Da sich die Computertechnologie im digitalen Zeitalter ständig weiterentwickelt, können wir heute enorme Mengen geschäftlicher und persönlicher Daten problemlos online speichern, teilen und analysieren, was Fragen hinsichtlich der Rechte aufwirft. Auch Datenschutz und Datensicherheit verbessern sich.
Zero-Knowledge-Beweise sind eine Art Kryptografie. Gemäß der ZKP-Theorie muss eine Beweispartei dem Prüfer nachweisen, dass die von ihr bereitgestellten Informationen korrekt sind, ohne dabei irgendwelche realen Details preiszugeben.
#zkp bietet Freiheit und Auswahl für Verbraucher, die Kontrolle und Unabhängigkeit über ihre Informationen anstreben. Durch die Kombination von ZKP und #blockchain Technologie können mehrere Anwendungsfälle abgedeckt werden.
Es sind auch interaktive und nicht-interaktive Zero-Knowledge-Beweise verfügbar.
Interaktive Zero-Knowledge-Beweise (IZKPs) erfordern einen Hin- und Her-Austausch von Fragen und Antworten zwischen einem Beweiser und einem Prüfer. Diese Interaktion kann offline oder online über ein Netzwerk wie das Internet stattfinden. Der Prüfer muss mehrere Kontakte mit dem Prüfer haben, bevor er weitere Einzelheiten zu der zu beweisenden Behauptung erfragen kann. Der Beweiser muss in jeder Runde auf die Fragen des Prüfers antworten.
Bei einigen sehr großen Problemen ist diese interaktive Beweismethode praktikabel, sie wirft jedoch Probleme hinsichtlich des Zeit- und Rechenaufwands auf und erfordert die Zusammenarbeit aller Teilnehmer.
Nicht-interaktive Zero-Knowledge-Beweise (NIZKPs) hingegen erfordern keine Kommunikation zwischen Beweiser und Prüfer. Stattdessen erstellt der Beweiser ein einzelnes, unabhängiges Beweisstück, das der Prüfer unabhängig prüfen kann, ohne dass zusätzliche Kommunikation erforderlich ist. Dies kann bequemer und effektiver sein als interaktive Beweise, da Beweiser und Prüfer nicht gleichzeitig online sein oder viele Nachrichten austauschen müssen.
Die Analyse und Kommunikation interaktiver Beweise dauert länger als die nicht-interaktiver Beweise. Dennoch gibt es Situationen, in denen dies möglicherweise nicht praktikabel ist, z. B. wenn für den Beweis mehr Details erforderlich sind oder um ein sehr kompliziertes Argument zu demonstrieren.
Einer der Hauptunterschiede zwischen interaktiven und nicht-interaktiven Zero-Knowledge-Beweisen ist das erforderliche Maß an Vertrauen zwischen Beweiser und Prüfer. Bei einem interaktiven Beweis muss der Prüfer darauf vertrauen können, dass der Beweiser sich an die Regeln hält und wahrheitsgemäße Antworten auf seine Fragen gibt. Im Gegensatz zu interaktiven Beweisen ermöglichen nicht-interaktive Beweise dem Prüfer, den Beweis unabhängig zu prüfen, ohne sich auf die Informationen des Beweisers verlassen zu müssen.
Der beste Ansatz für eine bestimmte Situation hängt von den Anforderungen und Einschränkungen ab. Sowohl interaktive als auch nicht-interaktive Zero-Knowledge-Beweise bieten Vor- und Nachteile.
Interaktive Beweise können in Fällen angemessener sein, in denen Beweiser und Prüfer beide online sind und problemlos miteinander kommunizieren können.
Nicht-interaktive Beweise können dagegen in Fällen geeigneter sein, in denen Beweiser und Prüfer nicht gleichzeitig online sind oder die Vertrauenswürdigkeit des Beweisers fraglich ist. Schließlich werden interaktive und nicht-interaktive Zero-Knowledge-Beweise häufig auf der Grundlage bestimmter Herausforderungen und Anwendungssituationen ausgewählt.
Der interaktive Zero-Knowledge-Beweis ist eine der am frühesten untersuchten und am häufigsten verwendeten Zero-Knowledge-Beweisformen. Während dieses Beweisprozesses gibt es mehrere Interaktionsrunden zwischen dem Beweiser und dem Prüfer.
Es sind Interaktionen zwischen Beweisern und Verifizierern erforderlich, die zeitaufwändig und ineffektiv sein können. Beweiser und Verifizierer müssen intensiv miteinander kommunizieren, um den Beweis abzuschließen. Dies kann in Situationen, in denen Geschwindigkeit von entscheidender Bedeutung ist, wie etwa beim Hochfrequenzhandel oder bei Entscheidungen in Echtzeit, ein Problem darstellen.
