Wie Zero-Knowledge-Beweise funktionieren und warum sie für die Privatsphäre wichtig sind

Sie können beweisen, dass Sie über 18 Jahre alt sind, ohne Ihr Geburtsdatum preiszugeben. Sie können beweisen, dass Sie genug Geld für eine Transaktion haben, ohne Ihr Guthaben offenzulegen. Sie können beweisen, dass eine Berechnung korrekt durchgeführt wurde, ohne die Eingaben preiszugeben. Zero-Knowledge-Beweise machen all dies möglich und werden leise zu dem wichtigsten kryptografischen Element in der Blockchain seit der Hash-Funktion.

Zusammenfassung

Die meisten Einführungen in Zero-Knowledge-Beweise beginnen mit der Analogie der Ali Baba-Höhle, in der jemand beweist, dass er das geheime Wort kennt, um eine Tür zu öffnen, indem er konsequent von der Seite herauskommt, die der Prüfer verlangt, ohne jemals das Wort zu offenbaren. Die Analogie ist charmant und völlig nutzlos, um zu verstehen, warum ZK-Beweise in der Praxis wichtig sind. Sie sagt Ihnen, dass ein solcher Beweis möglich ist. Sie sagt Ihnen nicht, warum jemand einen auf einer Blockchain benötigen würde.

Der praktische Ausgangspunkt ist einfacher. Jede Blockchain steht vor der gleichen Spannung: Transparenz ermöglicht Vertrauen, aber Transparenz zerstört auch die Privatsphäre. Das Hauptbuch von Bitcoin ist öffentlich. Jede Transaktion, jedes Guthaben, jede Adresse ist für jeden sichtbar. Ethereum ist dasselbe. Diese Transparenz macht das System prüfbar und vertrauenswürdig, bedeutet aber auch, dass jeder, der herausfindet, welche Adresse Ihnen gehört, jede Transaktion sehen kann, die Sie jemals getätigt haben, jedes Token, das Sie halten, und jedes Protokoll, mit dem Sie interagiert haben.

Zero-Knowledge-Beweise lösen diese Spannung. Sie ermöglichen es Ihnen, Fakten über Ihre Daten zu beweisen, ohne die Daten selbst offenzulegen. Sie können beweisen, dass Ihr Kontostand einen Schwellenwert überschreitet, ohne den genauen Betrag preiszugeben. Sie können beweisen, dass eine Transaktion gültig ist, ohne den Absender, den Empfänger oder den Betrag offenzulegen. Sie können beweisen, dass Sie nicht auf einer Sanktionsliste stehen, ohne Ihre Identität preiszugeben.

Die Mathematik dahinter ist tief. Die Anwendungen sind unmittelbar.

Die drei Eigenschaften, die jeder ZK-Beweis haben muss

Jedes Zero-Knowledge-Beweissystem muss drei Eigenschaften erfüllen, und ihr Verständnis ist entscheidend für die Bewertung eines ZK-basierten Protokolls.

Vollständigkeit. Wenn die Aussage wahr ist und sowohl der Beweiser als auch der Prüfer das Protokoll befolgen, wird der Prüfer immer überzeugt sein. Ein gültiger Beweis schlägt niemals fehl. Wenn Sie das Geheimnis wirklich kennen, wird der Beweis immer funktionieren.

Klangfestigkeit. Wenn die Aussage falsch ist, kann kein betrügerischer Beweiser den Prüfer überzeugen, dass sie wahr ist, außer mit vernachlässigbarer Wahrscheinlichkeit. Ein unehrlicher Beweiser kann keinen gültigen Beweis fälschen. Die Wahrscheinlichkeit, dass ein falscher Beweis die Überprüfung besteht, ist so gering (typischerweise weniger als eins in 2^128), dass sie praktisch unmöglich ist.

