Zero-knowledge proof(ZKP)란

1. Zero-knowledge proof(ZKP)는 한 당사자(증명자)가 다른 당사자(검증자)에게 자신이 특정 정보를 알고 있다는 것을 증명하면서도, 그 정보를 노출하지 않고 증명하는 방법을 말합니다. 이 개념은 암호학에서 매우 중요하며, 다양한 보안 프로토콜에 사용됩니다.

ZKP는 세 가지 주요 속성을 가지고 있습니다:

1. 완전성(Completeness): 증명자가 정직하다면, 검증자는 그가 정보를 알고 있다는 것을 확신할 수 있습니다.
2. 정당성(Soundness): 증명자가 실제로 정보를 알고 있지 않다면, 검증자가 속일 수 없습니다. 즉, 거짓 증명은 성공할 수 없습니다.
3. 영지성(Zero-knowledge): 검증자는 증명 과정에서 증명자가 알고 있는 실제 정보를 전혀 얻을 수 없습니다. 검증자는 단지 증명자가 그 정보를 알고 있다는 사실만 확인할 수 있습니다.

이 개념은 여러 가지 응용 분야에서 중요한 역할을 합니다. 예를 들어, 블록체인 기술에서는 개인정보 보호를 위해 ZKP가 사용됩니다. 특정 거래가 유효함을 증명하면서도 거래 세부 정보를 공개하지 않는 것이 그 예입니다.

ZKP는 복잡한 수학적 원리에 기반하고 있으며, 대표적인 구현 방식으로는 zk-SNARKs(Zero-Knowledge Succinct Non-Interactive Argument of Knowledge) 등이 있습니다.

 

 

2. Zero-knowledge proof(ZKP)를 구현하는 데 가장 기본이 되는 수학적 개념은 복잡도 이론과 수론입니다. 이 두 가지는 ZKP의 핵심적인 원리와 프로토콜을 이해하고 구현하는 데 중요한 역할을 합니다.

1. 복잡도 이론 (Complexity Theory): ZKP는 복잡도 이론에 기반한 계산 문제를 활용하여 증명자의 정보를 보호합니다. 여기서 주로 사용되는 개념은 **NP (Nondeterministic Polynomial time)**와 관련된 문제들입니다. NP-완전 문제들은 특정 답이 주어지면 그 답이 올바른지 확인하는 것은 쉽게 할 수 있지만, 그 답을 찾는 것은 매우 어려운 문제들입니다. ZKP에서는 이러한 문제들을 사용하여, 증명자가 실제로 해답을 알고 있음을 증명하면서도 해답 자체를 노출하지 않도록 합니다.
2. 수론 (Number Theory): 특히 소인수 분해나 이산 로그 문제와 같은 수론의 문제들은 ZKP 프로토콜에서 자주 사용됩니다. 이러한 문제들은 해결하기 매우 어려워 보이지만, 한 번 해결된 답을 검증하는 것은 쉬운 특성을 가지고 있습니다. 예를 들어, RSA 암호화 알고리즘에서 소인수 분해의 어려움은 ZKP의 기반이 될 수 있습니다.

이 외에도, 확률적 방법(Probabilistic Methods)이나 **동형암호(Homomorphic Encryption)**와 같은 고급 수학적 개념들이 ZKP의 효율성을 높이고, 다양한 형태의 ZKP를 구현하는 데 기여합니다.

이러한 수학적 개념들을 이해하고 응용하는 것이 ZKP를 구현하는 데 필수적입니다.

 

3. Zero-knowledge proof(ZKP)를 구현하는 데 가장 많이 사용되는 컴퓨터 언어는 Rust와 **C++**입니다. 하지만 구체적인 요구 사항이나 환경에 따라 다른 언어들도 사용됩니다.

1. Rust: Rust는 보안성과 성능 면에서 강점을 가지고 있어, 특히 블록체인과 같은 고성능, 고안전성 환경에서 ZKP를 구현하는 데 많이 사용됩니다. Rust는 메모리 안전성, 병행 처리 능력, 그리고 효율적인 컴파일러 지원 덕분에 zk-SNARKs 같은 복잡한 암호학적 프로토콜 구현에 적합합니다.
2. C++: C++는 높은 성능과 유연성을 제공하는 언어로, 다양한 암호학적 라이브러리와 툴킷이 C++로 구현되어 있습니다. 특히, libsnark와 같은 유명한 zk-SNARKs 라이브러리가 C++로 작성되어 있어, 많은 개발자들이 C++를 사용해 ZKP를 구현합니다.
3. Python: Python은 비교적 느리지만, 그 강력한 라이브러리 생태계와 접근성 덕분에 연구, 프로토타이핑, 교육 목적으로 많이 사용됩니다. 특히, zk-SNARKs 관련 Python 바인딩이나 라이브러리를 사용해 ZKP 알고리즘을 쉽게 테스트할 수 있습니다.
4. Go: Go는 간결하고 효율적인 언어로, 일부 ZKP 프로젝트에서도 사용됩니다. 특히, 분산 시스템과 네트워킹이 중요한 환경에서 Go가 선택될 수 있습니다.

