NAR:理解 zk-SNARKs 和 zk-STARKS 的區別

SNARK 和 STARK 是零知識證明技術，允許一方在不透露任何進一步信息的情況下向另一方證明陳述是真實的。

零知識證明 (ZKP) 引起了廣泛關注，因其在增強安全性、保護用戶隱私和支持第 2 層網絡擴展方面都有很大的潛力。

ZKP 使一方能夠向另一方證明聲明是真實的，而無需透露任何其他信息。ZKP 既有利于增加隱私——因為它們減少了各方之間共享的信息量——也有利于可擴展性，因為它只需要證明而非整個數據集被驗證，這樣驗證速度會更快。

兩個最受關注的零知識證明系統是 SNARK 和 STARK。在本文中，我們將深入探討它們是什么、它們如何工作以及它們的主要區別。

SNARK 是什么?

zk-SNARK 全稱 Zero-Knowledge Succinct Non-interractive Argument of Knowledge（零知識簡潔非交互式知識論證）——它們是在 2012 年由 Nir Bitansky、Ran Canetti、Alessandro Chiesa 和 Eran Tromer 合著的一篇論文中介紹的。SNARK 使一方能夠在不泄露秘密的情況下向另一方證明他們知道秘密。

現場丨BCA創始人孫博涵：NFT可以理解為一個圖畫形式的比特幣:金色財經現場報道，10月17日，BCA NFT藝術沙龍于京舉辦，活動中BCA創始人兼CEO孫博涵演講表示，NFT可以理解為一個圖畫形式的比特幣，NFT具有很大的應用前景，可以用于身份認證、電子存證、數字收藏品、實物資產、電子門票、游戲等。[2020/10/17]

zk-SNARKs 可以作為零知識證明協議添加到分布式賬本解決方案中，以增強隱私性和可擴展性。Zcash 是 zk-SNARKs 的第一個廣泛應用，應用該技術來創建屏蔽交易（shielded transaction），其中發送者、接收者和金額都是保密的。Zcash 中的屏蔽交易可以在區塊鏈上完全加密，但仍然可以通過使用 zk-SNARKs 在網絡的共識規則下驗證為有效。

一些 SNARK 的一個重要屬性是它們要求配置過程是可信任的——在這個過程中，隱私交易的證明和生成證明的密鑰會被創建。如果在事件期間用于創建這個密鑰的秘密沒有被銷毀，它們可能被用來創建虛假證明。在涉及加密資產的場景中，這將使參與者能夠偽造交易或憑空鑄造新通證。由于 SNARKs 固有的隱私性，所以無法驗證偽造的證明是否確實是偽造的。

Evertas：保險公司在理解加密資產方面存在嚴重問題:專注于加密資產領域的保險公司Evertas表示，保險公司在理解加密資產方面存在嚴重問題。Evertas稱其已與多家保險公司和經紀商就加密資產保險問題進行了接洽，發現許多人錯誤地聲稱對這些資產相關的風險有很好的了解，并錯誤地認為保險行業在加密貨幣領域的承保能力很強。具體而言，68%的資深保險高管認為加密資產的承保質量很好，只有32%的高管認為質量一般或較差。（The Fintech Times）[2020/7/18]

SNARK 的安全級別是通過為找到虛假陳述的證據而必須完成的工作量來衡量的。換句話說，如果 SNARK 在計算上無法產生令人信服的虛假陳述證明，那么它就是安全的。對于需要可信設置才能被認為是安全的 SNARK，儀式中至少有一名參與者必須生成并銷毀一個 trapdoor，如果與其他 trapdoor 結合使用的話，否則就有可能危及 SNARK 的安全性。因此，受信任的設置通常需要許多參與者一起運行，以使這種情況發生的可能性足夠低。

CJ子公司推出區塊鏈食品管理解決方案:CJ旗下非上市子公司CJ Olive Networks在28日宣布將推出“ Factory One HACCP”解決方案，Factory One HACCP可自動監視、記錄和管理食品制造過程中的關鍵管理流程（CCP），通過應用區塊鏈技術來防止數據偽造和篡改，從而提高安全性和可靠性。（韓聯社）[2020/4/28]

雖然可信設置僅在最初需要且僅適用于某些 SNARK，但基于 SNARK 的網絡的用戶必須相信可信設置的儀式（ceremony）已正確執行，并且秘密已被銷毀并且不被創建事件的參與者持有。對這種儀式的依賴一直是一些 SNARK 的備受批評的領域，認為它是潛在的安全弱點。

一些 SNARK 的另一個限制是它們不被認為是抗量子的。SNARK 的支持者認為，如果量子計算機開始對 SNARK 構成威脅，密碼學領域將面臨更大的問題。此外，一些 SNARK 可能會在未來升級為抗量子的。