Zero-Knowledge. Der Prüfer erfährt nichts über die Tatsache hinaus, dass die Aussage wahr ist. Der Beweis gibt keine Informationen über das Geheimnis selbst, über Zwischenberechnungen oder über Daten preis, die zur Erstellung des Beweises verwendet wurden. Das Wissen des Prüfers nach dem Ansehen des Beweises ist identisch mit dem, was es wäre, wenn ihm einfach gesagt würde, dass die Aussage wahr ist.

Die dritte Eigenschaft macht ZK-Beweise nützlich, anstatt nur korrekt zu sein. Standard-Digital-Signaturen beweisen, dass eine Nachricht von einem bestimmten Schlüssel signiert wurde, aber sie geben den Inhalt der Nachricht preis. Standard-Hash-Verpflichtungen beweisen, dass ein Wert verpflichtet wurde, geben aber den Wert beim Öffnen preis. ZK-Beweise beweisen, dass eine Beziehung zwischen geheimen Werten besteht, ohne diese Werte zu irgendeinem Zeitpunkt preiszugeben.

Wie sich zk-SNARKs und zk-STARKs unterscheiden

Die beiden dominierenden ZK-Beweissysteme in der Blockchain sind zk-SNARKs und zk-STARKs. Sie lösen dasselbe Problem mit unterschiedlichen Kompromissen.

zk-SNARKs (Zero-Knowledge Succinct Non-Interactive Arguments of Knowledge) erzeugen kleine Beweise, die schnell verifiziert werden können. Ein typischer zk-SNARK-Beweis ist etwa 200 bis 300 Bytes groß und kann auf der Ethereum-Blockchain für ungefähr 200.000 bis 300.000 Gas verifiziert werden. Die Verifizierungszeit ist konstant, unabhängig davon, wie komplex die zu beweisende Berechnung ist. Ein Beweis, der eine einzelne Transaktion verifiziert, benötigt die gleiche Zeit wie ein Beweis, der zehntausend Transaktionen verifiziert.

Die Kosten für diese Kürze sind ein vertrauenswürdiges Setup. Die meisten zk-SNARK-Systeme erfordern eine einmalige Zeremonie, bei der zufällige Parameter generiert werden, und die Zufälligkeit danach zerstört wird. Wenn die Zufälligkeit aus dieser Zeremonie nicht ordnungsgemäß zerstört wird, könnte ein Angreifer Beweise fälschen. Zcash führte eine der aufwändigsten Zeremonien für vertrauenswürdige Setups in der kryptografischen Geschichte durch (die "Powers of Tau"-Zeremonie), an der Hunderte von Teilnehmern weltweit beteiligt waren, wobei die Sicherheitsannahme darin besteht, dass mindestens ein Teilnehmer seine Zufälligkeit ehrlich zerstört hat.

Neuere SNARK-Systeme wie PLONK und Halo 2 haben die Anforderungen an das vertrauenswürdige Setup reduziert oder ganz beseitigt, aber die Wahrnehmung bleibt bestehen. Einige Projekte vermeiden SNARKs speziell wegen der Bedenken hinsichtlich des vertrauenswürdigen Setups, selbst wenn die Implementierungen, die sie verwenden würden, keines erfordern.

zk-STARKs (Zero-Knowledge Scalable Transparent Arguments of Knowledge) beseitigen das vertrauenswürdige Setup vollständig. Sie leiten ihre Sicherheit von Hash-Funktionen ab, anstatt von elliptischen Kurvenannahmen, was sie transparent (keine geheimen Parameter) und theoretisch quantenresistent macht (man geht davon aus, dass hashbasierte Kryptografie gegen Quantencomputer sicher ist, während elliptische Kurvenkryptografie dies nicht ist).

