--- title: "영지식 증명" title_en: "Zero Knowledge Proof" type: 용어 url: https://wiki.tokenpost.kr/w/zero-knowledge-proof canonical: https://wiki.tokenpost.kr/w/zero-knowledge-proof language: ko publisher: "토큰포스트" updated: 2026-07-31T00:30:16.164+00:00 created: 2026-07-28T23:12:21.201789+00:00 same_as: ["https://ko.wikipedia.org/wiki/%EC%98%81%EC%A7%80%EC%8B%9D_%EC%A6%9D%EB%AA%85"] status: draft --- # 영지식 증명 > Zero Knowledge Proof > **인용 전에 확인해 주세요.** 이 문서는 자동으로 만든 초안이며 사람의 > 검수를 거치지 않았습니다. 사실 관계는 아래 각주의 원문으로 확인해 주세요. **분류**: 용어 증명자가 어떤 명제가 참임을 검증자에게 납득시키되, 그 명제가 참이라는 사실 외에는 어떤 정보도 드러내지 않는 암호학 프로토콜이다. 1980년대에 제시된 이론으로, 오늘날 블록체인의 프라이버시와 확장성을 떠받치는 핵심 기술로 자리 잡았다. ## 1. 개요 영지식 증명(Zero-Knowledge Proof, ZKP)은 증명자(prover)가 검증자(verifier)에게 어떤 명제가 참임을 납득시키되, 그 명제가 참이라는 사실 이외의 어떠한 정보도 드러내지 않는 [암호학](https://wiki.tokenpost.kr/w/cryptography) 프로토콜이다. 비밀 값 자체를 공개하지 않으면서도 그 값을 알고 있다는 사실만을 입증할 수 있다는 점이 핵심으로, 1980년대에 이론적으로 제시되었다. 직관적인 비유는 색을 구분하지 못하는 상대에게 두 공의 색이 서로 다르다는 사실을 납득시키는 상황이다. 증명자는 색 이름을 말하지 않고 반복 실험만으로 '두 색이 다르다'는 결론을 전달하며, 상대는 실제 색이 무엇인지는 끝내 알지 못한다. 영지식 증명도 이처럼 '참·거짓'이라는 결론만 넘겨주고, 그 근거가 되는 비밀은 감춘다. 이러한 성질 덕분에 영지식 증명은 [개인키](https://wiki.tokenpost.kr/w/private-key)나 [전자서명](https://wiki.tokenpost.kr/w/digital-signature) 같은 기존 암호 기술과 결합해 신원과 소유권을 증명하는 데 응용되며, 블록체인에서는 프라이버시 보호와 처리량 확장이라는 두 축을 동시에 떠받치는 기반 기술로 쓰인다.[^1] ## 2. 성립 조건: 세 가지 성질 어떤 절차가 영지식 증명으로 성립하려면 다음 세 가지 성질을 모두 만족해야 한다. - **완전성(completeness)**: 명제가 참이면, 정직한 증명자는 정직한 검증자에게 그 사실을 반드시 납득시킬 수 있어야 한다. - **건전성(soundness)**: 명제가 거짓이면, 어떤 부정직한 증명자라도 정직한 검증자를 속여 참이라고 믿게 만들 수 없어야 한다. - **영지식성(zero-knowledgeness)**: 명제가 참일 때, 검증자는 그 명제의 참·거짓 이외에는 어떤 정보도 얻지 못해야 한다. 이 가운데 완전성과 건전성은 일반적인 증명 절차에도 요구되는 보편적 성질이며, 영지식성은 영지식 증명에서만 추가로 요구되는 조건이다. 프로토콜을 임의로 변경해 상대를 속이려는 당사자를 '부정직(dishonest)'하다고 하고, 그렇지 않은 경우를 '정직하다'고 한다. ## 3. 역사 영지식 증명의 개념은 1985년 골드바서(Goldwasser), 미칼리(Micali), 래코프(Rackoff)가 발표한 논문을 통해 정식화되었다. 이후 이 성과를 포함한 계산 복잡도 이론 기여로 골드바서와 미칼리는 2012년 튜링상을 받았다. 이해를 돕는 고전적 비유로는 장자크 키스케다(Jean-Jacques Quisquater)가 소개한 '동굴 실험'이 있다. 고리 모양 동굴 한가운데에 비밀 문이 있고, 증명자 페기는 그 열쇠를 가졌다는 사실을 검증자 빅터에게 알리려 한다. 페기가 두 갈래 통로 중 한쪽으로 들어간 뒤 빅터가 무작위로 지정한 통로로 나오는 과정을 반복하면, 열쇠가 없을 때 매 회 절반의 확률로 실패하므로 20회만 반복해도 우연히 모두 통과할 확률은 100만분의 1 이하로 떨어진다. 