Was sind ZK-Snarks und wie funktioniert es?

Was sind ZK-Snarks und wie funktioniert es?

ZK-SNARKS oder Null-Wissen-prägnante nicht-interaktive Wissensargumente sind eine kryptografische Technik, die es einer Partei ermöglicht, einer anderen zu beweisen, dass eine Aussage wahr ist, ohne Informationen über die Gültigkeit der Aussage selbst zu enthüllen. Diese Technologie hat in der Welt der Kryptowährung erhebliche Aufmerksamkeit erlangt, insbesondere für ihr Potenzial, die Privatsphäre und Effizienz bei Blockchain -Transaktionen zu verbessern.

Verständnis der Grundlagen von ZK-Snarks

Im Kern ermöglicht ZK-SNARKs einem Prover einen Verifizierer davon, bestimmte Informationen zu besitzen, ohne die Informationen selbst offenzulegen. Dies wird durch eine Reihe komplexer mathematischer Operationen erreicht, die sicherstellen, dass der Beweis sowohl prägnant als auch nicht interaktiv ist. Der Begriff "prägnant" bezieht sich auf die Tatsache, dass der Beweis kleiner ist, während "nicht interaktiv" bedeutet, dass der Beweis ohne weitere Kommunikation zwischen dem Prover und dem Verifizierer überprüft werden kann.

Die Komponenten von ZK-Snarks

Um zu verstehen, wie ZK-Snarks funktioniert, ist es wichtig, seine Komponenten abzubauen:

• Common Reference String (CRS) : Dies ist ein öffentlicher Parameter, den sowohl der Prover als auch der Verifier verwenden. Es wird in einer vertrauenswürdigen Einrichtungsphase erzeugt und ist für die Sicherheit des Systems von entscheidender Bedeutung.
• Prover : Die Partei, die die Gültigkeit einer Erklärung beweisen will, ohne die zugrunde liegenden Daten anzugeben.
• Verifier : Die Partei, die den vom Prover bereitgestellten Beweis überprüft, um ihre Gültigkeit zu gewährleisten.
• Aussage und Zeuge : Die Aussage ist das, was der Prover beweisen möchte, und der Zeuge sind die geheimen Informationen, die die Aussage unterstützen.

Der Prozess des Erstellens und Überprüfens eines ZK-Snarks

Der Prozess der Erstellung und Überprüfung eines ZK-Snarks umfasst mehrere Schritte:

• Setup -Phase : Es wird ein vertrauenswürdiges Setup durchgeführt, um die gemeinsame Referenzzeichenfolge (CRS) zu generieren. Diese Phase ist kritisch, da jeder Kompromiss während dieses Setups die Sicherheit des gesamten Systems untergraben könnte.
• Nachweisphase : Der Prover verwendet die CRS und den Zeugen, um einen Beweis zu erzeugen. Dieser Beweis ist eine mathematische Darstellung, dass die Aussage wahr ist, ohne den Zeugen zu enthüllen.
• Überprüfungsphase : Der Verifizierer verwendet die CRS und den Beweis, um seine Gültigkeit zu überprüfen. Wenn der Beweis gültig ist, ist der Überprüfer davon überzeugt, dass die Aussage wahr ist, ohne etwas über den Zeugen zu lernen.

Anwendungen von ZK-Snarks in Kryptowährungen

ZK-SNARKS hat im Kryptowährungsraum signifikante Anwendungen gefunden, insbesondere bei der Verbesserung der Privatsphäre und Skalierbarkeit. Eine der bemerkenswertesten Implementierungen ist in ZCASH , einer Kryptowährung, die ZK-Snarks verwendet, um private Transaktionen zu ermöglichen. In ZCASH können Benutzer Mittel senden und empfangen, ohne die Transaktionsdetails an die öffentliche Blockchain zu enthüllen, wodurch deren Privatsphäre beibehalten wird.

Eine andere Anwendung ist in Skalierungslösungen für Blockchains. Durch die Verwendung von ZK-Snarks ist es möglich, Transaktionen außerhalb des Kettens zu verarbeiten und dann einen prägnanten Beweis für die Hauptblockchain zu liefern, wodurch die Last reduziert und der Durchsatz des Netzwerks erhöht wird.