Der Nachteil ist die Größe. STARK-Beweise sind erheblich größer als SNARK-Beweise, typischerweise von mehreren zehn bis hunderten Kilobytes im Vergleich zu hunderten Bytes. In einer Blockchain, in der die Datenspeicherung Gas kostet, bedeuten größere Beweise höhere Verifizierungskosten. StarkWare, der Hauptentwickler der STARK-Technologie, geht dies an, indem es rekursive Beweiszusammensetzungen verwendet: einen Beweis zu führen, dass ein Beweis gültig ist, und dann zu beweisen, dass der Beweis des Beweises gültig ist, wodurch der endgültige On-Chain-Fußabdruck komprimiert wird.

In der Praxis ist die Unterscheidung weniger wichtig als vor fünf Jahren. Moderne Beweissysteme kombinieren zunehmend Techniken aus beiden Familien, und der Ingenieurfokus hat sich von der Frage, welches Beweissystem verwendet werden soll, hin zu der Frage verschoben, wie schnell der Beweiser Beweise generieren kann und wie günstig der Verifier sie überprüfen kann.

ZK-Beweise für Blockchain-Skalierung

Die Skalierungsanwendung von ZK-Beweisen ist konzeptionell einfach. Ein Rollup führt eine Batch von Transaktionen außerhalb der Kette aus, generiert einen Beweis, dass die Batch korrekt ausgeführt wurde, und veröffentlicht den Beweis auf Ethereum. Der Ethereum-Vertrag zur Verifizierung überprüft den Beweis in einem einzigen Vorgang und akzeptiert den neuen Zustand.

Was dies mächtig macht, ist die Asymmetrie zwischen Beweisen und Verifizieren. Die Generierung des Beweises für eine Batch von 10.000 Transaktionen könnte mehrere Minuten auf einer leistungsstarken Maschine in Anspruch nehmen. Die Verifizierung des Beweises dauert einen Bruchteil einer Sekunde und kostet einen festen Betrag an Gas, unabhängig davon, wie viele Transaktionen in der Batch enthalten sind. Diese Asymmetrie ermöglicht es ZK-Rollups, Tausende von Transaktionen in eine einzige Ethereum-Verifizierung zu komprimieren.

Die großen ZK-Rollups verfolgen jeweils einen anderen Ansatz für diese Architektur.

zkSync Era verwendet eine benutzerdefinierte virtuelle Maschine (zkEVM), die auf Sprachebene mit Solidity kompatibel ist, aber auf einen anderen Befehlssatz kompiliert, der für die Generierung von ZK-Beweisen optimiert ist. Bestehende Ethereum-Verträge können mit minimalen Änderungen für zkSync neu kompiliert werden.

StarkNet verwendet die Programmiersprache Cairo und STARK-Beweise. Cairo ist eine speziell für beweisbare Berechnungen entwickelte Sprache, die Leistungs Vorteile bietet, aber von Entwicklern verlangt, eine neue Sprache und Paradigma zu lernen.

Polygon zkEVM zielt auf EVM-Äquivalenz ab, was bedeutet, dass es denselben Bytecode wie Ethereum ohne Neukompilierung ausführen kann. Dies maximiert die Kompatibilität, bringt jedoch technische Komplexität mit sich, um jeden EVM-Opcode beweisbar zu machen.

Scroll hat ebenfalls das Ziel der vollständigen EVM-Äquivalenz und verfolgt einen gemeinschaftsorientierten Ansatz für die Implementierung seines zkEVM, mit dem Ziel, das am besten mit Ethereum kompatible ZK-Rollup zu sein.

Der Wettbewerb zwischen diesen Ansätzen ist letztendlich ein Wettbewerb zwischen Kompatibilität und Leistung. Je kompatibler ein ZK-Rollup mit bestehenden Ethereum-Tools ist, desto einfacher ist es für Entwickler, zu migrieren. Je mehr das Rollup seinen Befehlssatz für Beweisbarkeit optimiert, desto schneller und günstiger werden seine Beweise.

ZK-Beweise für Privatsphäre

Die Anwendung der Privatsphäre ist der Bereich, in dem ZK-Beweise am bedeutendsten und umstrittensten werden.

