Zero-Knowledge Proofs (ZKP) เป็นเครื่องมือทางคริปโตที่มีพลวัคซ์ที่สามารถยืนยันความถูกต้องของการคำนวณในขณะที่ปกป้องความเป็นส่วนตัวของข้อมูลนำเข้า ภาษาโดเมนที่เฉพาะเจาะจง (DSLs) เป็นส่วนสำคัญของโครงสร้างพื้นฐานนี้ โดยการทำให้กระบวนการพัฒนาและการตรวจสอบวงจร ZKP เป็นไปอย่างง่าย พวกเขาเป็นสะพานที่สำคัญระหว่างแนวคิดนามธรรมและการแสดงวงจรที่แม่นยำที่ต้องการโดยระบบพิสูจน์
หนึ่งในความท้าทายสำคัญที่พบในระบบพิสูจน์คือการแปลงความคิดระดับสูงที่มีลักษณะนามธรรมเป็นวงจรที่ใช้งานได้ อย่างไรก็ตามการเกิดขึ้นของ DSLs ได้ทำให้ปัญหานี้ได้รับการแก้ไขโดยการให้โครงสร้างของความคิดนามธรรมเหล่านี้ในลักษณะที่สร้างสรรค์และสามารถนำไปใช้ได้มากขึ้นซึ่งจะทำให้ตอบสนองกับความท้าทายนี้
ในทศวรรษที่ผ่านมา เราได้เห็นการเพิ่มมากขึ้นอย่างมีนัยสำคัญในปริมาณและความหลากหลายของ DSLs การเคลื่อนไหวในวงการนี้เป็นที่ชัดเจนในการพัฒนาภาษาวงจรต่าง ๆ ซึ่งรวมถึง Noir, Leo, และ Zinc ไม่ว่าคุณจะต้องการตัวเลือกที่หลากหลายเช่น Circom หรือการแก้ไขแก้ไขสำหรับแพลตฟอร์มที่เฉพาะเจาะจงเช่น Cairo คุณสามารถเลือกจากภาษาและกรอบการพัฒนาหลาย ๆ ภาษาเพื่อเขียนวงจร ZKP ได้
ในบทความนี้ เราจะสำรวจภาษาโปรแกรม ZK หลักที่นักพัฒนาใช้งานอย่างหนัก และวิเคราะห์คุณสมบัติที่ดีที่สุดของแต่ละภาษา
ไคโรเป็นภาษาหลักสําหรับโปรแกรมการคํานวณทั่วไปที่สนับสนุนการพิสูจน์ STARK มีบทบาทสําคัญในความสําเร็จของ StarkNet และ StarkEx ซึ่งขับเคลื่อนความสามารถในการปรับขนาดของแอปพลิเคชันบน Ethereum mainnet โดยเฉพาะอย่างยิ่งไคโรเป็นเครื่องมือในการสนับสนุนการใช้งานที่หลากหลายรวมถึง dYdX, Sorare และ Immutable X ชื่อ "ไคโร" มาจากตัวย่อของ "CPU Algebraic Intermediate Representation" ในขอบเขตของการพิสูจน์ความรู้เป็นศูนย์มันทํางานคล้ายกับภาษาแอสเซมบลีทําให้นักพัฒนาที่คุ้นเคยกับภาษาการเขียนโปรแกรมระดับต่ําเช่น C, C ++ หรือ Solidity เพื่อเริ่มต้นได้ง่ายขึ้น
ในกระบวนการที่ได้รับแรงบันดาลจาก Rust Cairo ทำให้นักพัฒนาสามารถสร้างสัญญาอัจฉริยะ Starknet โดยให้ความสำคัญกับความปลอดภัยและการพัฒนาที่ใช้ง่าย Cairo มีไวยากรณ์ที่มีพลังที่ช่วยให้การสร้างวงจร ZK ง่ายขึ้น ทำให้ผู้ใช้สามารถดำเนินงานต่าง ๆ ภายในโปรแกรม Cairo อย่างสะดวก อีกทั้ง หนึ่งในข้อดีที่สำคัญของ Cairo คือความสามารถในการขยายขีด ซึ่งอนุญาตให้ผู้ใช้ผสมผสานคุณสมบัติและฟังก์ชันใหม่ ๆ
ในระบบ ZK ประสิทธิภาพและความมีสเกลเป็นปัจจัยที่สำคัญ และ Cairo ตอบโจทย์เหล่านี้โดยการเน้นทั้งสองอย่าง ภาษารวมกลยุทธ์การปรับปรุงโดยรวม เช่น การลดข้อจำกัดและการตัดวงวน เพื่อลดภาระการคำนวณที่เกิดขึ้นโดยทั่วไปกับวงจร ZK การปรับปรุงในการออกแบบวงจรทำให้กรรมสิทธิ์เร็วขึ้นและการตรวจสอบ ซึ่งเป็นตัวเลือกที่เหมาะสมสำหรับแอปพลิเคชันที่ต้องการผลผลิตสูงและค่า laten น้อย
การขยายตัวและการพัฒนาของ Cairo ได้รับการยอมรับอย่างมหาศาล โดยเห็นเหตุการณ์การเพิ่มขึ้นอย่างที่ไม่ธรรมดาในจำนวนนักพัฒนาที่ทำงานเต็มเวลาในรอบ 2 ปีที่ผ่านมา การเพิ่มขึ้นนี้เน้นถึงความยืดหยุ่นของ Cairo เนื่องจากการใช้งานของมันไม่จำกัดเฉพาะในด้านบล็อกเชนเท่านั้น แต่มีความสำคัญในบริบทใดก็ตามที่ต้องการการตรวจสอบด้านความสามารถในการคำนวณ ดังนั้น เราสามารถคาดการณ์ได้ว่าจะมีการเติบโตที่สำคัญเพิ่มเติมในจำนวนนักพัฒนาที่นำ Cairo ไปใช้งาน
ในวันที่ 28 กันยายน 2023 Starknet ได้เปิดตัวการอัปเกรดสำคัญให้กับภาษาโปรแกรมมิ่งของมันด้วย Cairo v2.3.0 รุ่นนี้เป็นการก้าวหน้าที่สำคัญในการทำให้สัญญามีความมอดูลมากขึ้นโดยการนำเสนอคุณสมบัติใหม่ ตัวเลือกการจัดเก็บ และการจัดการเหตุการณ์ เพิ่มความสามารถของสัญญาอัจฉริยะ การผสานรวมของส่วนประกอบเหล่านี้มอบวิธีที่ยืดหยุ่นในการขยายความสามารถของสัญญา ทำให้โมดูลของบุคคลที่สามสามารถเสริมความสามารถของสัญญา
