Wie können Null-Wissen-Beweise die Privatsphäre auf einer Blockchain verbessern?

Null-Knowledge-Proofs ermöglichen private, skalierbare Blockchains durch Überprüfung von Transaktionen, ohne Daten anzugeben, wobei Techniken wie ZK-Snarks und ZK-Starks verwendet werden.

Aug 12, 2025 at 02:15 am

Verständnis von Null-Knowledge-Beweisen im Blockchain-Kontext

Zero-Knowledge-Proofs (ZKPS) sind kryptografische Protokolle, die es einer Partei (dem Prover) einer anderen Partei (dem Verifizierer) ermöglichen, dass eine Aussage wahr ist, ohne Informationen zu enthüllen, die über die Wahrheit der Aussage selbst hinausgehen. Im Kontext von Blockchain können Benutzer Transaktionen oder Daten validieren, ohne die zugrunde liegenden Details zu enthüllen. Diese Fähigkeit ist für Privatsphäre transformativ, da Blockchains von Natur aus transparent sind - jede Transaktion wird auf einem öffentlichen Hauptbuch erfasst. Mit Null-Wissen-Beweisen können die Teilnehmer die Vertraulichkeit aufrechterhalten und gleichzeitig die Integrität und Richtigkeit des Systems sicherstellen.

Zum Beispiel kann ein Benutzer nachweisen, dass er über ausreichende Mittel verfügt, um eine Transaktion abzuschließen, ohne sein tatsächliches Gleichgewicht aufzudecken. Der Überprüfungsprozess beruht auf mathematischen Konstrukten, die die Gültigkeit des Anspruchs bestätigen, ohne Inputs zu enthüllen. Dieser Mechanismus verhindert, dass sensible Daten dem öffentlichen Hauptbuch ausgesetzt sind und sich mit einem der Hauptnachteile traditioneller Blockchain -Systeme befassen.

Wie ZK-Snarks private Transaktionen ermöglichen

Eine der am häufigsten verwendeten Implementierungen von Null-Wissen-Beweisen in Blockchain ist ZK-SNARKS (Zero-wissensbringendes nicht-interaktives Argument des Wissens). Diese sind besonders effektiv, da sie sehr kleine Beweise erzeugen, die schnell verifiziert werden können, wodurch sie für Blockchain -Umgebungen geeignet sind, in denen die Effizienz von entscheidender Bedeutung ist.

Implementieren von ZK-Snarks in einer Blockchain-Transaktion:

• Eine Schaltung ist ausgelegt, um die Logik der Transaktion darzustellen (z. B. „Der Absender besitzt die Mittel und der Gleichgewicht ist ausreichend“).
• Der Prover generiert einen Beweis mit ihren privaten Eingaben (z. B. geheimen Schlüssel oder Mengen) und den öffentlichen Parametern der Schaltung.
• Der Beweis ist der Transaktion beigefügt und an das Netzwerk übertragen.
• Validatoren überprüfen den Nachweis gegen die öffentlichen Parameter, ohne auf die privaten Daten zuzugreifen.

Der gesamte Prozess stellt sicher, dass kein Dritter den Absender, den Empfänger oder den an der Transaktion beteiligten Betrag bestimmen kann. Projekte wie ZCash verwenden ZK-Snarks, um abgeschirmte Transaktionen zu ermöglichen, bei denen Transaktionsdetails verschlüsselt bleiben und gleichzeitig kryptografisch verifiziert werden.

ZK-Starks: Eine transparente Alternative

Während ZK-Snarks leistungsstark sind, verlassen sie sich auf eine vertrauenswürdige Setup-Phase, die potenzielle Schwachstellen einführt, wenn die anfänglichen Parameter beeinträchtigt werden. ZK-Starks (Skalierbares Wissensargumente von Null-Knowledge) beseitigen dieses Risiko, indem sie öffentlich überprüfbare Zufälligkeit anstelle eines vertrauenswürdigen Setups verwenden.

ZK-Starks bieten mehrere Vorteile:

• Keine Notwendigkeit für ein vertrauenswürdiges Setup, die Sicherheit und Dezentralisierung erhöht.
• Widerstand gegen Quantencomputerangriffe aufgrund der Abhängigkeit von Hash -Funktionen und nicht auf die kryptographische elliptische Kurve.
• Größere Transparenz bei der Erzeugung und Überprüfung der Beweise.

Trotz größerer Beweisgrößen im Vergleich zu ZK-SNARKs werden ZK-Starks in Datenschutz-Schicht-2-Lösungen wie Starknet übernommen. Mit diesen Systemen können Benutzer Transaktionen außerhalb des Kettens einreichen und nur den Null-Wissen-Beweis an die Hauptblockchain veröffentlichen, wodurch die Privatsphäre beibehalten wird und gleichzeitig die Exposition gegenüber den Ketten verringert wird.

Privatsphäre präsentierende intelligente Verträge

Intelligente Verträge auf Plattformen wie Ethereum sind vollständig transparent - jede Eingabe, Ausgabe und Zustandsänderung sind sichtbar. Null-Wissen-Beweise ermöglichen die Erstellung privater intelligenter Verträge , bei denen die Logik ausgeführt wird, ohne die beteiligten Daten anzugeben.