그러면서도 제3자에게는 사전 각본으로 조작했을 가능성이 남아 아무런 증명이 되지 않는다는 점이 영지식성을 잘 보여준다. 2010년대 들어 이론은 실용 기술로 발전했다. 2012년경 짧은 증명값만으로 검증이 끝나는 zk-SNARK 계열 구성이 제안되었고, 2016년에는 이를 실제로 적용한 프라이버시 암호화폐 지캐시(Zcash)가 출시되었다. 2018년에는 신뢰 설정이 필요 없는 zk-STARK 방식이 공개되면서 구현 기술의 갈래가 넓어졌다. ## 4. 작동 방식: 대화형과 비대화형 영지식 증명은 상호작용 방식에 따라 크게 두 갈래로 나뉜다. - **대화형(interactive)**: 증명자와 검증자가 여러 차례 질의·응답을 주고받으며 확신을 쌓아 간다. 앞서의 동굴 실험처럼 검증자가 매번 새로운 도전(challenge)을 던지고 증명자가 이에 답하는 구조다. - **비대화형(non-interactive)**: 증명자가 단 한 번 생성한 증명값을 전송하는 것만으로 누구든 검증할 수 있다. 블록체인 환경에서는 검증자가 다수이고 실시간 상호작용이 어렵기 때문에 비대화형 방식이 주로 쓰인다. 대화형 증명의 도전 값을 [해시](https://wiki.tokenpost.kr/w/hashing) 함수 출력으로 대체해 비대화형으로 바꾸는 피아트–샤미르 방식이 대표적으로 활용되며, 이렇게 만들어진 증명은 [머클 트리](https://wiki.tokenpost.kr/w/merkel-tree) 등과 함께 원장에 기록되어 여러 검증자가 독립적으로 확인할 수 있다. ## 5. 주요 구현 기술: zk-SNARK와 zk-STARK 대표적인 구현으로 zk-SNARK와 zk-STARK가 있다. - **zk-SNARK**: 증명 크기가 매우 작고 검증이 빠르다는 장점이 있으나, 사전에 공통 파라미터를 만드는 신뢰 설정(trusted setup) 과정이 필요하다. 이 초기 설정에 쓰인 비밀 정보가 폐기되지 않고 남으면 거짓 증명을 만들 수 있어, 설정 단계의 신뢰가 중요한 전제가 된다. - **zk-STARK**: 신뢰 설정이 필요 없고, 해시 기반 구조에 의존해 양자 컴퓨팅에 대한 저항성이 상대적으로 높다고 평가된다. 다만 증명 크기가 zk-SNARK보다 큰 편이다. 이 밖에도 증명을 다시 다른 증명 안에 담아 상태 전체를 작은 크기로 압축하는 재귀적(recursive) 증명 기법이 있다. [미나](https://wiki.tokenpost.kr/w/mina-protocol)는 이 방식을 활용해 블록체인 전체 상태를 고정된 크기의 증명으로 유지하는 것을 목표로 한다. ## 6. 활용 (1): 프라이버시 보호 영지식 증명은 거래 당사자나 금액을 노출하지 않고도 거래가 유효하다는 사실만 증명할 수 있어, 익명성을 강조하는 암호화폐에서 [링 서명](https://wiki.tokenpost.kr/w/ring-signature) 등과 함께 쓰인다. 2016년 출시된 지캐시(Zcash)가 대표 사례로, 보유자끼리 개인정보를 드러내지 않으면서 코인을 주고받을 수 있게 설계되었다. 초기 전자화폐 실험인 [이캐시](https://wiki.tokenpost.kr/w/ecash)에서 이어져 온 프라이버시 지향 흐름의 연장선상에 있다. 신원 인증에서도 유용하다. 예컨대 나이가 일정 기준 이상임을 증명하되 생년월일 자체는 공개하지 않는 식으로, 필요한 사실만 선택적으로 입증할 수 있다. 이는 과도한 개인정보 수집이 문제되는 [고객확인제도](https://wiki.tokenpost.kr/w/kyc) 절차를 개선하는 방안으로 논의된다. 최근에는 데이터 프라이버시를 다루는 [아르키움](https://wiki.tokenpost.kr/w/arcium) 같은 프로젝트가 영지식 증명과 다른 프라이버시 기법을 함께 탐구하고 있다. ## 7. 활용 (2): 확장성과 ZK-롤업 확장성 측면에서 가장 널리 알려진 응용은 ZK-롤업이다. ZK-롤업은 다수의 거래를 오프체인에서 처리한 뒤, 그 처리 결과가 올바르다는 사실만 영지식 증명으로 압축해 메인 체인에 기록한다. 개별 거래를 일일이 재실행하지 않고 증명 하나만 검증하면 되므로, [이더리움](https://wiki.tokenpost.kr/w/ethereum) 같은 [레이어 1](https://wiki.tokenpost.kr/w/layer-1) 네트워크의 보안성을 물려받으면서도 처리량을 크게 높일 수 있다. 이 방식은 [레이어 2](https://wiki.tokenpost.kr/w/layer-2) 확장 솔루션의 한 축을 이룬다. 