Zinc เป็นภาษาโปรแกรมที่ออกแบบมาเฉพาะเพื่อสร้างสัญญาอัจฉริยะและวงจร SNARK บนแพลตฟอร์ม zkSync ซึ่งนำสัญลักษณ์ Rust มาใช้งาน รวมองค์ประกอบของ Solidity และมอบคุณสมบัติที่เฉพาะเจาะจง
ความเฉพาะเจาะจงของ Zinc อยู่ที่ความเป็นมิตรกับผู้ใช้ คุณสามารถเขียนโค้ดที่ปลอดภัยโดยไม่จำเป็นต้องลงลึกในรายละเอียดซับซ้อนของระบบข้อจำกัดอันดับแรก (R1CS) Zinc เน้นความไม่เปลี่ยนแปลง ทำให้มีลักษณะที่ฟังก์ชันอย่างแท้จริง นี่หมายความว่ามันจะให้ความสำคัญกับข้อมูลที่ไม่เปลี่ยนแปลงและการประเมินฟังก์ชัน ซึ่งจะลดผลข้างเคียงและทำให้การเขียนโค้ดสัญญาอัจฉริยะที่สะอาดและน้อยข้อผิดพลาดมากขึ้น
นอกจากนี้ Zinc รวมถึงการดำเนินการทางคณิตศาสตร์ที่ปลอดภัยเพื่อป้องกันการเกินเส้นขอบที่เป็นไปได้ ทำให้การดำเนินการทั้งหมดปลอดภัย แม้ว่าจะมีข้อจำกัดบางประการ เช่น การติดขัดของลูปที่ไม่สิ้นสุดและการเรียกตัวเอง Zinc ก็ทำให้การ debug ง่ายขึ้นผ่านการติดตามบันทึกคำสั่งผ่านคอนโซล บันทึกเหล่านี้ทำให้ง่ายต่อการติดตามและแก้ไขปัญหาที่เกิดขึ้นในการทำธุรกรรมบนเครือข่ายทดสอบหรือเครือข่ายหลัก ซึ่งจะเสริมประสบการณ์ในการ debug
Noir ซึ่งเป็น DSL โอเพ่นซอร์สที่พัฒนาโดย Aztec และใช้ Rust มีจุดมุ่งหมายเพื่อลดความซับซ้อนในการสร้างวงจร ZK และโปรแกรม ZK โดยไม่ต้องมีความรู้ด้านการเข้ารหัสเชิงลึก ถือเป็นหนึ่งในภาษาที่เข้าถึงได้ง่ายที่สุดสําหรับการเขียนแอปพลิเคชัน ZK ที่เข้ากันได้กับระบบพิสูจน์ใด ๆ Noir มุ่งเน้นไปที่ความปลอดภัยความเรียบง่ายและประสิทธิภาพโดยนําเสนอไวยากรณ์ระดับสูงที่คล้ายกับ Rust มันนามธรรมความปลอดภัยการเข้ารหัสลดความซับซ้อนของการใช้การเข้ารหัสดั้งเดิมในขณะที่รักษาประสิทธิภาพสูง
Noir มีความสามารถที่สำคัญในการขยายขอบเขตของแอปพลิเคชันที่สามารถใช้ประโยชน์จากความสามารถในการป้องกันความเป็นส่วนตัวที่ ZKP เสนอ ซึ่งจะเสริมความเป็นส่วนตัวและประสิทธิภาพในการตรวจสอบ มันคอมไพล์เป็นแทนที่ตัวกลางที่เรียกว่า Abstract Circuit Intermediate Representation (Acer) ซึ่งจะสามารถคอมไพล์ต่อไปเป็น R1CS การแยกแยะระบบการพิสูจน์ด้านหลังจากภาษาเองทำให้ Noir สามารถสนับสนุนระบบการพิสูจน์ต่าง ๆ เช่น Aztec Brettenberg, Turbo Plonk, และการรวมระบบการพิสูจน์ในอนาคตเช่น Groth16 และ Halo2
ภาษารวมไปถึงไลบรารีมาตรฐานที่มีฟังก์ชันที่มีประสิทธิภาพ เช่น SHA-256 (ฟังก์ชันแฮชที่ใช้เทคโนโลยีเข้ารหัสเพื่อสร้างเอาต์พุตขนาดคงที่) และการตรวจสอบ Pedersen-Merkle (เทคนิคการตรวจสอบเชิงคริปโตแบบใช้กำลังทบทวน Pedersen และต้นไม้ Merkle เพื่อให้มั่นใจในความสมบูรณ์และความสอดคล้องข้อมูล) การออกแบบของ Noir คล้ายกับ Rust มีคุณลักษณะที่คุ้นเคยสำหรับนักพัฒนาแอปพลิเคชัน เช่น ฟังก์ชัน ซับโมดูล ประเภทที่กำหนดเองของผู้ใช้ (structs) คำสั่งเงื่อนไข ลูป และค่าคงที่ทั่วโลก นอกจากนี้กำลังมีความพยายามอย่างต่อเนื่องในการพัฒนา generics และฟังก์ชันขั้นแรกเพื่อเสริมความชัดเจนของ Noir ไปอีกขั้น
สำคัญที่จะทราบว่า Noir ยังคงกำลังพัฒนาอยู่ ซึ่งอาจมีข้อจำกัดและบั๊ก อย่างไรก็ตาม ทีมพัฒนามุ่งมั่นที่จะพัฒนาและปรับปรุงอย่างต่อเนื่อง
o1js, ที่เคยเรียกว่า SnarkyJS คือไลบรารีของ TypeScript ที่พัฒนาโดย 0(1) Labs สำหรับสร้างสัญญาอัจฉริยะโดยใช้ภาษาโปรแกรม SNARK โดยสมบูรณ์อย่างสมบูรณ์กับเทคโนโลยีที่มีอยู่แล้ว เช่น Node.js และความเข้ากันได้กับเบราว์เซอร์ เพื่อให้มั่นใจในการเข้าถึงและความสะดวกสบายสำหรับนักพัฒนา
o1js ผสานรวมกับไลบรารีและเครื่องมือ JavaScript และ TypeScript ได้อย่างราบรื่น ทําให้นักพัฒนามีระบบนิเวศที่แข็งแกร่งและการสนับสนุนชุมชนที่กว้างขวาง การบูรณาการนี้ช่วยลดความยุ่งยากในกระบวนการพัฒนาและลดช่วงการเรียนรู้ที่เกี่ยวข้องกับการนําสภาพแวดล้อมการพัฒนาใหม่มาใช้ นอกจากนี้ยังรองรับ Visual Studio Code (VS Code) ซึ่งเป็นโปรแกรมแก้ไขโค้ดที่ใช้กันอย่างแพร่หลายทําให้นักพัฒนาสามารถใช้ประโยชน์จากคุณสมบัติต่างๆเช่นการเติมโค้ดการเน้นไวยากรณ์และการดีบักเพื่อเพิ่มประสบการณ์การพัฒนา