So bereitstellen Sie einen Datenschutzvertrag für Datenschutzbestimmungen:

• Definieren Sie die Vertragslogik auf eine Weise, die als Computerschaltung ausgedrückt werden kann.
• Verwenden Sie ein Null-Knowledge-Framework (z. B. z.
• Ermöglichen Sie den Benutzern, verschlüsselte Eingänge einzureichen und Beweise für die korrekte Ausführung zu generieren.
• Die Blockchain überprüft den Nachweis und aktualisiert den Vertragsstatus, ohne auf die Rohdaten zuzugreifen.

Dieser Ansatz wird in Projekten wie dem AZTEC -Netzwerk verwendet, in dem Benutzer mit Defi -Anwendungen wie Kreditvergabe und Tausch interagieren können, während sie ihre Gewähren und Transaktionsmengen versteckt halten. Der Vertrag erzwingt Regeln durch kryptografische Überprüfung und nicht die Datenbelastung.

Skalierbarkeit und Privatsphäre kombiniert über ZK-Rollups

ZK-Rollups sind Schicht-2-Skalierungslösungen, die Tausende von Transaktionen außerhalb des Kettens bündeln und einen einzigen Null-Wissen-Beweis für die Hauptkette vorlegen. Dies senkt die Staus- und Gaskosten und verbessert gleichzeitig die Privatsphäre.

Der Prozess funktioniert wie folgt:

• Transaktionen werden an einen Rollup -Operator aus der Hauptblockchain übermittelt.
• Der Bediener aggregiert die Transaktionen und berechnet eine neue Statuswurzel.
• Es wird ein ZK-Proof erzeugt, um zu beweisen, dass der neue Staat korrekt aus dem vorherigen folgt.
• Der Beweis und die staatliche Wurzel werden zur Überprüfung in die Hauptkette veröffentlicht.

Da nur der Beweis und der endgültige Zustand veröffentlicht werden, bleiben einzelne Transaktionsdetails versteckt. Sogar der Rollup-Operator kann nicht auf Benutzerdaten zugreifen, wenn das System mit End-to-End-Verschlüsselung ausgelegt ist. Dieses Modell wird von Plattformen wie Polygon ZKEVM und ZkSync verwendet, wobei die Skalierbarkeit mit starken Datenschutzgarantien kombiniert wird.

Herausforderungen und Überlegungen zur Umsetzung

Die Bereitstellung von Zero-Knowledge-Proofs in Blockchain-Systemen beinhaltet technische und operative Herausforderungen:

• Hoher Rechenaufwand für die Erzeugung von Proofs, die spezielle Hardware erfordern.
• Komplexität bei der Entwicklung und Prüfung von Schaltkreisen und erhöht das Risiko von Fehler.
• Begrenzte Entwickler -Tooling und -Dokumentation im Vergleich zu herkömmlichen Smart Contract -Frameworks.
• Potenzielle Zentralisierung, wenn es sich nur wenige Unternehmen leisten können, die Nachweisinfrastruktur zu betreiben.

Um diese Probleme zu mildern:

• Verwenden Sie optimierte Nachbarsysteme wie Halo2, die rekursive Beweise unterstützen und die Hardwareanforderungen reduzieren.
• Nutzen Sie Open-Source-Bibliotheken und Frameworks wie Snarkyjs oder Noir für sicherere Entwicklung.
• Implementieren Sie dezentrale Protestnetzwerke, in denen mehrere Knoten zur Beweisgenerierung beitragen können.

Trotz dieser Hürden wächst die Integration von Null-Wissen-Proofs weiter aus, was auf wachsende Nachfrage nach Privatsphäre und Skalierbarkeit zurückzuführen ist.

Häufig gestellte Fragen

Können Null-Wissen-Beweise für eine Blockchain verwendet werden?

Ja, aber die Implementierung hängt von der Unterstützung der Blockchain für intelligente Verträge und kryptografischen Operationen ab. Ethereum, Polygon und andere EVM-kompatible Ketten unterstützen ZK-basierte Anwendungen durch spezielle Werkzeuge. Nicht-EVM-Ketten erfordern möglicherweise eine benutzerdefinierte Integration.

Beseitigen Null-Wissen-Beweise alle Datenschutzrisiken?

Nein. Während sie den Transaktionsinhalt ausblenden, können Metadaten wie Transaktionszeitpunkte, IP -Adressen und Interaktionsmuster weiterhin Informationen verletzen. Es werden häufig zusätzliche Maßnahmen wie Mixer oder verschlüsselte Messaging -Schichten benötigt.

Wie generieren Benutzer in der Praxis Null-Wissen-Beweise?

Benutzer interagieren mit Brieftaschenoberflächen, die die Protestbibliotheken integrieren. Bei der Einleitung einer privaten Transaktion kompiliert die Brieftasche die Eingaben automatisch in einen Beweis mit vordefinierten Schaltungen. Der Benutzer muss kryptografische Operationen nicht manuell ausführen.

Sind Null-Wissen-Beweise für Quantenangriffe anfällig?

ZK-SNARKs basierend auf der Kryptographie der elliptischen Kurve sind potenziell anfällig, aber ZK-Starks verwenden Hash-basierte Kryptographie, die als quantenresistent angesehen wird. Der Übergang zu Stark-basierten Systemen verbessert die langfristige Sicherheit.