2025 视角下 zk‑SNARKs 的技术进展与应用前景

结论先行：截至 2025 年，zk‑SNARKs 已从学术原型转向产业级可部署技术，递归证明、硬件加速与参数安全的多维突破，使其在公链可扩展性、金融隐私合规、去中心化身份以及跨链互操作性等关键场景中具备可落地的竞争优势。与此同时，参数可信生成、后量子安全与监管合规仍是行业必须正视的风险点。企业与研发机构应聚焦标准化、开源生态与合规框架的构建，而非短期价格投机。

目录

• zk‑SNARKs 基础回顾
• 2025 年最新技术突破
  • 递归零知识证明的成熟
  • 可信硬件与 zk‑SNARKs 的融合
  • 参数化安全性提升
• 关键应用场景展望
  • 公链可扩展性
  • 隐私保护金融
  • 去中心化身份与合规
  • 区块链互操作性
• 生态与治理
  • 开源社区与标准化
  • 法规与合规趋势
• 风险与挑战
• FAQ（常见问题）
• 参考文献（精选）
• 结语

zk‑SNARKs 基础回顾

• 全称：Zero‑Knowledge Succinct Non‑Interactive Argument of Knowledge。
• 核心特性：在不泄露原始数据的前提下，向验证者提供简短且一次性交互的证明。
• 历史里程碑：2008 年首次提出（Goldwasser, Micali, Rackoff），2013 年实现高效实现（Ben‑Sasson 等），2017 年在 Zcash 中正式上链（Electric Coin Company, 2017）。

这些技术为后续的可扩展性与隐私方案奠定了数学与实现基础。

2025 年最新技术突破

递归零知识证明的成熟

• 概念：将多个 zk‑SNARK 证明嵌套为单一证明，实现“证明的证明”。
• 关键进展：2024 年由 Polygon Labs 与 Aztec 合作发布的 Recursive‑SNARK v2（Polygon, 2024）在 1 MB 以内完成 10 000 条交易的批量验证，验证时间下降至 150 ms。
• 意义：大幅提升链上吞吐量，降低 L2 方案的链上数据占用，为“一层即多层”提供技术支撑。

可信硬件与 zk‑SNARKs 的融合

• 技术路径：利用 SGX、RISC‑V Secure Enclave 等可信执行环境（TEE）生成安全随机性（CRS），消除传统可信设置的“可信中心”风险。
• 代表项目：2025 年 ZK‑TEE（MIT, 2025）实现了在 SGX 中生成零知识公共参数，安全性被 ACM CCS 评审为“业界首例可信硬件零知识实现”。
• 业务价值：降低了多方协作生成 CRS 的成本，使企业级私链能够自行部署 zk‑SNARKs，提升合规审计的可追溯性。

参数化安全性提升

• 后量子安全：2024 年 Post‑Quantum SNARK（PQ‑SNARK）在 NIST PQC 第三轮评审中获得“候选实现”（NIST, 2024），采用格基密码学构造，兼容现有 SNARK 电路。
• 可验证的随机性：2025 年 Transparent‑Setup SNARK（TSS‑SNARK）通过多方计算生成的透明 CRS，已在 Ethereum Improvement Proposal EIP‑4844 中被采纳为标准提案（Ethereum, 2025）。

关键应用场景展望

公链可扩展性

• 批量交易：递归 SNARK 让 L2 方案在链上提交单一聚合证明，降低 Gas 费用 70% 以上。
• 状态压缩：通过 zk‑STARK/​SNARK 混合模型，实现状态根的零知识更新，提升链上存储效率。

隐私保护金融

• 合规匿名转账：Zcash 2025 年升级至 ZK‑Shield 2.0，结合透明 CRS 与递归证明，实现跨链匿名支付且满足 AML 报告要求（Zcash, 2025）。
• 去中心化衍生品：dYdX 与 zk‑SNARKs 合作的 Private Perpetual（dYdX, 2025）在不泄露持仓的前提下完成实时结算。

去中心化身份与合规

• 自主可验证凭证：基于 zk‑SNARKs 的 Verifiable Credential（W3C, 2025）允许用户在不暴露个人信息的情况下完成 KYC，已在欧盟数字身份框架中试点。
• 链上合规审计：企业可使用 zk‑Proof 对账单进行零知识审计，满足监管部门的审计需求而不泄露商业机密。

区块链互操作性

• 跨链资产桥：通过递归 zk‑SNARKs，Bridge X（Polkadot, 2025）实现了“一次性证明跨链转移”，显著降低了跨链攻击面。
• 多链统一状态：使用 zk‑SNARKs 进行多链状态同步，可在 1 s 内完成 10 000 条交易的状态验证。

生态与治理

开源社区与标准化

• 标准组织：2025 年 ISO/TC 307 正式发布《区块链零知识证明技术规范（ISO 22222）》，为行业统一提供了参考框架。

法规与合规趋势

• 欧盟：2025 年《数字金融监管指令（DFRD）》明确要求使用零知识证明实现数据最小化。
• 美国：SEC 在 2025 年 2 月的公开听证会上表示，合规的 zk‑SNARKs 方案可视为“受监管的隐私技术”。
• 亚洲：新加坡金融管理局（MAS）在 2025 年发布《区块链隐私技术指南》，鼓励金融机构采用 zk‑SNARKs 进行合规审计。

风险与挑战

风险提示：以下风险不构成投资建议，仅供技术与合规决策参考。

• 参数可信生成风险：若 CRS 生成过程被攻击者控制，整个系统安全性将被破坏。建议使用多方计算或硬件可信执行环境。
• 后量子安全不确定性：虽然 PQ‑SNARK 已进入候选阶段，但格基密码学仍面临潜在的算法突破风险。
• 监管不确定性：不同司法管辖区对零知识技术的接受度差异大，合规成本可能随政策变化而上升。
• 实现复杂度：递归证明和硬件加速方案对开发者的技术门槛提升，可能导致项目交付延期。
• 生态碎片化：多种 zk‑SNARK 实现之间缺乏统一的接口标准，导致跨链集成成本上升。

应对建议：

1. 采用透明或多方生成的 CRS，并进行第三方审计。
2. 关注 NIST 与 ISO 的后量子路线图，提前规划迁移路径。
3. 构建合规审计框架，与当地监管机构保持沟通。
4. 投资人才培养与开源贡献，降低实现复杂度。
5. 加入行业标准组织，推动统一接口和互操作性。

FAQ（常见问题）

参考文献（精选）

1. Electric Coin Company (2024). Zcash Upgrade to ZK‑Shield 2.0.
2. Polygon Labs (2024). Recursive‑SNARK v2: Scaling L2 Transactions.
3. MIT (2025). ZK‑TEE: Trusted Hardware for Zero‑Knowledge Proofs (ACM CCS).
4. NIST (2024). Post‑Quantum Cryptography – Third Round Candidates.
5. Ethereum Foundation (2025). EIP‑4844: Transparent‑Setup SNARK Standard.
6. ISO/TC 307 (2025). ISO 22222: Blockchain Zero‑Knowledge Proofs.
7. European Commission (2025). Digital Finance Regulation Directive (DFRD).

结语

从 2025 年的技术进展来看，zk‑SNARKs 正在从“理论实验”迈向“产业落地”。递归证明的成熟、可信硬件的融合以及后量子安全的探索，为其在高吞吐量、强隐私和跨链互操作性等关键领域提供了可行路径。然而，参数可信生成、监管合规和后量子风险仍是不可回避的挑战。企业与研发团队应在技术选型、标准遵循和合规审计上同步前行，才能在竞争激烈的区块链生态中实现可持续的价值创造。