โดยพื้นฐานแล้ว o1js เป็นเฟรมเวิร์ก ZK แบบมัลติฟังก์ชั่นที่นําเสนอเครื่องมือสําคัญที่จําเป็นสําหรับการสร้างหลักฐาน ZK รองรับโปรแกรม ZK ที่หลากหลายซึ่งครอบคลุมการดําเนินการที่พิสูจน์ได้ในตัวที่หลากหลายเช่นเลขคณิตพื้นฐานการแฮชการลงนามการดําเนินการบูลีนการเปรียบเทียบและอื่น ๆ ด้วยเฟรมเวิร์ก o1js คุณสามารถสร้าง zkApps บน Mina Protocol สัญญาอัจฉริยะเหล่านี้ดําเนินการในฝั่งไคลเอ็นต์ด้วยอินพุตส่วนตัว
โดยเฉพาะอย่างยิ่งในช่วงต้นเดือนกันยายน 2023 ทีม 0(1) Labs ได้ประกาศการเปลี่ยนจาก SnarkyJS เป็น o1js โดยเน้นย้ําถึงความมุ่งมั่นในการปรับปรุงประสิทธิภาพ โดยเฉพาะอย่างยิ่งที่น่าสังเกตคือความสําเร็จของพวกเขาในการลดเวลาในการโหลดห้องสมุดลง 3-4 เท่าซึ่งหมายถึงเวลาที่ต้องใช้ในการนําเข้า o1js ซึ่งเป็นกระบวนการที่สามารถบล็อกเธรดหลักได้ สําหรับเว็บแอปพลิเคชันเวลาในการโหลดเป็นสิ่งสําคัญสําหรับระยะเวลาของการดําเนินการ JavaScript และการแสดงผลหน้าเว็บโดยรวม นอกจากนี้ทีมงานยังอัปเดต Mina zkApp CLI ปรับปรุงประสบการณ์การสร้างอินเทอร์เฟซผู้ใช้และประกาศการปรับปรุงเพิ่มเติมของ Archive Node API เพื่อเพิ่มความน่าเชื่อถือและความชัดเจน
บล็อกเชน Aleo โดดเด่นในด้านสัญญาอัจฉริยะโดยเน้นที่การปกป้องความเป็นส่วนตัว หัวใจหลักของมันคือภาษาการเขียนโปรแกรม Leo ซึ่งเป็นภาษาที่พิมพ์แบบคงที่ซึ่งได้รับแรงบันดาลใจจาก Rust ออกแบบมาโดยเฉพาะสําหรับการพัฒนาแอปพลิเคชันส่วนตัว Leo สนับสนุนผู้สร้างที่มุ่งสร้างระบบนิเวศแบบกระจายอํานาจที่ปลอดภัยและเป็นความลับ สิ่งที่ทําให้ Leo แตกต่างอย่างแท้จริงคือบทบาทผู้บุกเบิกในการแนะนําชุดเครื่องมือที่ครอบคลุมสําหรับการใช้งานที่ไม่มีความรู้สากล ชุดเครื่องมือนี้ประกอบด้วยกรอบการทดสอบรีจิสทรีของแพ็คเกจตัวแยกวิเคราะห์การนําเข้าคอมไพเลอร์ระยะไกลและตัวสร้างทฤษฎีบท
แนวคิดของ Leo มาจากทีมพัฒนาที่นําโดย Howard Wu โดยจินตนาการถึงระบบที่ช่วยให้นักพัฒนาสามารถสร้างแอปพลิเคชันแบบกระจายอํานาจโดยให้ความสําคัญกับความเป็นส่วนตัวและความปลอดภัย การออกแบบของ Leo มาจากหลักการของ Rust ยังรวมองค์ประกอบที่คล้ายกับ JavaScript ไว้ด้วยซึ่งช่วยให้รู้สึกคุ้นเคยและสะดวกในระหว่างกระบวนการพัฒนา นอกจากนี้ Leo ยังมีเป้าหมายที่จะเร่งและปรับปรุงการพัฒนาโดยนําเสนอแพลตฟอร์มการทดสอบแบบบูรณาการการลงทะเบียนแพ็คเกจและตัวแปลงการนําเข้า การผสานรวมนี้ช่วยให้นักพัฒนาสามารถมุ่งเน้นไปที่ตรรกะหลักของแอปพลิเคชันโดยไม่ต้องจมอยู่กับปัญหาโครงสร้างพื้นฐาน
คุณสมบัติที่โดดเด่นของ Leo คือคอมไพเลอร์ซึ่งแปลงโปรแกรมเป็นรูปแบบการพิสูจน์ R1CS ระดับต่ํา เอกลักษณ์ของคอมไพเลอร์ Leo อยู่ในกระบวนการตรวจสอบอย่างเป็นทางการที่เข้มงวด การตรวจสอบนี้มีความสําคัญเนื่องจากช่องโหว่สามารถเกิดขึ้นได้ในหลายขั้นตอนตั้งแต่การเขียนโปรแกรมเริ่มต้นไปจนถึงการตรวจสอบและการรวบรวม ด้วยการตรวจสอบทางคณิตศาสตร์อย่างเข้มงวดเพื่อให้แน่ใจว่าคอมไพเลอร์สอดคล้องกับเจตนาของโปรแกรมเมอร์ Leo มีจุดมุ่งหมายเพื่อลดความเสี่ยงของข้อผิดพลาดที่ตรวจไม่พบหรือช่องโหว่ที่อาจเกิดขึ้นโดยเฉพาะอย่างยิ่งในบริบท L2, ZK-rollups หรือโปรแกรมส่วนตัวบนแพลตฟอร์ม Leo
Circom ซึ่งเป็นภาษาเฉพาะโดเมน (DSL) ที่สร้างขึ้นอย่างพิถีพิถันสําหรับการพัฒนาวงจร ZK เป็นการสร้างสรรค์ร่วมกันโดย Jordi Baylina และทีม iden3 คอมไพเลอร์ Circom ซึ่งเขียนด้วย Rust มีหน้าที่หลักในการรวบรวมวงจรที่พัฒนาโดยใช้ภาษา Circom โดยเฉพาะอย่างยิ่ง Circom ได้กลายเป็นตัวเลือกที่ต้องการสําหรับแอปพลิเคชัน ZK ที่โดดเด่นในโลกแห่งความเป็นจริงเช่น Dark Forest และ Tornado Cash ความนิยมของมันเป็นผลมาจากประสิทธิภาพที่น่าประทับใจซึ่งรวมถึงเวลาพิสูจน์เบราว์เซอร์ที่รวดเร็วผ่านการพิสูจน์ WASM ที่ปรับให้เหมาะสมการพิสูจน์ฝั่งเซิร์ฟเวอร์ที่มีประสิทธิภาพผ่าน rapidsnark และการตรวจสอบแบบ on-chain ที่มีประสิทธิภาพ
