Bằng chứng Không tiết lộ (Zero-Knowledge Proofs)

HieraChain sử dụng Zero-Knowledge Proofs (ZK) để đảm bảo tính xác thực của các giao dịch trên hệ thống phân cấp mà không cần tiết lộ toàn bộ dữ liệu chi tiết của từng sự kiện (Event). Các Sub-chain sẽ tạo Proof chứng minh một quá trình chuyển đổi trạng thái là hợp lệ, và Main-chain sẽ tiến hành xác minh Proof đó.

1. Cơ chế Hoạt động của ZKProver & ZKVerifier

Hệ thống cung cấp hai module cốt lõi đảm nhiệm công việc này:

• ZKProver (Nằm tại Sub-chain - hierachain/security/zk_prover.py):

  • Đóng vai trò là bên chứng minh (Prover).
  • Khi một Sub-chain sinh ra một block mới, nó tạo ra một trạng thái mới (World State).
  • ZKProver sẽ sinh ra các đoạn mã Proof để chứng minh cho logic chuyển trạng thái từ old_state_root sang new_state_root trong block_index tương ứng vừa được kích hoạt.

• ZKVerifier (Nằm tại Main-chain - hierachain/security/verify/zk_verifier.py):

  • Đóng vai trò là bên xác minh (Verifier).
  • Khi nhận được tín hiệu Proof từ Sub-chain gửi lên Main-chain, ZKVerifier sẽ phân tích và xác minh tính hợp lệ của toán học cũng như tính toàn vẹn trạng thái.
  • Giải quyết triệt để nguy cơ Fake Proofs (Chứng cứ giả). Nếu Proof không vượt qua xác minh, giao dịch đính kèm trên Main-chain sẽ bị từ chối thẳng thừng.

2. Các Chế độ Hoạt động (Modes)

Zero-Knowledge Proofs trong HieraChain hỗ trợ hai mode chạy tùy theo môi trường triển khai thực tế của Sub-chain (linh hoạt cấu hình qua biến môi trường ZK_MODE):

a. Mock Mode (Mặc định)

• Đây là chế độ phát triển (Dev) hoặc môi trường kiểm thử (Testing).
• Mock Mode mô phỏng lại Groth16/Plonk ZK-SNARK bằng cách tạo ra một định dạng proof giả lập kích thước 2KB - 4KB với mock_zkp_v2\x00.
• Thay vì chạy circuit thuật toán, mock mode sử dụng tính toán hàm lượng băm nội suy (hashlib.sha256) đối với các tham số đầu vào (Public Inputs) và giả lập một độ trễ từ 100-500ms để đảm bảo giống với hệ thống proof thực.
• Hỗ trợ quá trình dev tích hợp Main/Sub mà không yêu cầu cấu hình tài nguyên phần cứng lớn.

b. Production Mode (ZoKrates)

• Đây là chế độ vận hành sản xuất thực tế trên môi trường Mainnet/Enterprise.
• Đòi hỏi thư mục khóa chứng minh ở biến ZK_PROVING_KEY_PATH và khóa xác minh ở ZK_VERIFICATION_KEY_PATH.
• Proof được sinh ra qua một External Service (như ZoKrates) chứa những phương trình tính toán hàm bậc cao SNARKs vô cùng an toàn và khó giả mạo.

3. Public Inputs (Đầu vào Công khai)

Theo định nghĩa của ZKPublicInputs, các đối số đầu vào (được cả Prover và Verifier đồng bộ thống nhất) bao gồm:

• old_state_root (str): Merkle Root của World State ở block ngay trước đó. Phải là mã hash hợp lệ.
• new_state_root (str): Merkle Root mới nhất sau khi các event được đưa vào block cập nhật hiện tại.
• block_index (int): Số thứ tự block (cơ chế này giúp chặn hoàn toàn rủi ro Replay attacks).
• sub_chain_name (str): ID hoặc tên định danh đầy đủ của Sub-chain đẩy Proof.

Các tham số này đều được serialize định dạng JSON bytes chuẩn hóa chặt chẽ (sử dụng sort_keys=True) trước khi đem đi hash sinh Proof.