✨ AI 摘要
- 在當今科技驅動的世界裡，由於線上分享敏感資料變得輕而易舉，隱私正面臨風險。
- 零知識證明（ZKP），如 ZK-SNARKs 和 ZK-STARKs，為公共區塊鏈網路上的隱私提供了解決方案。
- ZK-SNARK 使用可信任設定階段，而 ZK-STARK 則沒有，這使得它們更加透明，並且能夠抵禦安全威脅。
- ZK-STARK 在大規模計算的可擴展性方面也表現出色。
- ZK-SNARKs 在身份驗證和 DeFi 中很受歡迎，而 ZK-STARKs 則用於二層解決方案。
當今科技驅動的世界帶來了即時的便利，但也付出了代價，那就是我們的隱私。只需輕按幾下滑鼠，我們就會分享敏感資料——位置資訊、交易記錄等等——這使我們面臨身分盜竊和詐欺的風險。這並非數位世界獨有的問題；即使是以透明性著稱的區塊鏈也面臨隱私挑戰。出於法律或商業原因，許多智慧合約應用程式場景都需要保密性。為了滿足公共區塊鏈網路上的這種隱私需求，零知識證明（主要由ZK-rollups使用）應運而生，成為一種強而有力的解決方案。
零知識證明技術，例如 ZK-STARK 和 ZK-SNARK，在區塊鏈隱私保護方面發揮至關重要的作用。本部落格將深入探討零知識證明，並詳細比較 ZK-STARK 和 ZK-SNARK。
什麼是零知識證明？
零知識證明是一種機制，它允許一方（證明者）向另一方（驗證者）驗證該陳述的真實性，而無需透露陳述本身。 「證明者」是試圖證明某個陳述的一方，而「驗證者」是驗證該陳述的一方。
多年來，零知識證明取得了多項進展，現在被用於各種目的，例如身份驗證、匿名支付、身份保護、可驗證計算等。
零知識證明的主要優勢
- 隱私：零知識證明 (ZKP) 允許證明者向驗證者證明某個語句的真實性，而無需透露任何其他資訊。它確保了敏感資料的隱私。
- 可擴展性：需要長時間驗證的區塊可以由一個人輕鬆完成。他們可以進行計算並產生類似 ZK-STARK 的證明，而其他網路參與者只需驗證提供的證明即可。
- 簡約：ZKP 不需要任何技術知識即可運行，這是用戶最欣賞的屬性之一。
理解 ZK-SNARKs 和 ZK-STARKs
ZK-SNARK 和 ZK-STARK 是目前市場上最強大的兩種零知識證明加密技術。以下是這兩種技術的解釋
ZK-SNARK
ZK-SNARK（零知識簡潔非互動式知識論證）是一種密碼學證明，它允許一方在無需反覆執行冗長計算且無需洩露資訊的情況下驗證特定資訊。許多加密貨幣都存在隱私性不足的問題，而ZK-SNARK 的實作可以有效地解決這些問題。
ZCash 是最著名的加密貨幣之一，它由 ZK-SNARKs 隱私技術提供支持，可以比比特幣更匿名地驗證交易和硬幣的所有權，並為用戶提供更高的安全性。
ZK-SNARK的工作原理
- 設置：最初，有一個設定階段，其中產生證明者和驗證者使用的 CRS 或通用參考字串。
- 電路表示：將待證明的問題表示為一個電路，其中電路中的每個閘對應一個特定的操作。
- 生成證明：證明者透過對電路的輸入執行一系列計算來創建證明。這些計算經過精心設計，使得最終的證明能夠讓驗證者確信證明者已正確執行了計算，且不會洩露任何有關輸入的資訊。
- 驗證狀態：驗證者隨後可以根據公共參考字串檢查證明的有效性。驗證過程簡潔，與電路規模相比，所需的計算量非常小。
ZK-SNARK實現的一個顯著缺點是需要一個可信任的設定階段。在此階段，會產生公共參考字串，如果執行不當，可能會危及系統安全。然而，目前有一些方法可以緩解這個問題，例如使用多方計算在多個參與者之間分配信任。
ZK-STARK
ZK-STARK 或零知識可擴展透明知識論證與 ZK-SNARK 類似，但它們具有多種優勢，例如增強的可擴展性和透明度以及在保持計算完整性的同時對安全威脅的更強大防禦能力。
ZK-STARK的工作原理
以下是 ZK-STARK 工作原理的簡化解釋：
- 代數表示：ZK-STARK 不是將問題表示為電路，而是使用多項式方程式以代數方式表示它。
- 證明生成： 證明者透過建構一個滿足與問題陳述相關的某些屬性的多項式來產生證明。這個多項式的構造方式使得它在特定點的求值可以作為陳述真實性的證據，而不會洩露任何其他資訊。
- 驗證狀態：驗證者透過在特定點評估多項式並將結果與某些約束進行比較來檢查證明的有效性。
ZK-STARK 的主要優點之一是它們不需要可信的設定階段，這使得它們在實踐中更加透明且更易於部署。
比較 ZK-SNARKs 與 ZK-STARKs
- 安全性
ZK-SNARK 需要一個可信任的設定階段，該階段涉及公共參考字串 (CRS) 的產生。如果任何惡意行為者或駭客行動主義者獲取了這些設定數據，他們就可能透過產生虛假證明來影響系統安全。另一方面， ZK-STARK 的實現不需要這樣的可信設定階段，這使其具有抗量子攻擊的能力，並能有效抵禦安全威脅。
- 透明度
ZK-STARK 依賴公共隨機性來建立參數。它實現了開放且無需信任的驗證，並且比 ZK-SNARK 的可信任設定更加透明。 ZK-SNARK 依賴 CRS，並且要求參與者誠實行事。
- 數據可用性
ZK-SNARK 被認為是一種更受歡迎的 ZK 證明，尤其是在第 1 層匯總中，因為它具有數據可用性的優勢。
- 可擴展性
雖然兩種加密技術都為區塊鏈提供了更高的可擴展性，但 ZK-STARKS 在這方面的表現優於 ZK-SNARK。 ZK-STARK 擁有更大的證明規模，使其成為大規模計算的理想選擇。此外，它不需要更高的運算能力來處理複雜的證明，這意味著其可擴展性更強。另一方面，ZK-SNARK 的證明規模會隨著計算複雜度的增加而成比例成長。
- 應用情境
ZK-SNARK 實現因其一致的驗證時間和緊湊的證明文件大小而廣受歡迎，使其成為身份驗證、隱私幣和去中心化金融 (DeFi) 等各種應用場景的理想選擇。同時，ZK-STARK 因其固有的透明性和可擴展性優勢而被廣泛應用於二層解決方案中。
結語
ZK-SNARK憑藉其卓越的特性和優勢，已在加密貨幣領域廣受歡迎。 Z-cash是利用ZK-SNARK實現最大程度隱私保護的加密貨幣之一，並因此獲得了廣泛的應用。然而，人們對可信任設定流程和潛在漏洞的擔憂也促使了ZK-STARK等替代方案的出現。了解ZK-SNARK和ZK-STARK之間的區別，將有助於用戶根據自身專案的需求選擇最合適的方案。
整體而言，ZK-SNARK 和 ZK-STARK 的開發和完善代表了零知識證明領域的重大進步。 Antier 深知密碼學的未來前景光明，隱私、安全和可擴展性始終是創新發展的重中之重。因此，我們隨時準備為客戶提供他們應得的最佳密碼學和二層解決方案開發支援。歡迎聯絡我們的團隊，以了解更多關於我們及我們服務的資訊。