分析 | 63％機構受訪者認為高級管理人員對區塊鏈缺乏理解:據cointelegraph報道，市場研究公司PollRight代全球區塊鏈業務委員會（GBBC）對機構投資者的調查顯示，63％的受訪者認為高級業務主管對區塊鏈技術的理解不足。據報道，PollRight采訪了71家機構投資者，包括私募股權基金、對沖基金和養老基金。此外，30％的受訪者認為他們對新興技術的了解是“平均水平”，其余7％的受訪者認為高級管理人員對區塊鏈的理解是“好的”。此外，76％的受訪者表示并不認為大公司的高級業務主管致力于區塊鏈，但預計2019年區塊鏈技術的全球支出將增加108％。33％的受訪者認為，在兩年內，區塊鏈在金融服務和銀行業務中的應用將大幅增加。[2019/1/23]

STARK 是什么?

zk-STARK 全稱 Zero-Knowledge Scalable Transparent Argument of Knowledge（零知識可擴展透明知識論證），是一種零知識證明系統，在 Eli Ben-Sasson、Iddo Bentov、Yinon Horesh 和 Michael Riabzev 于 2018 年發表的一篇論文中作為 SNARK 的替代方案被引入。正如論文中所述，STARK（更廣泛地說，ZKP）可以為社會帶來很大的好處：

以太坊基金會：SEC缺乏對加密貨幣的基本理解:5月18日，以太坊基金會顧問William Mougayar在接受CNBC采訪時表示，監管機構缺乏對加密貨幣的基本理解。William Mougayar認為，在加密貨幣監管方面，美國證券交易委員會(SEC)由于缺乏對該行業核心的真正理解，正試圖采用一種通用型的監管方案來處理。[2018/5/20]

“人們的個人信息，例如醫療和法醫數據需要保持私有，這是一種人的尊嚴。但是，旨在保護隱私的面具也可能被委托數據的機構濫用以掩蓋謊言和欺騙，從而不公正地傷害公民并削弱對中央機構的信任。零知識 (ZK) 證明系統是一種巧妙的加密解決方案，可以解決個人隱私和機構完整性之間的緊張關系，可以在不損害前者的情況下加強后者。”

STARK 支持 StarkWare 的可擴展性技術。通過使開發人員能夠在鏈下進行存儲和計算，STARK 提高了可擴展性，因為驗證鏈下計算準確性的 STARK 證明可以由鏈下服務生成，然后發布在鏈上。

STARK 允許區塊鏈將計算轉移到某個鏈下 STARK 證明者，然后使用鏈上 STARK 驗證者驗證這些計算的完整性。Layer-2 網絡可以通過使用 STARKs 在單個批次中計算大量交易，然后使用單個 STARK 證明來確認交易在鏈上的有效性，從而實現可擴展性。批次中的所有交易均分擔鏈上操作的成本，為第 2 層網絡上的每筆交易提供低 gas 成本。

重要的是，由于驗證者使用的隨機性是公開可用的，并且可以在不依賴任何外部參數的情況下驗證證明，因此 STARK 不需要可信設置儀式。

對比 SNARKs 和 STARKs

SNARKs 和 STARKs 都有各自的優勢，兩者之間的選擇取決于用戶的具體用例需求。同樣重要的是要注意，SNARK 和 STARK 都是正在積極研究的尖端零知識證明技術，因此對它們進行比較還需要考慮該領域的持續進步和發現。

支持者認為 SNARK 更高效、更快速，因為它們可以在幾毫秒內得到驗證。然而，這種效率是有代價的，因為一些 SNARK 依賴的可信設置儀式，有安全薄弱的環節。這意味著證明中使用的初始參數必須在安全環境中生成，參數的任何泄露都可能導致安全漏洞。

STARKs 不需要可信設置，從而提供更強的安全性，但可能需要更長的時間來驗證，因此被認為效率較低。STARK 的證明數據的大小比 SNARK 的大，這意味著驗證 STARK 可能比 SNARK 花費更多的時間并且消耗更多的 gas。另一方面，由于可以在不依賴任何外部參數的情況下驗證 STARKs 的證明，因此 STARKs 比 SNARKs 更容易審計，盡管這可能取決于具體的實施方式。與大多數 SNARK 不同，STARK 依賴于被認為是抗量子的哈希函數。

SNARK 最初比 STARK 被更廣泛采用的原因有幾個，盡管其中一些具有與可信設置儀式相關的潛在安全缺陷。SNARK 比 STARK 早六年開發，這有助于它們在采用方面領先一步。

零知識證明帶來可擴展性的指數級增長

零知識證明是區塊鏈生態系統的基礎技術，有助于提升可擴展性，同時有助于保護個人隱私和機構的完整性。zk-SNARKS 和 zk-STARKS 處于這場革命的最前沿，它們都旨在解鎖以前公鏈中無法實現的用例，激勵創新并幫助創造更高效的全球經濟。

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