อย่างไรก็ตาม สิ่งสำคัญที่สุดคือการรับรู้ว่าฟังก์ชันของ Circom มุ่งเน้นไปที่การพัฒนาวงจร ZK โดยส่วนใหญ่ซึ่งอาจทำให้มันไม่เหมาะสมสำหรับงานคำนวณที่หลากหลายมากขึ้น นักพัฒนาซอฟต์แวร์ที่ต้องการความสามารถที่หลากหลายมากขึ้นเพื่อตอบสนองความต้องการในการพัฒนาที่หลากหลายมากขึ้น อาจพบว่าความสามารถของ Circom มีข้อจำกัดบ้าง ในกรณีเช่นนี้ นักพัฒนาอาจต้องผสานภาษาโปรแกรมหรือกรอบการทำงานอื่น ๆ เพื่อตอบสนองความต้องการในการพัฒนาที่ครอบคลุมมากขึ้น
แหล่งที่มาของรูปภาพ: Circom
ความเข้ากันได้ของ Circom มุ่งไปที่ระบบ Zero-Knowledge Proof (ZKP) ที่ใช้กันอย่างแพร่หลาย เช่น snarkjs และ libsnark โดยส่วนใหญ่ ความเข้ากันได้นี้จะทำให้การผสมผสานกับระบบเหล่านี้เป็นไปอย่างราบรื่น แต่ก็หมายความว่าวงจร Circom จะได้รับคุณสมบัติและข้อจำกัดที่เฉพาะเจาะจงที่เกี่ยวข้องกับการพึ่งพาเหล่านี้ นักพัฒนาที่ต้องการหรือต้องการระบบ ZKP ทางเลือกอาจเผชิญกับความท้าทายในเรื่องความเข้ากันได้หรือต้องลงทุนความพยายามเพิ่มเติมเพื่อปรับแต่งและผสมผสานวงจรที่สร้างขึ้นโดย Circom เข้ากับระบบที่พิชิตของพวกเขา
Lurk เป็นลิสป์ที่มีขอบเขตในระดับความสำคัญที่ถูกผลกระทบจาก Scheme และ Common Lisp ด้วยคุณลักษณะที่เป็นเอกลักษณ์: มันช่วยให้สามารถพิสูจน์ถูกต้องของการดำเนินการของโปรแกรมโดยตรงโดยใช้ zk-SNARKs ซึ่งทำให้สามารถยืนยันได้อย่างมั่นใจและมีประสิทธิภาพ การใช้งานหลักของ Lurk รวมถึง:
การคำนวณที่สามารถตรวจสอบได้: Lurk ช่วยให้สามารถพิสูจน์ความถูกต้องของสมการของมันภายใต้เงื่อนไขศูนย์ความรู้เชิงลึก ซึ่งเสริมความเชื่อมั่นในผลลัพธ์การคำนวณ
Zero Knowledge: ผู้ใช้สามารถพิสูจน์ความรู้โดยไม่ต้องเปิดเผยข้อมูลที่เฉพาะเจาะจงนอกเหนือจากข้อมูลสาธารณะ ซึ่งจะช่วยปกป้องความเป็นส่วนตัว
ข้อมูลแบบที่สามารถระบุได้: แต่ละโปรแกรม Lurk มาพร้อมกับตัวระบุเนื้อหาที่เป็นเอกลักษณ์ (CID) ทำให้เข้ากันได้กับ IPFS และ IPLD
ความสมบูรณ์ของทัวริง: Lurk สนับสนุนการสร้างและพิสูจน์คําสั่งการคํานวณโดยพลการ
Higher-Order Functions: ฟังก์ชันที่ซ่อนอยู่สามารถยอมรับและส่งคืนฟังก์ชันอื่น ๆ ซึ่งช่วยให้การเขียนโปรแกรมแบบฟังก์ชันได้ออกแบบได้อย่างหรูหรา
การคำนวณด้วยข้อมูลส่วนบุคคล: Lurk ช่วยให้สามารถจัดการกับข้อมูลส่วนบุคคลโดยให้ผลลัพธ์ที่ถูกต้องตามหลักการโดยไม่มีการรั่วไหลข้อมูลส่วนบุคคล
ในการสร้างวงจรทั่วไป Lurk ใช้ Lisp's "cons" memory allocator อย่างแพร่หลายซึ่งรวมถึงการรวมสมการและสร้างการอ้างอิงผ่านการทำ hashing ความสำคัญอยู่ที่การพิสูจน์ว่าสองสมการมีการ hashing ไปยังการอ้างอิงเดียวกันจริง การยืนยันนี้ทำให้ Lurk สามารถทำการคำนวณภายในวงจร snark ได้
ความสามารถของ Lurk มีคุณสมบัติที่หลากหลาย เช่น รองรับการเรียกตนเองอย่างไม่จำกัด, การวนซ้ำ, การควบคุมการไหลของเงื่อนไข, และระบบพิสูจน์หลังส่วนหลายรูปแบบ เช่น Groth16, SnarkPack+ และ Nova ความหลากหลายนี้เปิดโอกาสให้แก่การประยุกต์ใช้ต่าง ๆ เช่น การคำนวณที่สามารถยืนยันได้, การจัดการข้อมูลส่วนตัว, และการดำเนินโปรแกรมที่สามารถทำงานได้แบบ Turing ภายในวงจร snark
เมื่อความหลากหลายของแอปพลิเคชัน ZK เติบโตขึ้นโอกาสสําหรับ DSL ในโดเมน ZK จึงกว้างขึ้น กุญแจสู่ความสําเร็จของ DSL อยู่ที่การสร้างชุมชนที่เจริญรุ่งเรืองและห้องสมุดที่หลากหลายเพื่อเสริมสร้างประสบการณ์ของนักพัฒนา DSL ที่จัดลําดับความสําคัญของความเข้ากันได้กับไลบรารีที่มีอยู่สามารถใช้ประโยชน์จากความรู้และทรัพยากรของชุมชนนักพัฒนาที่กว้างขึ้นได้อย่างเต็มที่ วิธีการนี้ช่วยให้การผสานรวมราบรื่นขึ้นเร่งการพัฒนาและให้ความยืดหยุ่นมากขึ้นในการใช้แอปพลิเคชัน ZK ความพยายามในการทํางานร่วมกันดังกล่าวมีความสําคัญอย่างยิ่งในการดูแลระบบนิเวศที่แข็งแกร่งยิ่งขึ้นเกี่ยวกับ DSL ซึ่งมอบประโยชน์ที่เป็นรูปธรรมให้กับนักพัฒนาและผลักดันการนําเทคโนโลยี ZK มาใช้และประสิทธิผลต่อไป
