Tranh chấp về con đường kỹ thuật của bằng chứng không có kiến thức: ai tốt hơn, zk-SNARK hay zk-STARK?

Tiêu đề gốc: "Tranh chấp về con đường kỹ thuật của bằng chứng không có kiến thức: ai tốt hơn, zk-SNARK hay zk-STARK?" 》

Tác giả gốc: Chloe, chuỗi quán trà

Công nghệ bằng chứng không kiến thức (Zero-Knowledge Proof) được quan tâm rộng rãi trong tiền điện tử ngành công nghiệp không phải là Công nghệ mới này mới xuất hiện trong những năm gần đây nhưng đã được đề xuất vào năm 1980 bởi các nhà toán học S. Goldwasser, S. Micali và C. Rackoff.

Bằng chứng không có kiến thức bao gồm một loạt các bước có thể đạt được "có thể sử dụng nhưng bất khả tri" trong mật mã ”.

Blockchain có đặc điểm là công khai, minh bạch và không giả mạo, nghĩa là các nhà đầu tư tiền điện tử Không có quyền riêng tư đối với tài sản và hồ sơ giao dịch trên chuỗi, vì vậy công nghệ chứng minh không có kiến thức đã được đưa vào blockchain, trong đó zk-SNARK và zk-STARK được quan tâm nhất.

zk-SNARK được các bên tham gia dự án sử dụng phổ biến nhất, trong khi zk-STARK được coi là bằng mật mã chuyên gia Tốt hơn ZK-SNARK. Vậy công nghệ toàn diện và ứng dụng thực tế cái nào tốt hơn?

 zk-SNARK: ngắn gọn + không tương tác

Alessandro Chiesa và những người khác đã phát triển giao thức zk-SNARK vào năm 2012, đây là một giao thức không có kiến thức ngắn gọn, không tương tác. công nghệ, tên đầy đủ là zero-know, rút gọn, không tương tác, có thể chia thành 3 phần để hiểu:

không có kiến thức:

Bằng chứng không có kiến thức, không để lộ quyền riêng tư Chứng minh điều gì đó cho bên kia và làm cho dữ liệu "có thể sử dụng được nhưng không thể biết được".

ngắn gọn:

Tính đơn giản, điều cần chứng minh chiếm rất ít không gian và có thể được xác minh nhanh chóng (vài mili giây).

không tương tác:

Không tương tác, nghĩa là người chứng minh và người xác minh không cần phải có sự giao thoa để có kết quả xác minh nhanh chóng.

Tính đơn giản và không tương tác của zk-SNARK được so sánh với các bằng chứng không có kiến thức truyền thống. Về mặt kế hoạch.

Nói một cách đơn giản, giải pháp truyền thống là bằng chứng tương tác, tức là người biểu diễn (tuyên bố rằng một mệnh đề nào đó là đúng) và người kiểm chứng (xác nhận rằng mệnh đề đó thực sự đúng). Bạn có thể hiểu nó là người biểu tình liên tục hỏi người kiểm chứng "Có hay không?", và sau đó người kiểm chứng tiếp tục đưa ra câu trả lời cho đến khi cuối cùng chạm vào Come tìm ra đáp án đúng nên hiệu quả rất thấp.

Giải pháp của zk-SNARK không yêu cầu cả hai bên liên tục xác nhận "có hoặc không" và Đó là thực hiện trước "khởi tạo đáng tin cậy" để tạo chuỗi tham chiếu chung (CRS) và sau đó tất cả người biểu tình có thể truy cập trực tiếp vào chuỗi đó.

Hãy sử dụng một phép loại suy phổ biến. Bằng chứng tương tác tương đương với việc giáo viên sửa từng câu hỏi trong bài kiểm tra của từng thí sinh, việc này rất kém hiệu quả, nhưng câu trả lời đúng chỉ có giáo viên nắm giữ và về cơ bản không có khả năng ai đó đánh cắp câu trả lời.

Nhưng zk-SNARK đã trực tiếp đăng tải đáp án đúng rồi cho thí sinh kiểm tra đáp án bằng cách chính họ (đặt một câu hỏi nhất định đã được giải quyết của riêng họ sẽ được gửi đến hệ thống phụ trợ và kết quả cuối cùng sẽ được lấy trực tiếp dù nó có đúng hay không), điều này rất hiệu quả, nhưng cái giá phải trả là câu trả lời có thể bị rò rỉ, mặc dù hệ thống trả lời được mã hóa.

Do đó, để giải quyết vấn đề zk-SNARK dễ bị rò rỉ, có rất nhiều vấn đề xung quanh việc cải thiện "hệ thống trả lời" "Giải pháp bảo mật, các dự án khác nhau sử dụng zk-SNARK có các giải pháp khác nhau. Ví dụ: ví zCloak gửi trực tiếp thuật toán cho người dùng dưới dạng văn bản thuần túy và người dùng tải xuống cục bộ để thực hiện phép tính (vì vậy công việc vẫn có thể được hoàn thành ngay cả khi Internet bị ngắt kết nối).

 zk-STARK: Chứng minh xác suất + thời gian đệm

zk-STARK được phát triển bởi nhóm StarkWare được thành lập vào tháng 12 năm 2017 như một giải pháp thay thế cho zk-SNARK. Quá trình nghiên cứu và phát triển kéo dài hơn một năm, trải qua vô số lần lặp lại mới hoàn thành, đã là năm 2019.

zk-SNARK tạo trước các chuỗi tham chiếu công khai và sử dụng bằng chứng không tương tác để cải thiện hiệu quả bằng chứng. Nhưng nó cũng để lại những nguy hiểm tiềm ẩn. Mặc dù zk-STARK là một bằng chứng tương tác, nhưng nó là một bằng chứng tương tác khéo léo đảm bảo tính bảo mật thông qua xung đột hàm băm (một phương pháp chứng minh xác suất), do đó nó cũng đạt được bằng chứng hiệu quả.

