zk-STARKs

Es gibt zwei populäre Arten von Zero-Knowledge-Proofs (zk-Beweise), die manchmal auch als zk-Protokolle bezeichnet werden – SNARKs und STARKs. Ein Zero-Knowledge-Proof ist eine kryptografische Überprüfungsmethode, bei der eine Partei (der Überprüfer) der anderen Partei (dem Verifizierer) beweisen kann, dass eine bestimmte Aussage wahr ist, ohne dass außer der Tatsache, dass die Aussage tatsächlich wahr ist, weitere unterstützende Informationen bereitgestellt werden müssen.

zk-STARK steht für „Zero-knowledge scalable transparent argument of knowledge“. zk-STARKs wurden von Eli-Ben Sasson, einem Professor am Technion-Israel Institute of Technology, entwickelt. Im Gegensatz zu zk-SNARKs, die auf eine anfängliche Vertrauensstellung zwischen einem Überprüfer und einem Verifizierer angewiesen sind, benötigen zk-STARKs keine anfängliche Vertrauensstellung, da sie auf schlankere Kryptographie durch kollisionssichere Hash-Funktionen setzen. Dieser Ansatz eliminiert auch die zahlentheoretischen Annahmen von zk-SNARKs, die rechenintensiv sind und theoretisch von Quantencomputern angegriffen werden können.

Vereinfacht ausgedrückt sind zk-STARK-Beweise im Hinblick auf die kryptographischen Annahmen einfacher strukturiert. Dies bringt jedoch einen erheblichen Nachteil mit sich: Sie haben einen großen Beweisumfang, der in der Regel 10- bis 100-mal größer ist als bei zk-SNARKs. Dieser Unterschied in der Datengröße macht sie teurer und kann zu Einschränkungen bei der Verwendung der Technologie für die Übermittlung von Kryptowährungen und anderen Anwendungen führen.

Übliche Anwendungsfälle für Zero-Knowledge-Proofs sind solche, bei denen sowohl Datenschutz als auch Sicherheit von entscheidender Bedeutung sind. Ein Beispiel ist die Identitätsauthentifizierung. Die Nutzung bestimmter Online-Dienste erfordert den Nachweis der eigenen Identität und des Rechts auf Zugang zu diesen Plattformen. Dies erfordert oft die Angabe persönlicher Daten wie Name, E-Mail, Geburtsdatum und mehr.

Zero-Knowledge-Proofs können die Authentifizierung sowohl für Plattformen als auch für Nutzer vereinfachen. Sobald ein zK-Beweis mit Hilfe von öffentlichen Eingaben (Daten, die die Mitgliedschaft des Nutzers auf der Plattform bestätigen) und privaten Eingaben (die Angaben des Nutzers) erstellt wurde, kann der Nutzer diesen einfach vorlegen, um seine Identität zu authentifizieren, wann immer er auf den Dienst zugreifen muss. Dies verbessert die Erfahrung für die Nutzer und befreit Organisationen oder Unternehmen von der Pflicht, große Mengen an persönlichen Informationen zu speichern.