Eine Standard-Ethereum-Transaktion offenbart die Adresse des Absenders, die Adresse des Empfängers, den überwiesenen Betrag und den aufgerufenen Smart Contract. Diese Informationen sind dauerhaft öffentlich. Unternehmen für Chain-Analysen wie Chainalysis und Elliptic haben ganze Geschäfte aufgebaut, um Transaktionsflüsse über das transparente Hauptbuch zu verfolgen und Adressen über KYC-Daten von Börsen, bekannte Entitätslabels und Verhaltensmuster mit realen Identitäten zu verknüpfen.

ZK-Privatsphäreprotokolle brechen diese Sichtbarkeitskette. Bei einer ZK-basierten privaten Transaktion generiert der Benutzer einen Beweis, dass seine Transaktion gültig ist (der Absender hat ausreichende Mittel, es erfolgt kein Doppelspending, die Beträge stimmen überein), ohne zu offenbaren, wer sie gesendet hat, wer sie empfangen hat oder wie viel überwiesen wurde. Der Beweis wird on-chain veröffentlicht und vom Netzwerk verifiziert, aber die zugrunde liegenden Transaktionsdetails bleiben verschlüsselt.

Zcash war die erste bedeutende Implementierung dieses Konzepts, die 2016 mit geschützten Transaktionen unter Verwendung von zk-SNARKs gestartet wurde. Ein Zcash-Benutzer kann zwischen transparenten Transaktionen (identisch mit dem öffentlichen Hauptbuch von Bitcoin) und geschützten Transaktionen (bei denen Absender, Empfänger und Betrag hinter einem ZK-Beweis verborgen sind) wählen. In der Praxis war die Akzeptanz geschützter Transaktionen bei Zcash geringer als von Befürwortern erhofft, da die Mehrheit der Zcash-Transaktionen weiterhin den transparenten Pool nutzt.

Neuere Protokolle entwickeln programmierbare Privatsphäre, bei der nicht nur Token-Transfers, sondern auch beliebige Smart Contract-Logik privat ausgeführt werden kann. Das Aztec Network entwickelt eine privatsphäreorientierte Layer-2-Lösung auf Ethereum, bei der alle Transaktionen standardmäßig privat sind. Aleo baut eine Layer-1-Blockchain mit nativer ZK-Unterstützung für private Smart Contracts. Beide verwenden ZK-Beweise, um Zustandsübergänge zu verifizieren, ohne die beteiligte Berechnung oder Daten offenzulegen.

Das Potenzial für Privatsphäre geht über individuelle Transaktionen hinaus. ZK-Beweise können private Abstimmungen ermöglichen (beweisen, dass Sie abgestimmt haben, ohne Ihre Wahl offenzulegen), private Identitätsverifizierung (beweisen, dass Sie Bürger eines bestimmten Landes sind, ohne Ihre Passnummer offenzulegen) und private DeFi (Liquidität in einen Pool bereitstellen, ohne Ihre Adresse oder Positionsgröße offenzulegen).

Die regulatorische Kollision

Privatsphäre in der Krypto-Welt besetzt einen umstrittenen rechtlichen Raum, der noch definiert wird.

Im August 2022 verhängte das U.S. Treasury's Office of Foreign Assets Control (OFAC) Sanktionen gegen Tornado Cash, einen Ethereum-basierten Mixer, der ZK-Beweise verwendete, um die Verbindung zwischen Einzahlungs- und Abhebungsadressen zu brechen. Die Sanktionierung von Open-Source-Smart-Contract-Code, anstatt einer Person oder Firma, war beispiellos und sorgte für Aufregung in der Krypto-Privatsphäre-Community.