Rust와 C++는 성능과 메모리 제어가 중요한 프로젝트에서 주로 사용되며, Python은 주로 초기 개발 및 실험 단계에서 활용됩니다.

 

4. 해커 공부 순서 

해커가 되기 위해서는 다양한 기술과 지식을 쌓아야 합니다. 여기서는 **화이트 해커(윤리적 해커)**를 목표로 한다고 가정하고, 보안 전문가가 되기 위해 배워야 할 프로그래밍 언어와 공부 순서를 정리하겠습니다.

1. 기초적인 프로그래밍 언어

• Python: 해킹, 보안 스크립팅, 자동화 작업 등에 널리 사용됩니다. 코드가 간단하고 배우기 쉬워, 보안 개념을 빠르게 적용할 수 있습니다.
• C: 운영체제, 시스템 레벨 프로그래밍에 필수적인 언어입니다. 메모리 관리, 버퍼 오버플로우와 같은 보안 취약점을 이해하는 데 도움이 됩니다.

2. 웹 해킹과 관련된 언어

• JavaScript: 웹 애플리케이션의 클라이언트 측에서 작동하는 언어로, XSS(Cross-site Scripting)와 같은 웹 취약점을 이해하고 악용하는 데 필수적입니다.
• PHP: 많은 웹 서버에서 사용되는 언어로, 웹 애플리케이션의 취약점 분석에 유용합니다.

3. 시스템 및 네트워크 해킹 관련 언어

• Assembly: 저수준 언어로, 시스템 내부 동작을 깊이 이해하고 리버스 엔지니어링이나 취약점 분석에 사용됩니다.
• Bash/Shell Scripting: 리눅스 기반 시스템에서 자동화 및 침투 테스트 스크립트를 작성하는 데 유용합니다.
• PowerShell: Windows 환경에서의 시스템 관리를 자동화하고, 다양한 공격 시나리오를 구현하는 데 사용됩니다.

4. 리버스 엔지니어링 및 취약점 분석

• C++: C와 함께 시스템 레벨에서 동작하는 프로그램들을 분석하고 익스플로잇을 제작하는 데 유용합니다.
• Go: 네트워킹, 멀티스레딩에 강력한 언어로, 최근 많은 보안 도구들이 Go로 개발되고 있습니다.

5. 데이터베이스 및 웹 관련

• SQL: SQL Injection과 같은 데이터베이스 관련 취약점을 이해하고 공격하는 데 필수적입니다.
• HTML/CSS: 웹 해킹에서 구조와 디자인을 이해하고 공격 벡터를 찾는 데 유용합니다.

공부 순서

1. 기초 프로그래밍 학습
   • Python과 C로 시작해 기본 프로그래밍 개념과 시스템 프로그래밍을 학습합니다.
2. 컴퓨터 네트워크와 운영체제 학습
   • 네트워크 기초, TCP/IP, HTTP, DNS 등을 배우고, 리눅스 운영체제를 깊이 있게 이해합니다.
   • Bash/Shell Scripting과 PowerShell로 운영체제 관리 및 스크립팅을 익힙니다.
3. 웹 해킹 기초 학습
   • HTML, CSS, JavaScript, PHP, SQL 등을 학습해 웹 애플리케이션의 동작 원리를 이해합니다.
   • OWASP Top 10과 같은 웹 취약점을 익히고 모의 해킹을 시도합니다.
4. 시스템 및 네트워크 해킹
   • C와 Assembly를 통해 저수준 언어 및 시스템 구조를 이해하고, 네트워크 공격 기법을 학습합니다.
5. 리버스 엔지니어링 및 익스플로잇 개발
   • Assembly와 C++로 리버스 엔지니어링, 바이너리 분석, 취약점 개발을 연습합니다.
6. 고급 해킹 기술 학습
   • 최신 보안 이슈와 도구들(Ghidra, IDA Pro, Burp Suite 등)을 학습하고, 다양한 시나리오에 대한 실습을 진행합니다.