加密学长期以来一直是数学家和计算机科学家的专属领域。然而，近期的进展，特别是在零知识技术方面，正将加密系统设计从复杂的数学构造转变为更易于访问和简单的编程任务。这一转变过程被称为可编程加密，有效地弥合了协议设计和实际实施之间的差距，并将对我们的安全和隐私产生深远的影响，无论是在链上还是在线上。
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将加密理论应用于实践的挑战
在本质上，加密学只是在实体之间发送私密消息的过程。这一行为引入了几个要求，即发件人和收件人可以理解消息，但任何第三方拦截者都不能理解。重要的是，它还需要确保在交付前消息不被篡改。例如，数字签名为不安全通道上的通信提供了认证和完整性。
现在，先进的加密系统涵盖了保护各种在线数据和消息的需求，包括银行业务、拍卖、电子商务和区块链等。这些系统包括零知识证明（ZKP）、多方计算（MPC）和完全同态加密（FHE）等。这些基于数学的系统每个都解决了特定的情境和需求。
多方计算（MPC）在多个参与方进行协作计算的场景中保护输入数据的隐私。MPC的一个应用场景是机构保管，像Fireblocks一样的公司使用它，实现了对监管钱包的责任分离。零知识证明（ZKP）在单方面的情境中高效地实现了可验证的计算和数据隐私，目前在区块链隐私和扩展性方面得到了应用。
先进的加密系统的引入为数字世界带来了许多令人兴奋的可能性，但也带来了重大挑战。长期以来，人们只能访问为特定应用程序设计的专用加密协议，例如私密交叉、私密拍卖和投票以及身份验证。使这些系统在现实世界中工作并不简单。加密学家必须仔细计划一切，如安全假设、原语选择和性能优化。这种复杂性限制了加密系统的广泛应用。在广义情境中高效地实现加密协议的能力在将加密学从理论带入现实世界中起着关键作用。
可编程加密的作用
一些设计已经将基于电路的功能描述纳入其中，以解决加密系统面临的广泛采用问题。理论上，如果一个加密系统的基本模块能够模拟图灵机，它就可以用于通用计算问题。这种通过电路描述来利用加密系统的方法被称为可编程加密。
然而，理论可行性远远不足以支持实际应用。一旦这样一个加密系统的复杂性随着计算问题的规模增长过快，其实际应用就变得不切实际。加密学家不断改进这些算法，弥合理论与实践之间的差距。这种解决方案包括设计新的框架、优化底层原语和重构工程实现。
在0xPARC和Privacy and Scaling Explorations工作的研究人员正在开展开创性工作，使广泛应用于区块链基础设施（如ZCash和zkEVM）的zkSNARKs，成为可编程加密。
他们展示了使用可编程ZKP进行身份声明的概念验证。这种创新方法允许通过电子邮件或社交媒体验证个人对服务的资格，同时保持个人信息的保密。
在另一个具有突破性的应用中，可编程加密实现了从用户与Web2服务（如社交媒体）的互动中机密计算信用评分的功能，而不会暴露具体活动。这实现了对信用价值的隐私评估，从而彻底改变了当今数字世界中对金融信用的评估方法。
可编程加密的好处在多个层面上。首先，它使加密的实际应用变得更加灵活和适应性强。可编程性还将应用加密学从只有少数学者才能访问的小众学科变为全球开发者的资源池，促进了实验和创新。
可编程加密并非银弹，但却是一个转折点
可编程加密在当前状态下的一个关键限制是其研究主要集中在zkSNARKs上。然而，值得注意的是，许多加密技术仍处于相对早期的发展阶段，仅在过去二十年中才出现重大突破。在相同的兴趣和创新水平下，MPC或同态加密领域的实际突破可能导致可编程元素的出现。
随着我们的生活越来越多地存在于在线世界中，保护和验证我们的数据和通信的能力变得越来越重要。可编程加密为突破障碍、开启现代加密的新时代提供了机会，这种加密更易于访问并且具备未来发展的潜力。
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Felix Xu
Felix Xu是一位加密极客、早期采用者和NFT收藏家；他毕业于纽约大学斯特恩商学院，并创办了两个加密项目ARPA和Bella Protocol。它们在全球市值排名前500位。Felix曾在复星投资、Sackler家族办公室和Vertical Research在纽约和北京工作。Felix热爱帆船和风筝冲浪，并因其NFT收藏而被《华尔街日报》和《纽约时报》报道过。
