有趣的「零知识有条件支付」：真正完美的“一手交钱一手交货”是什么样的？

假如我们现在要做一笔交易，我想把自己的数据卖给你，怎样交易才是最安全的？

显然这里会有两个问题：

1、因为我卖的是数据，肯定不能直接给你，否则你得到数据后直接跑了怎么办？

2、但我肯定也不能先拿你的钱，因为可能我给你的数据是不符合你要求的，或者我拿了钱之后也跑了。

要解决上面这个问题，我们就需要一个完美精准的“一手交钱、一手交货”方案，零知识证明和区块链这时就可以派上用场了。

在这篇文章里，安比（SECBIT）实验室创始人郭宇尽可能用普通人能听懂的语言，完整讲解了这样一个有趣的解决方案：零知识有条件支付。

以下为正文：

Bitcoin Core团队的 Greg Maxwell 早在2011年的时候就提到了一个非常非常牛的概念：

ZKCP — “零知识有条件支付”

https://en.bitcoin.it/wiki/Zero_Knowledge_Contingent_Payment

简单点讲，就是在没有 信任第三方 的场合下达成 完美公平地 “一手交钱一手交货”的方案。

这里敲黑板，上面这句话我用了三个学术黑话。想象一个交易场景，如果交易双方在没有信任第三方在场的情况下，谁也不愿意先出手付款/交货给对方，否则对方会跑路。一手交钱一手交货就意味着：付款/交货 动作必须具备原子性（大白话：要么交换完成，要么不交换，不给任何一方赖账的空间）。

所谓完美公平是指任何一方都没办法占更多的小便宜。不过这个概念并不是 Greg 的原创想法，这是一个古老的话题，早在80年代起就有很多学者在研究如何做到完美公平交易。但是长期以来，大家一致认为一个受信任的第三方是必不可少的。后来等到比特币诞生，Greg 敏锐地发现利用比特币这一个 无需信任的第三方 可以做到。

在2016年发表的一篇博文里，Greg宣布 伙同 ZCash 团队的 Sean Bowe 等人一起演示了如何借助比特币这个系统（作为一个 Trustless 第三方）做到一次完美公平交易，Demo 演示了如何完美公平地交易一个16x16的数独答案。

接下来请原谅我用十分晦涩难懂的语言讲讲 ZKCP 原理。

Greg 的 ZKCP 方案使用了 zksnarks 技术，首先大家需要了解 zksnarks 能干什么。传说中的 zksnarks 能提供一个零知识证明，证明什么呢？证明一个已知算法的计算过程是否真实发生过（大白话：一段地球人都知道的程序代码是否运行过）。

这个计算过程可以发生在遥远的星球上，程序运行过程附带产生一个证明，这个证明可以发回地球进行验证，如果验证通过，那么我们可以知道：在遥远星球上确实运行过某个已知程序，并且程序的输入是某一个未知数。

最难的部分已经讲完了，如果没看懂就不要继续往下看了。

假设卖家A，买家B 要交易一个数 D，这时候买家 B 要提前知道 D 是否是他想要的，B会提供一个函数 F() 来判断 D 符合不符合 B 的要求。A 拿到 F 之后，运行一下 F(D)，如果返回true，那么A 继续用一个加密函数 E() 得到密文 D’=E(K, D)，这里 K 是 A 为了这笔交易新生成的随机数，然后 A 计算 HASH(K) = H。

接下来 A 交给 B 三样东西，第一个是密钥的哈希值 H，第二个是加密数据 D’, 第三个是用zksnarks产生的计算过程证明。计算过程就是： F(D)=true; E(K,D)=D’,HASH(K)=H。最后 B 构造一个比特币脚本：声明任何提供 H 的 Preimage 的人（也就是说，任何拥有 K 的人）可以花掉脚本所带的0.1 BTC。A 最后发起一笔交易，提供 K， 提走钱；B从区块链上看到 K，解密 D’ 得到 D。

我们回头看，比特币脚本提供了一个原子操作（大白话：实现了密钥和BTC的一手交钱，一手交货）；同时 zksnarks 技术提供了零知识证明，保证 B 的BTC没有被 A 提走之前 B 得不到 D 的，做到了完美公平性。

（完）