Zero-Knowledge Proofs (ZKP) เป็นเครื่องมือทางคริปโตที่มีพลวัคซ์ที่สามารถยืนยันความถูกต้องของการคำนวณในขณะที่ปกป้องความเป็นส่วนตัวของข้อมูลนำเข้า ภาษาโดเมนที่เฉพาะเจาะจง (DSLs) เป็นส่วนสำคัญของโครงสร้างพื้นฐานนี้ โดยการทำให้กระบวนการพัฒนาและการตรวจสอบวงจร ZKP เป็นไปอย่างง่าย พวกเขาเป็นสะพานที่สำคัญระหว่างแนวคิดนามธรรมและการแสดงวงจรที่แม่นยำที่ต้องการโดยระบบพิสูจน์
หนึ่งในความท้าทายสำคัญที่พบในระบบพิสูจน์คือการแปลงความคิดระดับสูงที่มีลักษณะนามธรรมเป็นวงจรที่ใช้งานได้ อย่างไรก็ตามการเกิดขึ้นของ DSLs ได้ทำให้ปัญหานี้ได้รับการแก้ไขโดยการให้โครงสร้างของความคิดนามธรรมเหล่านี้ในลักษณะที่สร้างสรรค์และสามารถนำไปใช้ได้มากขึ้นซึ่งจะทำให้ตอบสนองกับความท้าทายนี้
ในทศวรรษที่ผ่านมา เราได้เห็นการเพิ่มมากขึ้นอย่างมีนัยสำคัญในปริมาณและความหลากหลายของ DSLs การเคลื่อนไหวในวงการนี้เป็นที่ชัดเจนในการพัฒนาภาษาวงจรต่าง ๆ ซึ่งรวมถึง Noir, Leo, และ Zinc ไม่ว่าคุณจะต้องการตัวเลือกที่หลากหลายเช่น Circom หรือการแก้ไขแก้ไขสำหรับแพลตฟอร์มที่เฉพาะเจาะจงเช่น Cairo คุณสามารถเลือกจากภาษาและกรอบการพัฒนาหลาย ๆ ภาษาเพื่อเขียนวงจร ZKP ได้
ในบทความนี้ เราจะสำรวจภาษาโปรแกรม ZK หลักที่นักพัฒนาใช้งานอย่างหนัก และวิเคราะห์คุณสมบัติที่ดีที่สุดของแต่ละภาษา
ไคโรเป็นภาษาหลักสําหรับโปรแกรมการคํานวณทั่วไปที่สนับสนุนการพิสูจน์ STARK มีบทบาทสําคัญในความสําเร็จของ StarkNet และ StarkEx ซึ่งขับเคลื่อนความสามารถในการปรับขนาดของแอปพลิเคชันบน Ethereum mainnet โดยเฉพาะอย่างยิ่งไคโรเป็นเครื่องมือในการสนับสนุนการใช้งานที่หลากหลายรวมถึง dYdX, Sorare และ Immutable X ชื่อ "ไคโร" มาจากตัวย่อของ "CPU Algebraic Intermediate Representation" ในขอบเขตของการพิสูจน์ความรู้เป็นศูนย์มันทํางานคล้ายกับภาษาแอสเซมบลีทําให้นักพัฒนาที่คุ้นเคยกับภาษาการเขียนโปรแกรมระดับต่ําเช่น C, C ++ หรือ Solidity เพื่อเริ่มต้นได้ง่ายขึ้น
ในกระบวนการที่ได้รับแรงบันดาลจาก Rust Cairo ทำให้นักพัฒนาสามารถสร้างสัญญาอัจฉริยะ Starknet โดยให้ความสำคัญกับความปลอดภัยและการพัฒนาที่ใช้ง่าย Cairo มีไวยากรณ์ที่มีพลังที่ช่วยให้การสร้างวงจร ZK ง่ายขึ้น ทำให้ผู้ใช้สามารถดำเนินงานต่าง ๆ ภายในโปรแกรม Cairo อย่างสะดวก อีกทั้ง หนึ่งในข้อดีที่สำคัญของ Cairo คือความสามารถในการขยายขีด ซึ่งอนุญาตให้ผู้ใช้ผสมผสานคุณสมบัติและฟังก์ชันใหม่ ๆ
ในระบบ ZK ประสิทธิภาพและความมีสเกลเป็นปัจจัยที่สำคัญ และ Cairo ตอบโจทย์เหล่านี้โดยการเน้นทั้งสองอย่าง ภาษารวมกลยุทธ์การปรับปรุงโดยรวม เช่น การลดข้อจำกัดและการตัดวงวน เพื่อลดภาระการคำนวณที่เกิดขึ้นโดยทั่วไปกับวงจร ZK การปรับปรุงในการออกแบบวงจรทำให้กรรมสิทธิ์เร็วขึ้นและการตรวจสอบ ซึ่งเป็นตัวเลือกที่เหมาะสมสำหรับแอปพลิเคชันที่ต้องการผลผลิตสูงและค่า laten น้อย
การขยายตัวและการพัฒนาของ Cairo ได้รับการยอมรับอย่างมหาศาล โดยเห็นเหตุการณ์การเพิ่มขึ้นอย่างที่ไม่ธรรมดาในจำนวนนักพัฒนาที่ทำงานเต็มเวลาในรอบ 2 ปีที่ผ่านมา การเพิ่มขึ้นนี้เน้นถึงความยืดหยุ่นของ Cairo เนื่องจากการใช้งานของมันไม่จำกัดเฉพาะในด้านบล็อกเชนเท่านั้น แต่มีความสำคัญในบริบทใดก็ตามที่ต้องการการตรวจสอบด้านความสามารถในการคำนวณ ดังนั้น เราสามารถคาดการณ์ได้ว่าจะมีการเติบโตที่สำคัญเพิ่มเติมในจำนวนนักพัฒนาที่นำ Cairo ไปใช้งาน
ในวันที่ 28 กันยายน 2023 Starknet ได้เปิดตัวการอัปเกรดสำคัญให้กับภาษาโปรแกรมมิ่งของมันด้วย Cairo v2.3.0 รุ่นนี้เป็นการก้าวหน้าที่สำคัญในการทำให้สัญญามีความมอดูลมากขึ้นโดยการนำเสนอคุณสมบัติใหม่ ตัวเลือกการจัดเก็บ และการจัดการเหตุการณ์ เพิ่มความสามารถของสัญญาอัจฉริยะ การผสานรวมของส่วนประกอบเหล่านี้มอบวิธีที่ยืดหยุ่นในการขยายความสามารถของสัญญา ทำให้โมดูลของบุคคลที่สามสามารถเสริมความสามารถของสัญญา