Ý tưởng này được mượn trực tiếp từ công nghệ chứng minh oracle tương tác (IOP) được ra mắt vào năm 2015. Để nói một cách đơn giản, câu hỏi đầu tiên được chia thành nhiều phần bằng mật mã, sau đó người xác minh ngẫu nhiên hỏi người biểu tình một số câu hỏi. Nếu sau vài vòng, người biểu tình đưa ra câu trả lời chính xác thì quá trình xác minh sẽ được thông qua.

Vì vậy zk-STARK cũng yêu cầu rất ít tài nguyên máy tính để hoàn thành việc chứng minh, nhưng nó còn đòi hỏi nhiều hơn thế an toàn và không có nguy cơ câu trả lời bị rò rỉ. Và để đảm bảo an ninh hơn nữa, độ trễ thời gian tranh chấp (DTD) cũng được đặt làm vùng đệm.

 Sự khác biệt giữa zk-SNARK và zk-STARK

1. Minh bạch

Chuỗi tham chiếu công khai của zk-SNARK thường được lưu giữ bởi một nhóm nhỏ và do đó có khả năng bị rò rỉ và sử dụng cho mục đích xấu, chẳng hạn như tạo chứng chỉ giả.

zk-STARK trực tiếp sử dụng các tham số để tạo ra tính ngẫu nhiên cho việc xác minh mà không cần bất kỳ bên thứ ba nào "Trả lời System", do đó cải thiện đáng kể tính minh bạch.

2. Chống lại các cuộc tấn công của máy tính lượng tử

zk-SNARK sẽ dễ dàng bị bẻ khóa bởi máy tính lượng tử trong tương lai (trích xuất khóa riêng từ khóa chung thông qua tính toán phân rã). Tất nhiên, vẫn còn một câu hỏi là khi nào điện toán lượng tử sẽ xuất hiện.

zk-STARK sử dụng phương pháp va chạm hàm băm để chứng minh rằng về mặt lý thuyết máy tính lượng tử Brute Force Cracking là không hiệu quả.

3. Khả năng mở rộng

Bằng chứng của zk-SNARK có khả năng mở rộng trên chuỗi cao hơn (bằng chứng được tạo nhỏ hơn tính bằng byte), zk-STARK dường như có khả năng mở rộng trên chuỗi cao hơn nhưng không có lợi thế gì.

Trang web chính thức của StarkWare tuyên bố là nhanh nhất, có lẽ vì zk-STARK cho phép tính toán và lưu trữ quy mô lớn ngoài- chain , sau đó việc xác minh được thực hiện trên chuỗi, do đó khả năng mở rộng được cải thiện đáng kể (thậm chí gấp 10 lần) trong khi chi phí giảm đáng kể.

Tóm tắt

zk-SNARK được sử dụng rộng rãi nhất, đặc biệt là trong kịch bản mở rộng Ethereum. zk-SNARK chủ yếu tập trung vào "bảo vệ quyền riêng tư" cho các ứng dụng khác nhau như danh tính, thanh toán, DeFi và chứng nhận tài sản.

Mặc dù zk-STARK cũng đang được phát triển nhưng công nghệ này vẫn chưa hoàn thiện, ít nhất là ở sử dụng chung Hiệu suất còn hạn chế, vì vậy chúng tôi thấy rằng hầu hết các ứng dụng đều dựa trên "khả năng mở rộng".

Tuy nhiên, theo nhóm StarkWare vào năm 2022, khả năng mở rộng đã được giải quyết. Mục tiêu là " bảo vệ quyền riêng tư" và phương pháp này được giải quyết thông qua phân lớp fractal trong Lớp 3 và Lớp 4 của StarkNet. Điều này dường như không liên quan trực tiếp đến bản thân hệ thống chứng minh zk-STARK.

Ít nhất là ở thời điểm hiện tại, hầu hết các dự án Ethereum Layer2 (zkSync, Aztec, Loopring, Scroll, v.v. .) đều áp dụng lộ trình kỹ thuật zk-SNARK. Ngoài tính linh hoạt hạn chế, một lý do khác là có nhiều phản hồi rộng rãi rằng việc phát triển zk-STARK quá khó khăn...

Tất nhiên, về lâu dài, zk-STARK có thể thực hiện khối lượng tính toán lớn hơn và có thể hứa hẹn hơn.

Nói chung, mối quan hệ giữa zk-SNARK và zk-STARK có phần giống như các bản tổng hợp lạc quan Về mối quan hệ với các bản tổng hợp ZK, cái trước tốt cho ngắn hạn và cái sau tốt cho dài hạn.

Liên kết gốc

Chào mừng bạn tham gia cộng đồng chính thức của BlockBeats:

Nhóm Telegram đăng ký: https://t.me/theblockbeats

Nhóm Telegram thảo luận: https://t.me/BlockBeats_App

Tài khoản Twitter chính thức: https://twitter.com/BlockBeatsAsia