什么是ZK-SNARKS和ZK-Starks，它们与众不同？

零知识证明简介

零知识证明（ZKP）是加密方法，允许一个方向另一方证明语句是正确的，而无需透露任何其他信息。在加密货币的世界中，ZKP对于增强隐私和安全性特别有价值。 ZK-SNARKS和ZK-Starks的两种突出类型的ZKP类型。这些技术使交易能够在不披露交易详细信息的情况下进行验证，这使得它们对于以隐私为中心的区块链等至关重要。

了解ZK-SNARKS

ZK-SNARKS代表零知识简洁的知识非交互论点，是一种ZKP，它允许一个党派证明没有某些信息而无需透露这些信息。 ZK-SNARK的关键特征包括它们的简洁性和非相互作用，这意味着可以快速验证证明，而无需在供者和验证者之间进行进一步的沟通。

在加密货币的背景下，ZK-SNarks用于验证区块链上的交易，而无需揭示发件人，接收器或传输的金额。这是通过复杂的数学过程来实现的，该过程涉及生成网络上任何人都可以验证的证明。

要了解ZK-SNARKS的工作原理，请考虑以下步骤：

• 设置阶段：生成一个常见的参考字符串（CRS），用于创建和验证证明。此阶段至关重要，必须安全地进行防止漏洞。
• 证明生成：供者使用CRS生成一个证明某个说明是正确的证明。此证明是简洁的，可以生成，而无需揭示基础数据。
• 验证：验证者使用CRS检查证明。如果证明是有效的，则验证者可以确信该语句是正确的，而无需了解细节。

了解ZK-Starks

ZK-Starks或零知识可扩展的知识透明参数是另一种具有类似隐私优势但具有不同技术特征的ZKP类型。 ZK-Stark的关键功能包括它们的可扩展性和透明度，这意味着它们不需要受信任的设置，并且可以更有效地处理较大的计算。

在加密货币空间中，ZK-Starks用于增强区块链交易的隐私和可扩展性。它们对于需要高吞吐量和低潜伏期的应用特别有用。

使用ZK-Starks的过程涉及以下步骤：

• 证明生成：供者会生成一个证据，证明正确执行了某个计算。此证明是可扩展的，可以处理大型计算。
• 验证：验证者使用公开可用信息检查证明。验证过程是透明的，不需要受信任的设置。

ZK-SNARKS和ZK-Starks之间的关键差异

尽管ZK-SNARKS和ZK-Starks都提供了零知识证明，但它们之间有几个关键区别：

• 值得信赖的设置：ZK-SNARKS需要一个值得信赖的设置阶段，如果无法正确完成，这可能是潜在的安全风险。相比之下，ZK-Stark不需要值得信赖的设置，使它们更透明和安全。
• 可伸缩性：ZK-STARK比ZK-SNARKS更有效地处理更大的计算。这使它们适合需要高通量的应用。
• 证明大小和验证时间：与ZK-Starks相比，ZK-SNARK通常具有较小的证明大小和更快的验证时间。但是，随着计算大小的增加，验证时间的差异变得不那么显着。
• 加密假设：ZK-SNARKS依赖于基于某些数学假设的椭圆曲线密码学。另一方面，ZK-Starks依靠哈希功能，被认为是量子后安全的。

加密货币中的应用

ZK-SNARK和ZK-Starks均已在各种加密货币中实施，以增强隐私和可扩展性。例如，Zcash使用ZK-SNARKS启用私人交易，而Starkware则利用ZK-Starks提高以太坊的可扩展性。

在Zcash中，用户可以选择使用ZK-SNARKS屏蔽其交易，这使他们可以证明交易有效而无需透露任何详细信息。此功能使Zcash成为优先使用隐私的用户的流行选择。

另一方面，Starkware使用ZK-Starks为以太坊创建可扩展的解决方案。他们的技术被称为starknet，允许执行复杂的计算链，并提交链上的证据，从而大大增加了以太坊网络的吞吐量。

ZK-SNARKS和ZK-Starks的技术实施

在加密货币中实施ZK-SNARK和ZK-Starks涉及几个技术步骤。以下是如何将这些技术集成到区块链系统中的详细研究：

• ZK-SNARKS实施：

  • 设置：使用安全的多方计算协议生成一个常见的参考字符串（CRS）。此步骤对于确保系统的安全至关重要。
  • 电路设计：定义需要证明为电路的计算。这涉及将计算转换为一系列逻辑门。
  • 证明生成：使用电路和CRS生成证明。这涉及解决可以简洁验证的复杂数学问题。
  • 验证：实现一种验证算法，该算法使用CRS检查证明。该算法应该有效，并能够快速验证证明。

• ZK-Starks实施：

  • 电路设计：类似于ZK-SNARKS，将计算定义为电路。但是，ZK-Starks使用了不同类型的电路，称为算术电路。
  • 证明生成：使用算术电路生成证明。这涉及创建一系列可以透明地验证的承诺和证明。
  • 验证：实现一种验证算法，该算法使用公开可用的信息来检查证明。该算法应可扩展，并能够有效处理大型计算。

常见问题

问：ZK-SNARKS和ZK-Starks可以在单个区块链系统中一起使用吗？

答：是的，根据应用程序的特定要求，可以在单个区块链系统中同时使用ZK-SNARK和ZK-Starks。例如，区块链可以将ZK-SNARKS用于较小，更频繁的交易和ZK-Starks进行较大，更复杂的计算。

问：是否有使用ZK-SNARKS和ZK-Starks的加密货币？

答：虽然大多数加密货币都使用一种或另一种加密货币，但仍有项目探索两种技术的使用。例如，某些以太坊的2层缩放解决方案正在考虑整合ZK-SNARKS和ZK-Starks以优化性能和隐私。

问：ZK-SNARKS和ZK-Starks如何影响区块链的整体安全性？

答：两种技术通过实现私人交易并降低数据泄露风险来增强区块链的安全性。但是，ZK-SNARK的安全性取决于值得信赖的设置阶段，而ZK-Starks由于缺乏可信赖的设置而提供了更透明且可能更安全的方法。

问：使用ZK-SNARK和ZK-Starks生成和验证证明的计算要求是什么？

答：ZK-SNARKS和ZK-Starks的计算要求各不相同。 ZK-SNARKS通常需要较少的计算能力来验证，但要进行证明生成更多。另一方面，ZK-Starks需要更多的计算能力进行验证，但可以更有效地处理较大的计算。