Zinc เป็นภาษาโปรแกรมที่ออกแบบมาเฉพาะเพื่อสร้างสัญญาอัจฉริยะและวงจร SNARK บนแพลตฟอร์ม zkSync ซึ่งนำสัญลักษณ์ Rust มาใช้งาน รวมองค์ประกอบของ Solidity และมอบคุณสมบัติที่เฉพาะเจาะจง
ความเฉพาะเจาะจงของ Zinc อยู่ที่ความเป็นมิตรกับผู้ใช้ คุณสามารถเขียนโค้ดที่ปลอดภัยโดยไม่จำเป็นต้องลงลึกในรายละเอียดซับซ้อนของระบบข้อจำกัดอันดับแรก (R1CS) Zinc เน้นความไม่เปลี่ยนแปลง ทำให้มีลักษณะที่ฟังก์ชันอย่างแท้จริง นี่หมายความว่ามันจะให้ความสำคัญกับข้อมูลที่ไม่เปลี่ยนแปลงและการประเมินฟังก์ชัน ซึ่งจะลดผลข้างเคียงและทำให้การเขียนโค้ดสัญญาอัจฉริยะที่สะอาดและน้อยข้อผิดพลาดมากขึ้น
นอกจากนี้ Zinc รวมถึงการดำเนินการทางคณิตศาสตร์ที่ปลอดภัยเพื่อป้องกันการเกินเส้นขอบที่เป็นไปได้ ทำให้การดำเนินการทั้งหมดปลอดภัย แม้ว่าจะมีข้อจำกัดบางประการ เช่น การติดขัดของลูปที่ไม่สิ้นสุดและการเรียกตัวเอง Zinc ก็ทำให้การ debug ง่ายขึ้นผ่านการติดตามบันทึกคำสั่งผ่านคอนโซล บันทึกเหล่านี้ทำให้ง่ายต่อการติดตามและแก้ไขปัญหาที่เกิดขึ้นในการทำธุรกรรมบนเครือข่ายทดสอบหรือเครือข่ายหลัก ซึ่งจะเสริมประสบการณ์ในการ debug
Noir ซึ่งเป็น DSL โอเพ่นซอร์สที่พัฒนาโดย Aztec และใช้ Rust มีจุดมุ่งหมายเพื่อลดความซับซ้อนในการสร้างวงจร ZK และโปรแกรม ZK โดยไม่ต้องมีความรู้ด้านการเข้ารหัสเชิงลึก ถือเป็นหนึ่งในภาษาที่เข้าถึงได้ง่ายที่สุดสําหรับการเขียนแอปพลิเคชัน ZK ที่เข้ากันได้กับระบบพิสูจน์ใด ๆ Noir มุ่งเน้นไปที่ความปลอดภัยความเรียบง่ายและประสิทธิภาพโดยนําเสนอไวยากรณ์ระดับสูงที่คล้ายกับ Rust มันนามธรรมความปลอดภัยการเข้ารหัสลดความซับซ้อนของการใช้การเข้ารหัสดั้งเดิมในขณะที่รักษาประสิทธิภาพสูง
Noir มีความสามารถที่สำคัญในการขยายขอบเขตของแอปพลิเคชันที่สามารถใช้ประโยชน์จากความสามารถในการป้องกันความเป็นส่วนตัวที่ ZKP เสนอ ซึ่งจะเสริมความเป็นส่วนตัวและประสิทธิภาพในการตรวจสอบ มันคอมไพล์เป็นแทนที่ตัวกลางที่เรียกว่า Abstract Circuit Intermediate Representation (Acer) ซึ่งจะสามารถคอมไพล์ต่อไปเป็น R1CS การแยกแยะระบบการพิสูจน์ด้านหลังจากภาษาเองทำให้ Noir สามารถสนับสนุนระบบการพิสูจน์ต่าง ๆ เช่น Aztec Brettenberg, Turbo Plonk, และการรวมระบบการพิสูจน์ในอนาคตเช่น Groth16 และ Halo2
ภาษารวมไปถึงไลบรารีมาตรฐานที่มีฟังก์ชันที่มีประสิทธิภาพ เช่น SHA-256 (ฟังก์ชันแฮชที่ใช้เทคโนโลยีเข้ารหัสเพื่อสร้างเอาต์พุตขนาดคงที่) และการตรวจสอบ Pedersen-Merkle (เทคนิคการตรวจสอบเชิงคริปโตแบบใช้กำลังทบทวน Pedersen และต้นไม้ Merkle เพื่อให้มั่นใจในความสมบูรณ์และความสอดคล้องข้อมูล) การออกแบบของ Noir คล้ายกับ Rust มีคุณลักษณะที่คุ้นเคยสำหรับนักพัฒนาแอปพลิเคชัน เช่น ฟังก์ชัน ซับโมดูล ประเภทที่กำหนดเองของผู้ใช้ (structs) คำสั่งเงื่อนไข ลูป และค่าคงที่ทั่วโลก นอกจากนี้กำลังมีความพยายามอย่างต่อเนื่องในการพัฒนา generics และฟังก์ชันขั้นแรกเพื่อเสริมความชัดเจนของ Noir ไปอีกขั้น
สำคัญที่จะทราบว่า Noir ยังคงกำลังพัฒนาอยู่ ซึ่งอาจมีข้อจำกัดและบั๊ก อย่างไรก็ตาม ทีมพัฒนามุ่งมั่นที่จะพัฒนาและปรับปรุงอย่างต่อเนื่อง
o1js, ที่เคยเรียกว่า SnarkyJS คือไลบรารีของ TypeScript ที่พัฒนาโดย 0(1) Labs สำหรับสร้างสัญญาอัจฉริยะโดยใช้ภาษาโปรแกรม SNARK โดยสมบูรณ์อย่างสมบูรณ์กับเทคโนโลยีที่มีอยู่แล้ว เช่น Node.js และความเข้ากันได้กับเบราว์เซอร์ เพื่อให้มั่นใจในการเข้าถึงและความสะดวกสบายสำหรับนักพัฒนา
o1js ผสานรวมกับไลบรารีและเครื่องมือ JavaScript และ TypeScript ได้อย่างราบรื่น ทําให้นักพัฒนามีระบบนิเวศที่แข็งแกร่งและการสนับสนุนชุมชนที่กว้างขวาง การบูรณาการนี้ช่วยลดความยุ่งยากในกระบวนการพัฒนาและลดช่วงการเรียนรู้ที่เกี่ยวข้องกับการนําสภาพแวดล้อมการพัฒนาใหม่มาใช้ นอกจากนี้ยังรองรับ Visual Studio Code (VS Code) ซึ่งเป็นโปรแกรมแก้ไขโค้ดที่ใช้กันอย่างแพร่หลายทําให้นักพัฒนาสามารถใช้ประโยชน์จากคุณสมบัติต่างๆเช่นการเติมโค้ดการเน้นไวยากรณ์และการดีบักเพื่อเพิ่มประสบการณ์การพัฒนา
