Principais conclusões

• zk-SNARKs e zk-STARKs são ferramentas criptográficas que permitem que uma parte prove o conhecimento de uma informação para outra parte sem revelar a informação em si, usando um conceito chamado provas de conhecimento zero.

• zk-SNARKs exigem um setup confiável inicial para gerar parâmetros públicos, enquanto zk-STARKs são transparentes e eliminam essa exigência, usando apenas aleatoriedade verificável publicamente.

• zk-STARKs produzem tamanhos de prova maiores do que zk-SNARKs, mas são considerados mais resistentes a possíveis ameaças de computação quântica por dependerem de funções de hash em vez de criptografia de curvas elípticas.

• As duas tecnologias agora são amplamente usadas na escalabilidade de blockchain, dando suporte a redes de Camada 2 que processam grandes volumes de transações e enviam uma única prova compacta para a rede principal do Ethereum.

• Construções SNARK mais recentes, como PLONK, reduziram a preocupação com setup confiável ao permitir um setup universal que funciona em muitos programas diferentes. Sistemas mais recentes, incluindo Plonky2, Plonky3 e Circle STARKs, continuam a impulsionar o campo.

Introdução

zk-SNARKs e zk-STARKs são duas implementações de provas de conhecimento zero (provas ZK), um método criptográfico que permite que uma parte prove que uma afirmação é verdadeira sem compartilhar os dados subjacentes. Ambas se tornaram centrais na forma como blockchains modernos lidam com privacidade e escalabilidade.

O interesse original nessas tecnologias surgiu a partir de aplicações de privacidade em criptomoedas. Com o tempo, o uso mais impactante migrou para a escalabilidade. As provas ZK agora sustentam algumas das maiores redes de Camada 2 no Ethereum, permitindo transações mais rápidas e mais baratas sem sacrificar a segurança.

Este artigo explica como zk-SNARKs e zk-STARKs funcionam, em que eles diferem e como estão sendo usados na prática.

O que são Provas de Conhecimento Zero?

Uma prova de conhecimento zero permite que um provador convença um verificador de que uma afirmação é verdadeira, sem que o provador revele qualquer coisa além do fato de que a afirmação é verdadeira. A ilustração clássica é a Caverna de Ali Babá: imagine uma caverna em forma de anel com uma porta mágica no meio. Alice afirma que conhece as palavras secretas para abrir a porta.

Bob espera do lado de fora enquanto Alice entra. Em seguida, ele grita de qual saída quer que ela apareça. Se Alice aparecer consistentemente pela saída correta, Bob fica confiante de que ela conhece o segredo, mesmo sem ele ouvir as palavras diretamente. Esse processo pode ser repetido para reduzir a chance de ela estar adivinhando por sorte.

Provas ZK traduzem esse conceito em protocolos criptográficos usados para verificar computações, autenticar identidades e validar transações, tudo sem expor as informações subjacentes.

O que são zk-SNARKs?

zk-SNARK significa zero-knowledge succinct non-interactive argument of knowledge. O Zcash foi um dos primeiros projetos de criptomoeda a implementar zk-SNARKs, usando-os para permitir que transações privadas sejam verificadas pela rede sem revelar valores das transações ou endereços.

“Succinct” significa que as provas são pequenas e rápidas de verificar, mesmo quando a computação subjacente é complexa. “Non-interactive” significa que o provador e o verificador não precisam trocar múltiplas mensagens; o provador gera uma prova e o verificador a verifica em uma única etapa. Isso torna os zk-SNARKs práticos para casos de uso em blockchain.

Os zk-SNARKs tradicionais exigem uma fase de setup confiável. Isso envolve gerar um conjunto de parâmetros públicos compartilhados que tanto o provador quanto o verificador usam. Se a aleatoriedade usada nesse setup algum dia vazar, alguém poderia criar provas fraudulentas que pareçam válidas. O Zcash tratou disso por meio de uma cerimônia de computação multipartes, na qual vários participantes contribuem com aleatoriedade; o setup é seguro enquanto pelo menos um participante destruir a sua parte.