Im Mai 2024 wurde Alexey Pertsev, einer der Entwickler von Tornado Cash, von einem niederländischen Gericht wegen Geldwäscheverwicklung verurteilt. Das Urteil schuf einen rechtlichen Präzedenzfall, dass das Schreiben von code zur Wahrung der Privatsphäre strafrechtliche Verantwortung mit sich bringen kann, wenn das Werkzeug für illegale Zwecke verwendet wird, unabhängig davon, ob der Entwickler persönlich an der illegalen Aktivität beteiligt war.

Diese Maßnahmen haben die Richtung der Entwicklung der ZK-Privatsphäre geprägt. Die aktuelle Generation von Datenschutzprotokollen baut auf regulatorischen Einschränkungen auf, anstatt sie zu ignorieren.

Selektive Offenlegung ermöglicht es einem Benutzer, spezifische Fakten über seine Identität oder Transaktionshistorie zu beweisen, ohne alles preiszugeben. Ein Benutzer könnte nachweisen, dass er die KYC-Anforderungen eines lizenzierten Austauschs erfüllt hat, dass er nicht auf der OFAC-Sanktionsliste steht oder dass seine Mittel nicht von einer sanktionierten Adresse stammen, und das alles mit ZK-Beweisen, die nichts über die spezifische Behauptung hinaus offenbaren, die überprüft wird.

Privatsphäre-Pools, ein Konzept, das von Vitalik Buterin und anderen formalisiert wurde, ermöglichen es Benutzern, zu beweisen, dass ihre Abhebung aus einem Privatsphäre-Set zu einer sauberen Teilmenge von Einzahlungen gehört. Anstatt alle Einzahlungen indiscriminately zu mischen, hält das Protokoll Assoziationssets vor, die bekannte illegale Adressen ausschließen. Benutzer beweisen die Mitgliedschaft im sauberen Set, ohne preiszugeben, welche spezifische Einzahlung sie abheben.

Ob diese Kompromisse die Regulierungsbehörden zufriedenstellen, bleibt abzuwarten. Die grundlegende Spannung, dass Privatsphäre und Überwachung architektonisch inkompatibel sind, wird nicht allein durch Technologie gelöst. ZK-Beweise geben den politischen Entscheidungsträgern ein Werkzeug, das sie noch nie zuvor hatten: die Fähigkeit, die Einhaltung zu überprüfen, ohne Offenlegung zu verlangen. Ob sie sich entscheiden, es zu nutzen, ist eine politische Frage, keine kryptografische.

Die Kosten für den Nachweis haben konkrete Auswirkungen darauf, welche Anwendungen ZK-Technologie zuerst übernehmen. Hochwertige Finanztransaktionen, bei denen die Kosten für die Erstellung eines Beweises im Verhältnis zur Transaktionsgröße vernachlässigbar sind, waren die frühesten Anwender. Institutionelle Cross-Chain-Transfers, große DeFi-Positionen und Unternehmensabrechnungssysteme können die Nachweiskosten von mehreren Dollar pro Transaktion absorbieren, ohne ihre Wirtschaftlichkeit zu beeinträchtigen. Verbraucheranwendungen, bei denen einzelne Transaktionen möglicherweise nur wenige Dollar wert sind, müssen die Nachweiskosten um eine weitere Größenordnung senken, bevor ZK-Privatsphäre für den täglichen Gebrauch praktikabel wird. Die Hardware-Beschleunigungsbemühungen von Unternehmen, die ZK-spezifische ASICs entwickeln, zielen direkt auf diese Kostenbarriere ab.

Die Konvergenz von Skalierungs- und Datenschutzanwendungen ist vielleicht der am wenigsten gewürdigte Aspekt der ZK-Technologie. Ein ZK-Rollup, das Transaktionen privat verarbeitet, würde die Durchsatzvorteile der Off-Chain-Ausführung mit den Vertraulichkeitsvorteilen verschlüsselter Zustandsübergänge kombinieren. Benutzer würden schnelle, kostengünstige Transaktionen erhalten, die auch für die Kettenanalyse unsichtbar sind. Mehrere Projekte, darunter Aztec und Polygon Miden, bauen genau diese Kombination, obwohl die technische Komplexität, beide Fähigkeiten in ein Produktionssystem zu integrieren, nach wie vor erheblich ist.