Technische Details von ZK-Snarks

Um sich eingehender mit den technischen Aspekten zu befassen, beruht ZK-Snarks auf fortgeschrittene mathematische Konzepte wie elliptische Kurven, bilineare Paarungen und polynomiale Verpflichtungen. Der Prozess beinhaltet die Umwandlung der Anweisung in ein Formular, das mit diesen mathematischen Tools effizient bewiesen und verifiziert werden kann.

• Elliptische Kurven : Diese werden verwendet, um die kryptografischen Primitiven zu schaffen, die die Sicherheit von ZK-Snarks untermauern.
• Bilineare Paarungen : Diese ermöglichen die effiziente Überprüfung der Beweise, indem Operationen in einem höherdimensionalen Raum aktiviert werden.
• Polynomverpflichtungen : Diese werden verwendet, um sich zu einem Polynom zu verpflichten, ohne seine Koeffizienten zu enthüllen, was für die nicht interaktive Natur der Beweise von entscheidender Bedeutung ist.

Herausforderungen und Überlegungen

Während Zk-Snarks erhebliche Vorteile bietet, ist auch Herausforderungen mit sich. Eines der Hauptanliegen ist die vertrauenswürdige Einrichtungsphase, die eine sichere Umgebung erfordert, um die CRS zu erzeugen. Ein Kompromiss in dieser Phase kann zu Schwachstellen im System führen.

Darüber hinaus kann die rechnerische Komplexität der Erzeugung und Überprüfung von Beweisen hoch sein, was die Verwendung in bestimmten Anwendungen einschränken kann. Die laufende Forschung und Entwicklung zielen jedoch darauf ab, die Effizienz zu verbessern und die Abhängigkeit von vertrauenswürdigen Setups zu verringern.

Häufig gestellte Fragen

F: Können ZK-Snarks für irgendeine Art von Anweisung verwendet werden?

A: ZK-SNARKs können für eine Vielzahl von Aussagen verwendet werden. Die Aussage muss jedoch auf ein Formular reduzierbar sein, das mit den zugrunde liegenden mathematischen Konstrukten effizient bewiesen und verifiziert werden kann. Nicht alle Aussagen sind für ZK-Snarks geeignet, und die Komplexität der Aussage kann sich auf die Effizienz des Beweises auswirken.

F: Wie vergleichen sich ZK-Snarks mit anderen null-kenner-Proof-Systemen?

A: ZK-SNARKS ist eines von mehreren null-kenner-Beweissystemen, die jeweils ihre Stärken und Schwächen haben. Im Vergleich zu ZK-Starks erfordert ZK-Snarks beispielsweise ein vertrauenswürdiges Setup, bietet jedoch kleinere Beweisgrößen und schnellere Überprüfungszeiten. ZK-Starks hingegen benötigt kein vertrauenswürdiges Setup, führt jedoch zu größeren Beweisen und einer langsameren Überprüfung.

F: Gibt es Datenschutzbedenken bei der Verwendung von ZK-Snarks?

A: Während ZK-Snarks die Privatsphäre verbessert, indem sie Beweise ohne Erkennung von zugrunde liegenden Daten zuzulassen, kann die vertrauenswürdige Einrichtungsphase ein potenzielles Privatsphäre sein. Wenn das Setup kompromittiert ist, kann dies zu Schwachstellen führen, die möglicherweise ausgenutzt werden, um private Informationen zu schließen. Bei ordnungsgemäßen Sicherheitsmaßnahmen können jedoch die Datenschutzvorteile von ZK-Snarks aufrechterhalten werden.

F: Können ZK-Snarks in vorhandene Blockchain-Systeme integriert werden?

A: Ja, ZK-Snarks können in vorhandene Blockchain-Systeme integriert werden, erfordert jedoch erhebliche Änderungen am zugrunde liegenden Protokoll. Projekte wie ZCASH haben ZK-Snarks erfolgreich implementiert und deren Machbarkeit demonstriert. Der Integrationsprozess kann jedoch komplex sein und erfordert sorgfältige Berücksichtigung der Architektur- und Sicherheitsanforderungen des Systems.