Construções de SNARK mais novas, especialmente o PLONK (2019), usam um setup universal e atualizável confiável. Isso significa que o mesmo setup funciona para muitos programas diferentes, em vez de exigir uma cerimônia separada por circuito. Isso reduz significativamente a preocupação prática com setups confiáveis. Desde então, o cenário de sistemas de prova continuou a evoluir, com sistemas como Plonky2 e Plonky3 combinando a concisão dos SNARKs com as propriedades de transparência semelhantes às STARKs, e Circle STARKs oferecendo ganhos adicionais de eficiência para certos tipos de computação.

O que são zk-STARKs?

zk-STARK significa zero-knowledge scalable transparent argument of knowledge. A parte “transparent” é a distinção-chave: zk-STARKs não exigem um setup confiável. Eles dependem de aleatoriedade verificável publicamente gerada a partir de funções de hash, o que significa que qualquer pessoa pode verificar os parâmetros do setup sem precisar confiar em um grupo de participantes da cerimônia.

zk-STARKs usam funções de hash resistentes a colisões em vez da criptografia de curvas elípticas que sustenta a maioria das construções SNARK. Isso as torna potencialmente mais resistentes a ataques de computadores quânticos, que poderiam, teoricamente, quebrar esquemas baseados em curvas elípticas. Funções de hash geralmente são consideradas mais resistentes à quântica.

A compensação é o tamanho da prova. As provas zk-STARK são significativamente maiores do que as provas zk-SNARK, o que aumenta a quantidade de dados que precisa ser publicada na blockchain. Isso pode se traduzir em custos de transação mais altos em alguns contextos, embora pesquisadores continuem a encontrar maneiras de reduzir o tamanho das provas.

zk-SNARKs vs. zk-STARKs: Principais diferenças

As duas tecnologias servem a propósitos semelhantes, mas fazem compensações diferentes. zk-SNARKs produzem provas menores e mais rápidas de verificar e têm um ecossistema de ferramentas mais maduro. A principal desvantagem delas é a exigência de setup confiável, que cria uma carga de coordenação e confiança, embora construções mais novas tenham reduzido isso.

zk-STARKs eliminam totalmente o setup confiável, tornando-as mais fáceis de auditar e implantar. As provas são maiores, mas a tecnologia é considerada mais “à prova do futuro” contra avanços potenciais de computação quântica. O Starknet, uma grande Camada 2 do Ethereum, foi construído sobre zk-STARKs. O ZKsync usa um sistema de prova personalizado chamado Boojum que se baseia nos princípios de design de SNARK e STARK em vez de se encaixar perfeitamente em qualquer uma das categorias. O Polygon zkEVM é construído principalmente sobre provas baseadas em SNARK.

Para a maioria das aplicações práticas de blockchain em 2026, ambas as tecnologias são viáveis. A escolha geralmente depende dos requisitos específicos de implementação, da disponibilidade de ferramentas e da familiaridade da equipe com cada sistema.

Casos de uso para zk-SNARKs e zk-STARKs

O caso de uso mais significativo hoje é a escalabilidade da Camada 2. ZK-rollups agrupam grandes quantidades de transações fora da cadeia e, em seguida, enviam uma única prova ZK para a rede principal do Ethereum, confirmando que todas as transações são válidas. Isso permite que a rede processe muito mais transações a um custo menor, sem enfraquecer as garantias de segurança da camada base.

Projetos como ZKsync e Starknet operam redes de Camada 2 baseadas em ZK usando seus respectivos sistemas de prova. O desenvolvimento da tecnologia zkEVM tornou as provas ZK práticas para a execução de contratos inteligentes de propósito geral compatível com a Ethereum Virtual Machine. Várias redes zkEVM já estão em produção a partir de 2026.