โดยพื้นฐานแล้ว o1js เป็นเฟรมเวิร์ก ZK แบบมัลติฟังก์ชั่นที่นําเสนอเครื่องมือสําคัญที่จําเป็นสําหรับการสร้างหลักฐาน ZK รองรับโปรแกรม ZK ที่หลากหลายซึ่งครอบคลุมการดําเนินการที่พิสูจน์ได้ในตัวที่หลากหลายเช่นเลขคณิตพื้นฐานการแฮชการลงนามการดําเนินการบูลีนการเปรียบเทียบและอื่น ๆ ด้วยเฟรมเวิร์ก o1js คุณสามารถสร้าง zkApps บน Mina Protocol สัญญาอัจฉริยะเหล่านี้ดําเนินการในฝั่งไคลเอ็นต์ด้วยอินพุตส่วนตัว
โดยเฉพาะอย่างยิ่งในช่วงต้นเดือนกันยายน 2023 ทีม 0(1) Labs ได้ประกาศการเปลี่ยนจาก SnarkyJS เป็น o1js โดยเน้นย้ําถึงความมุ่งมั่นในการปรับปรุงประสิทธิภาพ โดยเฉพาะอย่างยิ่งที่น่าสังเกตคือความสําเร็จของพวกเขาในการลดเวลาในการโหลดห้องสมุดลง 3-4 เท่าซึ่งหมายถึงเวลาที่ต้องใช้ในการนําเข้า o1js ซึ่งเป็นกระบวนการที่สามารถบล็อกเธรดหลักได้ สําหรับเว็บแอปพลิเคชันเวลาในการโหลดเป็นสิ่งสําคัญสําหรับระยะเวลาของการดําเนินการ JavaScript และการแสดงผลหน้าเว็บโดยรวม นอกจากนี้ทีมงานยังอัปเดต Mina zkApp CLI ปรับปรุงประสบการณ์การสร้างอินเทอร์เฟซผู้ใช้และประกาศการปรับปรุงเพิ่มเติมของ Archive Node API เพื่อเพิ่มความน่าเชื่อถือและความชัดเจน
บล็อกเชน Aleo โดดเด่นในด้านสัญญาอัจฉริยะโดยเน้นที่การปกป้องความเป็นส่วนตัว หัวใจหลักของมันคือภาษาการเขียนโปรแกรม Leo ซึ่งเป็นภาษาที่พิมพ์แบบคงที่ซึ่งได้รับแรงบันดาลใจจาก Rust ออกแบบมาโดยเฉพาะสําหรับการพัฒนาแอปพลิเคชันส่วนตัว Leo สนับสนุนผู้สร้างที่มุ่งสร้างระบบนิเวศแบบกระจายอํานาจที่ปลอดภัยและเป็นความลับ สิ่งที่ทําให้ Leo แตกต่างอย่างแท้จริงคือบทบาทผู้บุกเบิกในการแนะนําชุดเครื่องมือที่ครอบคลุมสําหรับการใช้งานที่ไม่มีความรู้สากล ชุดเครื่องมือนี้ประกอบด้วยกรอบการทดสอบรีจิสทรีของแพ็คเกจตัวแยกวิเคราะห์การนําเข้าคอมไพเลอร์ระยะไกลและตัวสร้างทฤษฎีบท
แนวคิดของ Leo มาจากทีมพัฒนาที่นําโดย Howard Wu โดยจินตนาการถึงระบบที่ช่วยให้นักพัฒนาสามารถสร้างแอปพลิเคชันแบบกระจายอํานาจโดยให้ความสําคัญกับความเป็นส่วนตัวและความปลอดภัย การออกแบบของ Leo มาจากหลักการของ Rust ยังรวมองค์ประกอบที่คล้ายกับ JavaScript ไว้ด้วยซึ่งช่วยให้รู้สึกคุ้นเคยและสะดวกในระหว่างกระบวนการพัฒนา นอกจากนี้ Leo ยังมีเป้าหมายที่จะเร่งและปรับปรุงการพัฒนาโดยนําเสนอแพลตฟอร์มการทดสอบแบบบูรณาการการลงทะเบียนแพ็คเกจและตัวแปลงการนําเข้า การผสานรวมนี้ช่วยให้นักพัฒนาสามารถมุ่งเน้นไปที่ตรรกะหลักของแอปพลิเคชันโดยไม่ต้องจมอยู่กับปัญหาโครงสร้างพื้นฐาน
คุณสมบัติที่โดดเด่นของ Leo คือคอมไพเลอร์ซึ่งแปลงโปรแกรมเป็นรูปแบบการพิสูจน์ R1CS ระดับต่ํา เอกลักษณ์ของคอมไพเลอร์ Leo อยู่ในกระบวนการตรวจสอบอย่างเป็นทางการที่เข้มงวด การตรวจสอบนี้มีความสําคัญเนื่องจากช่องโหว่สามารถเกิดขึ้นได้ในหลายขั้นตอนตั้งแต่การเขียนโปรแกรมเริ่มต้นไปจนถึงการตรวจสอบและการรวบรวม ด้วยการตรวจสอบทางคณิตศาสตร์อย่างเข้มงวดเพื่อให้แน่ใจว่าคอมไพเลอร์สอดคล้องกับเจตนาของโปรแกรมเมอร์ Leo มีจุดมุ่งหมายเพื่อลดความเสี่ยงของข้อผิดพลาดที่ตรวจไม่พบหรือช่องโหว่ที่อาจเกิดขึ้นโดยเฉพาะอย่างยิ่งในบริบท L2, ZK-rollups หรือโปรแกรมส่วนตัวบนแพลตฟอร์ม Leo
Circom ซึ่งเป็นภาษาเฉพาะโดเมน (DSL) ที่สร้างขึ้นอย่างพิถีพิถันสําหรับการพัฒนาวงจร ZK เป็นการสร้างสรรค์ร่วมกันโดย Jordi Baylina และทีม iden3 คอมไพเลอร์ Circom ซึ่งเขียนด้วย Rust มีหน้าที่หลักในการรวบรวมวงจรที่พัฒนาโดยใช้ภาษา Circom โดยเฉพาะอย่างยิ่ง Circom ได้กลายเป็นตัวเลือกที่ต้องการสําหรับแอปพลิเคชัน ZK ที่โดดเด่นในโลกแห่งความเป็นจริงเช่น Dark Forest และ Tornado Cash ความนิยมของมันเป็นผลมาจากประสิทธิภาพที่น่าประทับใจซึ่งรวมถึงเวลาพิสูจน์เบราว์เซอร์ที่รวดเร็วผ่านการพิสูจน์ WASM ที่ปรับให้เหมาะสมการพิสูจน์ฝั่งเซิร์ฟเวอร์ที่มีประสิทธิภาพผ่าน rapidsnark และการตรวจสอบแบบ on-chain ที่มีประสิทธิภาพ