이더리움 가상머신과 호환되는 zkEVM 롤업인 [리네아](https://wiki.tokenpost.kr/w/linea), 자산 거래에 특화된 [이뮤터블엑스](https://wiki.tokenpost.kr/w/immutable-x) 등이 영지식 증명을 활용한 롤업의 사례다. [탈중앙화 거래소](https://wiki.tokenpost.kr/w/dex)와 [탈중앙화 금융](https://wiki.tokenpost.kr/w/defi) 애플리케이션이 이러한 레이어 2 위에서 낮은 수수료로 동작하도록 뒷받침한다. ## 8. 영지식 머신러닝(zkML) 영지식 머신러닝(zkML)은 인공지능 모델의 추론이 실제로 특정 모델과 입력으로 올바르게 수행되었음을, 모델 가중치나 입력 데이터 자체를 공개하지 않고 증명하려는 분야다. 이를 통해 비공개 모델의 결과를 신뢰할 수 있게 검증하거나, 민감한 입력 데이터를 보호하면서 연산의 정당성을 입증할 수 있다. 대규모 연산에 대한 증명을 대신 생성해 주는 [라그랑주](https://wiki.tokenpost.kr/w/lagrange), [브레비스](https://wiki.tokenpost.kr/w/brevis) 같은 이른바 ZK 코프로세서 프로젝트들이 온체인·오프체인 데이터와 연산 결과를 영지식 증명으로 연결하는 인프라를 제공하며, zkML은 이러한 검증 가능한 연산의 응용 방향 중 하나로 주목받는다. ## 9. 생태계와 인프라 영지식 증명은 특정 서비스에 국한되지 않고, 증명을 생성·검증하는 공용 인프라 형태로도 확산되고 있다. - **증명 시장·인프라**: [바운드리스](https://wiki.tokenpost.kr/w/boundless)처럼 증명 생성을 여러 참여자에게 분산해 처리량과 비용을 개선하려는 증명 마켓플레이스가 등장했다. - **스토리지 증명**: [파일코인](https://wiki.tokenpost.kr/w/filecoin)은 저장 사업자가 데이터를 실제로 보관하고 있음을 zk-SNARK 기반 증명으로 입증하는 데 영지식 기법을 사용한다. - **경량 블록체인**: 앞서 언급한 [미나](https://wiki.tokenpost.kr/w/mina-protocol)는 재귀적 증명으로 체인 전체를 작은 크기로 유지한다. 증명 회로가 의도대로 동작하는지 검증하는 데에는 [정형 검증](https://wiki.tokenpost.kr/w/formal-verification) 등 별도의 보증 수단이 함께 요구된다. ## 10. 한계와 과제 영지식 증명은 강력한 성질을 제공하는 대신 몇 가지 현실적 과제를 안고 있다. - **증명 생성 비용**: 검증은 빠르지만 증명을 만드는 연산이 무겁고 시간이 오래 걸려, 전용 하드웨어나 분산 처리로 이를 완화하려는 시도가 이어진다. - **신뢰 설정의 위험**: zk-SNARK 계열이 요구하는 초기 신뢰 설정은 잘못 관리되면 위조 가능성으로 이어진다. 이 때문에 다수 참여자가 함께 파라미터를 생성하는 절차나, 애초에 신뢰 설정이 필요 없는 zk-STARK 방식이 대안으로 제시된다. - **구현 복잡성과 표준화**: 증명 회로를 설계하고 검증하는 일이 까다로워 오류 여지가 있으며, 서로 다른 구현 간 상호운용성과 표준을 정립하는 과제가 남아 있다. 이러한 한계에도 불구하고 영지식 증명은 프라이버시 보호와 확장성을 양립시킬 수 있는 드문 기술로 평가되어, 블록체인을 넘어 신원 인증과 검증 가능한 연산 전반으로 응용 범위를 넓혀 가고 있다. ## 11. 연표 - **1985** (이정표) 골드바서·미칼리·래코프가 논문에서 영지식 증명 개념을 정식화 - **2012** (이정표) zk-SNARK라는 명칭과 간결 비대화형 증명 구성이 제안됨 - **2012** (이정표) 영지식 증명 등 계산 복잡도 이론 기여로 골드바서와 미칼리가 튜링상 수상 - **2016** (출시) 영지식 증명을 적용한 프라이버시 암호화폐 지캐시(Zcash) 출시 - **2018** (이정표) 신뢰 설정이 필요 없는 zk-STARK 방식이 공개됨 ## 각주 [^1]: [위키백과 — 영지식 증명](https://ko.wikipedia.org/wiki/%EC%98%81%EC%A7%80%EC%8B%9D_%EC%A6%9D%EB%AA%85) --- 같은 개체: [위키백과(한국어)](https://ko.wikipedia.org/wiki/%EC%98%81%EC%A7%80%EC%8B%9D_%EC%A6%9D%EB%AA%85) 원문: https://wiki.tokenpost.kr/w/zero-knowledge-proof 최종 수정: 2026-07-31T00:30:16.164+00:00 발행: 토큰포스트 위키. 인용할 때 문서 제목과 원문 주소를 함께 밝혀 주세요.