Além da escalabilidade, provas ZK são usadas em transações que preservam a privacidade (como no Zcash), em sistemas descentralizados de identidade, nos quais os usuários podem comprovar atributos sem revelar dados pessoais, e em sistemas de votação verificáveis. Comparados aos optimistic rollups, os zk-rollups têm a vantagem de não exigirem um período de desafio de 7 dias para saques até a rede principal. Na prática, a geração da prova ainda leva algum tempo, então os saques não são instantâneos, mas a ausência de uma janela de desafio significa que a liquidação (finality) pode ser alcançada significativamente mais rápido.

Perguntas frequentes

Qual é a diferença entre zk-SNARKs e zk-STARKs?

zk-SNARKs geram provas menores e mais rápidas de verificar, mas exigem uma fase de setup confiável. zk-STARKs eliminam a necessidade de setup confiável e são considerados mais resistentes a ataques de computadores quânticos, porém produzem tamanhos de prova maiores. Ambas são usadas hoje em grandes redes de Camada 2. Veja a entrada do nosso glossário de prova de conhecimento zero para uma referência rápida.

Por que zk-SNARKs exigem um setup confiável?

zk-SNARKs precisam de um conjunto compartilhado de parâmetros públicos para funcionar. Esses parâmetros são gerados durante uma fase de setup usando aleatoriedade secreta. Se essa aleatoriedade fosse exposta, alguém poderia potencialmente criar provas falsas. Novos designs de SNARK como o PLONK usam um setup universal que reduz significativamente a confiança necessária.

zk-STARKs são mais seguros do que zk-SNARKs?

zk-STARKs removem completamente o setup confiável e usam criptografia baseada em funções de hash, que é considerada mais resistente às ameaças de computação quântica em comparação com a criptografia de curvas elípticas na maioria dos sistemas SNARK. Se um é “mais seguro” do que o outro depende do modelo de ameaça específico e dos detalhes da implementação.

Quais blockchains usam zk-SNARKs ou zk-STARKs?

O Zcash usa zk-SNARKs para transações privadas. O Starknet usa zk-STARKs para dar suporte à sua Camada 2 do Ethereum. O ZKsync Era usa um sistema de prova personalizado (Boojum) que combina elementos das duas abordagens. O Polygon zkEVM usa provas baseadas em SNARK para escalabilidade de ZK-rollup. Sistemas de prova ZK estão entre as áreas mais ativamente desenvolvidas na infraestrutura de blockchain.

Provas zk podem ser usadas fora do âmbito da cripto?

Sim. Provas ZK têm aplicações em verificação de identidade preservando a privacidade (comprovando idade ou cidadania sem revelar um passaporte), em sistemas de votação segura e em consultas de dados autenticados. No entanto, os casos de uso mais maduros e amplamente implantados até 2026 ainda permanecem em redes de blockchain.

Considerações finais

zk-SNARKs e zk-STARKs representam duas implementações importantes da tecnologia de prova de conhecimento zero. Inicialmente associadas principalmente a transações privadas em criptomoedas, as provas ZK se expandiram para escalabilidade de Camada 2, sistemas de identidade e verificação de computação em geral.

As duas tecnologias continuam a evoluir rapidamente. Os tamanhos das provas estão diminuindo, as ferramentas estão amadurecendo e sistemas de prova mais novos continuam a borrar as linhas entre as categorias SNARK e STARK. Entender as compensações entre elas, especialmente em torno de setups confiáveis, tamanho da prova e resistência a quântica, pode ajudar os leitores a acompanhar esses avanços com mais clareza.

Leitura adicional

• O que é Prova de Conhecimento Zero e como isso Impacta o Blockchain?

• O que são ZK-Rollups? A técnica de escalabilidade da Camada 2

• Optimistic vs. Zero-Knowledge Rollups: qual é a diferença?

• O que é um zkEVM e como ele pode aprimorar o ecossistema do Ethereum?

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