Was dies nicht abdeckt

Dieser Artikel behandelt nicht die Mathematik der polynomialen Verpflichtungen, elliptischen Kurvenpaarungen oder Fiat-Shamir-Transformationen, die den ZK-Beweissystemen zugrunde liegen. Das Verständnis dieser Konzepte erfordert ein Studium der abstrakten Algebra auf Graduiertenebene und ist nicht notwendig, um ZK-basierte Protokolle als Benutzer oder Investor zu bewerten.

Dieser Artikel behandelt nicht das ZK-Maschinenlernen (zkML), ein aufkommendes Feld, das ZK-Beweise verwendet, um zu überprüfen, dass ein Maschinenlernmodell ein bestimmtes Ergebnis produziert hat, ohne die Gewichte oder Trainingsdaten des Modells offenzulegen. Diese Anwendung ist experimentell und ihre praktischen Auswirkungen werden noch untersucht.

Dieser Artikel behandelt nicht das Rennen um die Hardware-Beschleunigung für die ZK-Beweisgenerierung. Unternehmen wie Cysic, Ingonyama und Fabric Cryptography entwickeln maßgeschneiderte ASICs und FPGAs speziell für ZK-Beweise, was die Nachweiskosten um Größenordnungen senken könnte. Die Hardware-Landschaft entwickelt sich zu schnell für eine statische Analyse.

Praktische Überprüfungen vor der Verwendung eines ZK-basierten Protokolls

Überprüfen Sie den Prüfstatus des Systems für Zero-Knowledge-Beweise. ZK-Beweissysteme sind mathematisch komplex, und Implementierungsfehler können katastrophale Folgen haben. Ein Fehler im Schaltkreis (der mathematischen Darstellung der zu beweisenden Berechnung) könnte es einem Angreifer ermöglichen, Beweise zu fälschen und Token zu prägen oder Gelder zu stehlen. Überprüfen Sie, ob das Beweissystem und seine Schaltkreise von Firmen, die auf ZK-Kryptographie spezialisiert sind, auditiert wurden, und nicht nur von allgemeinen Smart-Contract-Prüfern.

Verstehen Sie, was tatsächlich privat ist. Nicht alle ZK-basierten Protokolle bieten das gleiche Maß an Privatsphäre. Einige verbergen Transaktionsbeträge, geben jedoch Adressen preis. Einige verbergen Adressen, geben jedoch Beträge preis. Einige verbergen alles. Lesen Sie die Dokumentation des Protokolls, um genau zu verstehen, welche Informationen verborgen sind und welche sichtbar bleiben. Metadaten wie Transaktionszeitpunkte, Gas-Muster und Interaktionshäufigkeit können Benutzer oft deanonymisieren, selbst wenn die Kerntransaktionsdaten verborgen sind.

Überprüfen Sie den Status des vertrauenswürdigen Setups. Wenn das Protokoll zk-SNARKs verwendet, bestimmen Sie, ob es ein vertrauenswürdiges Setup erforderte und wie dieses Setup durchgeführt wurde. Zeremonien zur mehrseitigen Berechnung mit Hunderten von Teilnehmern sind vertrauenswürdiger als kleine Zeremonien mit einer Handvoll bekannter Entitäten. Protokolle, die STARKs, PLONK mit universellem Setup oder Halo 2 verwenden, benötigen überhaupt keine vertrauenswürdigen Setups.