อย่างไรก็ตาม สิ่งสำคัญที่สุดคือการรับรู้ว่าฟังก์ชันของ Circom มุ่งเน้นไปที่การพัฒนาวงจร ZK โดยส่วนใหญ่ซึ่งอาจทำให้มันไม่เหมาะสมสำหรับงานคำนวณที่หลากหลายมากขึ้น นักพัฒนาซอฟต์แวร์ที่ต้องการความสามารถที่หลากหลายมากขึ้นเพื่อตอบสนองความต้องการในการพัฒนาที่หลากหลายมากขึ้น อาจพบว่าความสามารถของ Circom มีข้อจำกัดบ้าง ในกรณีเช่นนี้ นักพัฒนาอาจต้องผสานภาษาโปรแกรมหรือกรอบการทำงานอื่น ๆ เพื่อตอบสนองความต้องการในการพัฒนาที่ครอบคลุมมากขึ้น
แหล่งที่มาของรูปภาพ: Circom
ความเข้ากันได้ของ Circom มุ่งไปที่ระบบ Zero-Knowledge Proof (ZKP) ที่ใช้กันอย่างแพร่หลาย เช่น snarkjs และ libsnark โดยส่วนใหญ่ ความเข้ากันได้นี้จะทำให้การผสมผสานกับระบบเหล่านี้เป็นไปอย่างราบรื่น แต่ก็หมายความว่าวงจร Circom จะได้รับคุณสมบัติและข้อจำกัดที่เฉพาะเจาะจงที่เกี่ยวข้องกับการพึ่งพาเหล่านี้ นักพัฒนาที่ต้องการหรือต้องการระบบ ZKP ทางเลือกอาจเผชิญกับความท้าทายในเรื่องความเข้ากันได้หรือต้องลงทุนความพยายามเพิ่มเติมเพื่อปรับแต่งและผสมผสานวงจรที่สร้างขึ้นโดย Circom เข้ากับระบบที่พิชิตของพวกเขา
Lurk เป็นลิสป์ที่มีขอบเขตในระดับความสำคัญที่ถูกผลกระทบจาก Scheme และ Common Lisp ด้วยคุณลักษณะที่เป็นเอกลักษณ์: มันช่วยให้สามารถพิสูจน์ถูกต้องของการดำเนินการของโปรแกรมโดยตรงโดยใช้ zk-SNARKs ซึ่งทำให้สามารถยืนยันได้อย่างมั่นใจและมีประสิทธิภาพ การใช้งานหลักของ Lurk รวมถึง:
การคำนวณที่สามารถตรวจสอบได้: Lurk ช่วยให้สามารถพิสูจน์ความถูกต้องของสมการของมันภายใต้เงื่อนไขศูนย์ความรู้เชิงลึก ซึ่งเสริมความเชื่อมั่นในผลลัพธ์การคำนวณ
Zero Knowledge: ผู้ใช้สามารถพิสูจน์ความรู้โดยไม่ต้องเปิดเผยข้อมูลที่เฉพาะเจาะจงนอกเหนือจากข้อมูลสาธารณะ ซึ่งจะช่วยปกป้องความเป็นส่วนตัว
ข้อมูลแบบที่สามารถระบุได้: แต่ละโปรแกรม Lurk มาพร้อมกับตัวระบุเนื้อหาที่เป็นเอกลักษณ์ (CID) ทำให้เข้ากันได้กับ IPFS และ IPLD
ความสมบูรณ์ของทัวริง: Lurk สนับสนุนการสร้างและพิสูจน์คําสั่งการคํานวณโดยพลการ
Higher-Order Functions: ฟังก์ชันที่ซ่อนอยู่สามารถยอมรับและส่งคืนฟังก์ชันอื่น ๆ ซึ่งช่วยให้การเขียนโปรแกรมแบบฟังก์ชันได้ออกแบบได้อย่างหรูหรา
การคำนวณด้วยข้อมูลส่วนบุคคล: Lurk ช่วยให้สามารถจัดการกับข้อมูลส่วนบุคคลโดยให้ผลลัพธ์ที่ถูกต้องตามหลักการโดยไม่มีการรั่วไหลข้อมูลส่วนบุคคล
ในการสร้างวงจรทั่วไป Lurk ใช้ Lisp's "cons" memory allocator อย่างแพร่หลายซึ่งรวมถึงการรวมสมการและสร้างการอ้างอิงผ่านการทำ hashing ความสำคัญอยู่ที่การพิสูจน์ว่าสองสมการมีการ hashing ไปยังการอ้างอิงเดียวกันจริง การยืนยันนี้ทำให้ Lurk สามารถทำการคำนวณภายในวงจร snark ได้
ความสามารถของ Lurk มีคุณสมบัติที่หลากหลาย เช่น รองรับการเรียกตนเองอย่างไม่จำกัด, การวนซ้ำ, การควบคุมการไหลของเงื่อนไข, และระบบพิสูจน์หลังส่วนหลายรูปแบบ เช่น Groth16, SnarkPack+ และ Nova ความหลากหลายนี้เปิดโอกาสให้แก่การประยุกต์ใช้ต่าง ๆ เช่น การคำนวณที่สามารถยืนยันได้, การจัดการข้อมูลส่วนตัว, และการดำเนินโปรแกรมที่สามารถทำงานได้แบบ Turing ภายในวงจร snark
เมื่อความหลากหลายของแอปพลิเคชัน ZK เติบโตขึ้นโอกาสสําหรับ DSL ในโดเมน ZK จึงกว้างขึ้น กุญแจสู่ความสําเร็จของ DSL อยู่ที่การสร้างชุมชนที่เจริญรุ่งเรืองและห้องสมุดที่หลากหลายเพื่อเสริมสร้างประสบการณ์ของนักพัฒนา DSL ที่จัดลําดับความสําคัญของความเข้ากันได้กับไลบรารีที่มีอยู่สามารถใช้ประโยชน์จากความรู้และทรัพยากรของชุมชนนักพัฒนาที่กว้างขึ้นได้อย่างเต็มที่ วิธีการนี้ช่วยให้การผสานรวมราบรื่นขึ้นเร่งการพัฒนาและให้ความยืดหยุ่นมากขึ้นในการใช้แอปพลิเคชัน ZK ความพยายามในการทํางานร่วมกันดังกล่าวมีความสําคัญอย่างยิ่งในการดูแลระบบนิเวศที่แข็งแกร่งยิ่งขึ้นเกี่ยวกับ DSL ซึ่งมอบประโยชน์ที่เป็นรูปธรรมให้กับนักพัฒนาและผลักดันการนําเทคโนโลยี ZK มาใช้และประสิทธิผลต่อไป