To nowa kategoria dowodów prywatności. Kryptografia stale się rozwija, razem z nią ewoluują również konsensusy, które mogą być wykorzystane do zabezpieczenia prywatności danych. Każdy z tych algorytmów posiada swoje własne zalety i wady, a także specyficzny sposób implementacji. W dzisiejszym zestawieniu bliżej przyjrzymy się dwóm z tych dowodów.

Zk-SNARK (Zero-Knowedgle Succinct Non-Interactive Argument of Knowledge) 

Protokół Zk-SNARK (Zero-Knowledge Succinct Non-Interactive Argument of Knowledge) to forma dowodzenia posiadanej wiedzy, która umożliwia potwierdzenie pewnych informacji bez konieczności ich ujawniania. Ten protokół opiera się na komunikacji między dwoma stronom: dowodzącym (proover) i weryfikującym (verifier). Dowodzący musi wykazać weryfikującemu, że dysponuje pewną informacją, zachowując jednocześnie jej poufność.

Co ważne, w przypadku Zk-SNARK nie wymaga się ciągłej komunikacji między dwoma stronom. Zamiast tego, opiera się on na złożonych operacjach matematycznych, które są kluczowe dla działania tego protokołu. Wymienione operacje, takie jak funkcja homomorficzna, ślepa ewaluacja czy test wiedzy o współczynnikach, stanowią fundamenty tego procesu.

Dodatkowo, Zk-SNARK wykorzystuje kryptografię krzywej eliptycznej (ECC), która gwarantuje bezpieczeństwo procesu. ECC opiera się na unikalnych właściwościach krzywych eliptycznych, co pozwala generować bezpieczne klucze kryptograficzne wykorzystywane do szyfrowania i deszyfrowania danych.

Warto zauważyć, że termin Zk-SNARK został wprowadzony po raz pierwszy w 2012 roku przez profesora Alessandro Chiesa.

Jak funkcjonuje zk-SNARK?

Algorytm ten opiera się na pewnych matematycznych założeniach, które są integralne dla jego działania. Zk-SNARK pozwala na przesyłanie transakcji na blockchainie w sposób w pełni zaszyfrowany, zapewniając jednocześnie ich autentyczność i zgodność z regulacjami, bez konieczności ujawniania szczegółów transakcji osobom trzecim.

Przykładem platformy, która wykorzystuje zk-SNARK, jest ZCash. Dzięki algorytmom wiedzy zerowej można potwierdzić prawdziwość określonego twierdzenia X, nie ujawniając jednak jego treści. Podobna zasada ma zastosowanie do transakcji w sieci ZCash. Dzięki zk-SNARK możemy stwierdzić, że nadawca dysponuje środkami, ale nie jesteśmy w stanie poznać dokładnej kwoty ani celu transakcji. Adres nadawcy pozostaje również nieznany. Ponadto, tego typu transakcje są odporne na modyfikacje, wymagając spełnienia określonych warunków.

Na przykład, w przypadku ZCash, użytkownicy biorą udział w procesie „spotkania” i „anulowania”. Osoba, która chce przesłać środki za pomocą ZCash, komunikuje: „Mam pewną ilość środków!”, nie ujawniając przy tym dokładnej kwoty, a weryfikator potwierdza: „Taka suma została obiecana odbiorcy”.

Zk-STARK (Zero-Knowledge Scalable Transparent ARguments of Knowedgle)

Zk-STARK (Zero-Knowledge Scalable Transparent ARguments of Knowedgle) to kolejny rodzaj dowodu kryptograficznego. Jego istota polega na umożliwieniu współdzielenia zweryfikowanych danych lub przeprowadzaniu obliczeń z zaufaną stroną trzecią, nie ujawniając przy tym szczegółów tej strony. Co więcej, jest to rozwiązanie, które można publicznie zweryfikować. Jakie to przynosi korzyści w praktyce? Dzięki Zk-STARK możemy zweryfikować informacje bankowe potencjalnego partnera biznesowego, unikając konieczności ujawniania własnych poufnych danych.

Zk-STARK – jak to funkcjonuje?

Ten protokół przenosi zadania obliczeniowe oraz przechowywanie danych poza główny łańcuch blokowy, co znacząco zwiększa jego możliwości skalowania i zapewnia większy poziom prywatności. Usługi, które działają poza samym łańcuchem bloków, mają zdolność generowania dowodów STARK potwierdzających poprawność przeprowadzonych obliczeń poza blockchainem. Następnie te wygenerowane dowody są włączane z powrotem do blockchaina, co umożliwia każdemu zainteresowanemu zweryfikowanie przeprowadzonych obliczeń. Warto zaznaczyć, że zk-STARK jest publicznie weryfikowalny. Głównym celem tego typu dowodów zerowej wiedzy jest poprawa skalowalności, a następnie zapewnienie większej prywatności. StarkWare Industries jest pionierem w rozwijaniu tej technologii.

Zk-SNARK vs Zk-STARK 

1. Zk-SNARK wymaga zaufanych kluczy, natomiast zk-STARK jest publicznie weryfikowalny.
2. Zk-SNARK nie charakteryzuje się wysoką szybkością ani skalowalnością w przypadku dużych obliczeń.
3. Zk-SNARK jest szczególnie podatne na ataki ze strony komputerów kwantowych z uwagi na wykorzystanie kryptografii w swoim funkcjonowaniu.
4. Zk-SNARK cieszy się większą popularnością, zwłaszcza w dzisiejszych czasach.
5. Zk-STARK opiera się na funkcjach haszujących, które są trudniejsze do złamania, a także nie wymaga zaufanej konfiguracji.
6. W protokole zk-STARK weryfikacja dowodu zajmuje więcej czasu z powodu większego rozmiaru.
7. Zk-SNARK jest łatwiejszy do implementacji.

Podsumowanie 

Oba rodzaje dowodów zerowej wiedzy są potężnymi narzędziami, zdolnymi poprawić skalowalność sieci blockchain, o czym już wspomnieliśmy. Jednakże, jak każde nowoczesne rozwiązanie, oba mają również swoje wady. Przykładowo, zaszyfrowane transakcje, jakie zachodzą w ekosystemie ZCash, mogą niestety przyczynić się do prania brudnych pieniędzy lub finansowania terroryzmu. Podobnie jak w przypadku każdej innowacji, istnieje zawsze druga strona medalu.

Wymieniaj złotówki na kryprowaluty i odwrotnie bez ograniczeń!