Bewerten Sie das regulatorische Risiko. Datenschutzprotokolle operieren in einem rechtlich unsicheren Umfeld. Überlegen Sie, ob das Protokoll einen Compliance-Mechanismus hat (selektive Offenlegung, Datenschutzpools, Opt-in-Compliance-Beweise) und ob dieser Mechanismus gegen tatsächliche regulatorische Prüfungen getestet wurde. Die Verwendung eines Datenschutzprotokolls, das später sanktioniert wird, könnte Ihre Fähigkeit, Vermögenswerte zu bewegen oder zu verkaufen, komplizieren.

Testen Sie die Beweiszeit. Die Generierung eines ZK-Beweises ist rechenintensiv. Auf einem mobilen Gerät kann der Beweis einer einfachen Transaktion 30 Sekunden bis zwei Minuten dauern. Auf einem Desktop kann es nur wenige Sekunden dauern. Wenn die Beweiszeit für Ihren Anwendungsfall zu lang ist, ist das Protokoll möglicherweise nicht praktikabel für häufige Transaktionen. Einige Protokolle lagern das Beweisen auf dedizierte Server aus, was schneller ist, aber eine Vertrauensannahme einführt, dass der Server Ihre privaten Daten nicht erfährt.

Lesen Sie mehr: Was sind Blockchain-Rollups und wie skalieren sie Ethereum
1.

Was ist ein Zero-Knowledge-Beweis in einfachen Worten? {#faq-0}

Ein Zero-Knowledge-Beweis ist eine Möglichkeit zu beweisen, dass etwas wahr ist, ohne zu offenbaren, warum es wahr ist. In der Blockchain bedeutet dies, dass Sie beweisen können, dass eine Transaktion gültig ist, dass Sie über genügend Mittel verfügen oder dass eine Berechnung korrekt durchgeführt wurde, ohne die tatsächlichen Transaktionsdetails, Ihr Guthaben oder die Daten, die in der Berechnung verwendet wurden, offenzulegen. Der Prüfer wird überzeugt, dass die Aussage wahr ist, erfährt jedoch nichts anderes. {#faq-0} 2.

Was ist der Unterschied zwischen zk-SNARKs und zk-STARKs? {#faq-1}

zk-SNARKs erzeugen sehr kleine Beweise (Hunderte von Bytes), die kostengünstig zu überprüfen sind, aber historisch ein vertrauenswürdiges Setup-Zeremonie zur Generierung der anfänglichen Systemparameter erforderten. zk-STARKs erzeugen größere Beweise (Zehntausende bis Hunderttausende von Kilobytes), benötigen jedoch kein vertrauenswürdiges Setup und sind theoretisch resistent gegen Angriffe mit Quantencomputern. In der Praxis nähern sich moderne Beweissysteme an, und die Kompromisse zwischen Größe, Geschwindigkeit und Vertrauensannahmen werden weniger ausgeprägt. {#faq-1} 3.

Wie helfen ZK-Beweise bei der Skalierung von Blockchain? {#faq-2}

ZK-Rollups führen Tausende von Transaktionen außerhalb der Kette aus und generieren einen einzigen Beweis, dass alle Transaktionen korrekt ausgeführt wurden. Dieser Beweis wird in einer einzigen Operation auf Ethereum überprüft, die eine feste Menge an Gas kostet, unabhängig davon, wie viele Transaktionen im Batch waren. Die Asymmetrie zwischen den Kosten für die Generierung eines Beweises (hoch, aber vom Rollup-Betreiber getragen) und der Überprüfung (niedrig und einmal für den gesamten Batch bezahlt) schafft den Skalierungseffekt. {#faq-2} 4.

Sind ZK-basierte Datenschutzmünzen illegal? {#faq-3}

ZK-basierte Datenschutzmünzen wie Zcash sind in den meisten Rechtsordnungen nicht von Natur aus illegal. Die regulatorischen Ansätze variieren jedoch erheblich. Einige Börsen haben Datenschutzmünzen aus dem Angebot genommen, um den Vorschriften zur Bekämpfung der Geldwäsche zu entsprechen. Die Sanktionen gegen Tornado Cash im Jahr 2022 haben gezeigt, dass datenschutzfördernde Protokolle regulatorischen Maßnahmen ausgesetzt sein können. Die Legalität hängt von Ihrer Rechtsordnung und davon ab, wie Sie die Technologie nutzen, nicht von der Technologie selbst.

