뢰할 수 있는 발행자로부터 왔다는 것을 증명할 수는 없습니다.

이러한 한계는 많은 암호화폐 관련 주장에서 명백히 드러납니다. 예를 들어, 준비금 증명은 약정된 잔액이 특정 기준을 충족함을 입증할 수 있지만, 부채의 전체 규모, 자산의 진정한 소유권, 또는 자금이 실사 절차를 통과하기 위해 일시적으로 차용되었는지 여부는 입증하지 못할 수 있습니다. 마찬가지로, 신용 증명은 서명된 신용장이 규칙을 충족함을 보여줄 수 있지만, 발행자가 실사를 제대로 수행했는지는 입증할 수 없습니다.

가장 큰 결함은 증명 자체 외부에 있다.

• 입력값을 신뢰하세요: 검증에 사용된 데이터가 부정확하거나 조작되었을 수 있습니다.
• 발행기관에 대한 신뢰: 보증서에 서명한 사람은 나약하거나, 타협적이거나, 부정직할 수 있습니다.
• 신뢰 신탁: 체인 외부의 데이터는 오래되었거나 증명 과정에 포함되기 전에 변조되었을 수 있습니다.
• 기기에 대한 신뢰: 악성 소프트웨어는 증거가 생성되기 전에 사용자가 서명하거나 보는 내용에 영향을 미칠 수 있습니다.
• 메타데이터 유출: 주소, 시간, IP 데이터 및 애플리케이션 동작은 증거 자체가 기본 데이터를 숨기고 있더라도 특정 패턴을 드러낼 수 있습니다.

이러한 이유로 영지식 증명에 기반한 주장은 항상 증명하고자 하는 정확한 명제를 명시해야 합니다. "비공개", "검증됨", "준수"와 같은 용어는 어떤 데이터가 숨겨져 있는지, 어떤 데이터가 공개되어 있는지, 그리고 실제 입력값의 유효성을 누가 보장하는지 명확히 밝히지 않는 한 불완전한 표현입니다.

증명 체계 자체는 수학적으로 타당할지 모르지만, 그 체계를 둘러싼 결과물은 실패할 수 있습니다. 수학적 측면만 이해하는 것으로는 충분하지 않으며, 대부분의 사용자에게는 아래에 설명된 실질적인 위험이 암호화 자체보다 더 중요합니다.

신뢰할 수 있는 설정은 가장 오해받는 위험 요소입니다. 항상 극복할 수 없는 장애물은 아니지만, 실제로 중요한 전제 조건입니다. 사용자는 프로젝트가 설정 프로토콜, 회로별 설정 또는 투명한 증명 설계에 의존하는지 여부를 알아야 합니다.

증명 비용은 시스템을 은밀하게 중앙집중화할 수 있습니다. 소수의 운영자만이 충분히 빠르게 증명을 생성할 수 있다면, 네트워크는 여전히 증명 생성에 필요한 특수 인프라에 의존하면서도 낮은 비용으로 결과를 검증할 수 있습니다. 이는 탈중앙화를 표방하는 모든 ZK-Rollup 또는 컴퓨팅 네트워크가 고려해야 할 사항입니다.

개인정보 보호 관련 문구는 꼼꼼히 읽어봐야 합니다. 어떤 도구는 거래 금액은 숨기면서 주소는 공개하거나, 앱을 익명화하면서도 검증자의 자격 정보는 드러내거나, 잔액 범위를 설정하면서도 지갑 활동 내역과 거래 시간을 모두 공개하는 경우도 있습니다. 예를 들어, 암호화폐를 거래할 때는 개인정보가 완벽하게 보장된다고 생각할 수 있습니다.

ZK 마케팅에서도 양자 컴퓨팅 관련 주장이 등장합니다. 일부 시스템은 양자 컴퓨팅 이후의 특성을 설명하지만, 이는 모든 ZK 자산, 지갑, 브리지 또는 네트워크 연결 애플리케이션이 미래의 암호화 공격으로부터 안전하다는 것을 의미하지는 않습니다. 암호화폐를 보호하려면 포괄적인 접근 방식이 필요하다는 점을 이해하는 것이 중요합니다.

첫 번째 단계는 해당 도구가 정확히 무엇인지 정의하는 것입니다. 개인 정보 보호 지갑, 롤업 솔루션, 토큰, 신원 확인 시스템, 준비금 증명 페이지 또는 개발자 인프라 중 무엇일까요? 단순히 "ZK"라고 부르는 것만으로는 이 질문에 대한 답을 찾을 수 없습니다.

지갑을 연결하거나, 브리지를 통해 자금을 이체하거나, 토큰을 구매하기 전에 이 체크리스트를 사용하십시오.

• 증명이 검증하는 정확한 명제를 명시하십시오.
• 교정 기능이 활성화된 후에도 공개 상태로 유지되는 데이터를 확인하세요.
• 네트워크, 브리지 및 스마트 계약 주소를 각각 독립적으로 검증하십시오.
• 검증 시스템에 안정적인 설정이 필요한지 확인하십시오.
• 중앙 시퀀서, 발급자 또는 운영자가 관련되어 있는지 확인하십시오.
• 지불하다 소규모 시험 치료 소중한 자금을 이체하기 전에.
• 복구 문구와 서명 장치는 애플리케이션 클레임과 분리하여 보관하십시오.

ZK 도구 대부분이 작동하려면 지갑 인터페이스 또는 계정이 필요하므로, 목적에 맞는 지갑 관리가 매우 중요합니다. 셀프 커스터디 방식이 처음이거나 익숙하지 않은 ZK 애플리케이션을 사용하려는 경우, 초보자를 위한 최고의 암호화폐 지갑에 대한 저희 기사를 참고하여 주요 유형과 연결 전에 확인해야 할 사항을 확인하세요.

거래소 지원 여부는 별도의 확인 사항입니다. 중앙 집중식 플랫폼은 ZK 연동 토큰을 상장하면서도 모든 롤업 솔루션, 보호 주소 또는 출금 경로를 지원하지 않을 수 있습니다. 암호화폐 거래가 처음이고 ZK 자산을 찾고 있다면, 초보자 친화적인 암호화폐 거래소를 통해 수수료, 보안 및 지원 자산 측면에서 어떤 점을 비교해야 하는지 알아보는 것이 좋습니다. ZK 롤업 기반 DeFi 애플리케이션을 사용하는 사용자에게는 탈중앙화 거래소(DEX) 옵션이 더 적합합니다.

다음은 간단한 워크플로입니다. 애플리케이션의 증명 내용을 읽고, 문자열과 스마트 계약 주소를 확인하고, 소량으로 테스트하고, 알 수 없는 것에는 절대 가입하지 말고, 도구가 숨기고 있는 내용을 정확히 알려줄 때까지 개인정보 보호가 부분적이라고 가정하십시오.