Wenn beispielsweise ein junger Ladenbesitzer misstrauisch wird, müssen Sie das Geschäft betreten, um Alkohol zu kaufen, können Ihr Alter aber nur durch Ihr äußeres Erscheinungsbild nachweisen. An dieser Stelle müssen Sie mithilfe des Voiceovers erklären, wie man Alkohol kauft.
Das IZKP setzt voraus, dass sowohl der Beweiser als auch der Prüfer die Wahrheit sagen und nicht versuchen werden, die Beweise zu fälschen oder zu verändern. Dies ist jedoch nicht immer der Fall, und der Beweiser kann versuchen, den Prüfer auszutricksen, indem er falsche Hinweise sendet oder die Beweise auf andere Weise verändert. Dies kann die Gültigkeit der Beweise beeinträchtigen und sie weniger nützlich machen.
Einfach ausgedrückt: Sie sind nicht alt genug, um Alkohol zu trinken, versuchen aber trotzdem, das mit Worten zu argumentieren. Eine solche Situation wäre verheerend.
Trotz der hohen Sicherheits- und Datenschutzgarantien von IZKPs wurde ihre breite Einführung durch die oben genannten Mängel behindert.
Zero-Knowledge Succinct Non-Interactive Knowledge Argument ist auch als ZK-SNARK bekannt. Die folgenden Merkmale gelten für das ZK-SNARK-Protokoll:
Prüfer mit null Informationen können die Wahrheit einer Aussage bestätigen, ohne sonst etwas darüber zu wissen. Das Einzige, was der Prüfer über die Behauptung weiß, ist, ob sie wahr oder falsch ist.
Kurz gesagt, der Zero-Knowledge-Beweis ist einfacher als der Beweis und kann schnell gezeigt werden.
Nicht-interaktive Beweise unterscheiden sich von interaktiven Beweisen dadurch, dass Beweiser und Prüfer nur einmal miteinander kommunizieren, im Gegensatz zu interaktiven Beweisen, die viele Kommunikationsrunden beinhalten.
Argument: Da die Beweise die Anforderung der „Rationalität“ erfüllen, ist Betrug sehr unwahrscheinlich.
(Von) Wissen: Es ist schwierig, einen Zero-Knowledge-Beweis zu erbringen, ohne Zugriff auf vertrauliche Informationen zu haben. Ein Beweiser ohne Zeugen wird die Berechnung eines gültigen Zero-Knowledge-Beweises sehr schwierig, wenn nicht gar unmöglich finden.
Der Benutzer muss Vertrauen in die Teilnehmer haben, die den Parameter erstellen, um das vertrauenswürdige Setup verwenden zu können. Die Entwicklung von ZK-STARK hat es jedoch ermöglicht, Protokolle zu demonstrieren, die in unsicheren Umgebungen funktionieren.
Zero-Knowledge Scalable Transparent Argument of Knowledge wird als ZK-STARK bezeichnet. ZK-STARK und ZK-SNARK sind bis auf die folgenden Punkte identisch:
Skalierbar: Wenn die Größe des Zeugen größer ist, generiert und verifiziert ZK-STARK Beweise schneller als ZK-SNARK. Bei Verwendung von STARK-Beweisen steigen die Beweis- und Verifizierungszeiten nur minimal an, wenn die Zahl der Zeugen zunimmt (die Beweis- und Verifizierungszeit von SNARK steigt linear mit der Zeugengröße an).
Transparenz: Anstatt Vertrauen aufzubauen, verlässt sich ZK-STARK auf öffentlich überprüfbare Randomisierung, um öffentliche Parameter für Beweise und Verifizierungen zu erzeugen. Dadurch sind sie weniger undurchsichtig als ZK-SNARK.
Es sind höhere Verifizierungskosten wahrscheinlich, weil ZK-STARKs umfangreichere Beweise erzeugen als ZK-SNARKs. #ZK-STARK kann in manchen Situationen dennoch wirtschaftlicher sein als #ZK-SNARK (zum Beispiel bei der Verifizierung riesiger Datensätze).
#ZK-STARKs basieren auf kurzen, interaktiven Beweisen, was bedeutet, dass Beweise schnell verifiziert werden können, ohne dass eine Interaktion zwischen Beweiser und Prüfer erforderlich ist. Aus diesem Grund sind die Vorteile von ZK-STARKs in Bezug auf Sicherheit und Skalierbarkeit besser.
Zero-Knowledge-sichere Technologien werden sich mit der Weiterentwicklung der Technologie weiterentwickeln und eingesetzt werden.
Zwar bietet die Blockchain Dezentralisierung, Transparenz und viele weitere Vorteile, doch allein die Verwendung von Adressen anstelle von Identitäten garantiert keine Privatsphäre.
Zero-Knowledge-Proof #technology bietet eine breite Palette von Anwendungen für Datenschutz- und Sicherheitsüberprüfungen. Obwohl es sich nicht um eine neue Technologie handelt, gibt es bei ihrer Anwendung für die Entwicklung der Blockchain-Branche noch viel Neues zu lernen und in der Praxis zu demonstrieren.