Was ist ein vertrauenswürdiges Setup und warum ist es wichtig?

Ein vertrauenswürdiges Setup ist eine einmalige Zeremonie, die von einigen zk-SNARK-Systemen benötigt wird, um kryptografische Parameter zu generieren. Während der Zeremonie werden zufällige Werte erstellt, die anschließend zerstört werden müssen. Wenn ein Teilnehmer die zufälligen Werte behält, könnte er theoretisch Beweise fälschen. Mehrparteienzeremonien mindern dieses Risiko, indem sie verlangen, dass nur ein Teilnehmer von potenziell Hunderten seine Zufälligkeit ehrlich zerstören muss. Neuere Beweissysteme wie PLONK und Halo 2 haben die Anforderungen an ein vertrauenswürdiges Setup beseitigt oder minimiert.

Können ZK-Beweise alle Blockchain-Transaktionen privat machen?

Technisch gesehen, ja. Protokolle wie Aztec Network und Aleo entwickeln Systeme, bei denen alle Interaktionen mit Smart Contracts standardmäßig privat sind, nicht nur Token-Transfers. Vollständige Privatsphäre für alle Transaktionen bringt jedoch regulatorische Herausforderungen mit sich, erhöht die Rechenkosten (die Generierung von ZK-Beweisen ist teuer) und verändert die Benutzererfahrung (der Nachweis benötigt Zeit). Ob vollständige On-Chain-Privatsphäre zum Standard wird, hängt ebenso von regulatorischen Entscheidungen wie von technischen Fähigkeiten ab.

Wie funktionieren Datenschutzpools?

Datenschutzpools ermöglichen es Benutzern, Gelder in einen gemeinsamen Pool einzuzahlen und von einer anderen Adresse abzuheben, wodurch die On-Chain-Verbindung zwischen den beiden Adressen unterbrochen wird. Im Gegensatz zu einfachen Mischern verwenden Datenschutzpools ZK-Beweise in Kombination mit Assoziationssets, um Benutzern zu ermöglichen, nachzuweisen, dass ihre Abhebung zu einer Teilmenge von Einzahlungen gehört, die bekannte illegale Adressen ausschließt. Dies bietet den Benutzern Datenschutz und gleichzeitig einen Mechanismus zur Einhaltung der Vorschriften. Der Benutzer beweist, dass er sich im sauberen Set befindet, ohne offenzulegen, welche spezifische Einzahlung er abhebt.

Was sind die Haupt Risiken bei der Verwendung von ZK-basierten Protokollen?

Die Haupt Risiken umfassen Implementierungsfehler in den ZK-Schaltungen (die gefälschte Beweise ermöglichen könnten), Schwachstellen im vertrauenswürdigen Setup in älteren SNARK-Systemen, regulatorische Maßnahmen gegen Datenschutzfunktionen, hohe Rechenanforderungen für die Beweisgenerierung auf Verbraucherelektronik und die relative Unreife der ZK-Tools im Vergleich zur Standardentwicklung von Smart Contracts. Darüber hinaus kann die Leckage von Metadaten (Transaktionszeit, Gas-Muster, Interaktionshäufigkeit) manchmal Benutzer deanonymisieren, selbst wenn die Kerntransaktionsdaten privat sind.

Haftungsausschluss: Dieser Artikel dient nur zu Informations- und Bildungszwecken. Er stellt keine finanzielle, investitions- oder rechtliche Beratung dar. Die Kryptowährungsmärkte sind volatil und bergen erhebliche Risiken. Führen Sie immer Ihre eigenen Recherchen durch, bevor Sie Investitionsentscheidungen treffen.