ARK:理解 zk-SNARKs 和 zk-STARKS 的区别

SNARK和STARK是零知识证明技术，允许一方在不透露任何进一步信息的情况下向另一方证明陈述是真实的。

零知识证明(ZKP)引起了广泛关注，因其在增强安全性、保护用户隐私和支持第2层网络扩展方面都有很大的潜力。

ZKP使一方能够向另一方证明声明是真实的，而无需透露任何其他信息。ZKP既有利于增加隐私——因为它们减少了各方之间共享的信息量——也有利于可扩展性，因为它只需要证明而非整个数据集被验证，这样验证速度会更快。

两个最受关注的零知识证明系统是SNARK和STARK。在本文中，我们将深入探讨它们是什么、它们如何工作以及它们的主要区别。

SNARK是什么?

zk-SNARK全称Zero-KnowledgeSuccinctNon-interractiveArgumentofKnowledge——它们是在2012年由NirBitansky、RanCanetti、AlessandroChiesa和EranTromer合著的一篇论文中介绍的。SNARK使一方能够在不泄露秘密的情况下向另一方证明他们知道秘密。

富达发布《理解比特币》报告：比特币仍处于早期增长阶段，依旧看涨:富达投资发布了一份名为《理解比特币》(Understanding bitcoin)的报告。在这份报告中，富达全球宏观经济主管Jurrien Timmer描述了比特币的增长潜力，并将其与其他资产进行了比较，Timmer认为，比特币的价格，应该比它的网络参与者的增长速度快得多。他指出，比特币的增长曲线似乎仍处于早期指数增长阶段，而且可能会持续数年，这表明比特币依旧看涨。他也承认：“比特币是一种合法的价值储存手段，比黄金更稀缺，而且需求可能呈指数级增长。”（Beincrypto）[2021/4/17 20:31:12]

zk-SNARKs可以作为零知识证明协议添加到分布式账本解决方案中，以增强隐私性和可扩展性。Zcash是zk-SNARKs的第一个广泛应用，应用该技术来创建屏蔽交易，其中发送者、接收者和金额都是保密的。Zcash中的屏蔽交易可以在区块链上完全加密，但仍然可以通过使用zk-SNARKs在网络的共识规则下验证为有效。

孟岩：数字资产是理解 DeFi 的一把钥匙:9月10日20:30，火币研究院重磅打造的“区块链百家讲坛”2.0版本正式开播，本期邀请到数字资产研究院副院长、通证思维实验室发起人孟岩做客直播间，和大家一起聊聊“资产上链：产业区块链与DeFi的桥梁和升级路径”。

孟岩表示：“数字资产是理解DeFi的一把钥匙。在DeFi当中，数字资产与智能合约同等重要，甚至更加重要。充分理解在DeFi中数字资产的性质，以及是如何产生的、流转、背后的价值、如何使用和销毁，都会帮助你深刻理解DeFi。”

据悉，“区块链百家讲坛”是由国内顶尖的区块链研究机构火币研究院推出的精品课程，既是初学入门区块链技术的第一堂课，也是深化进阶区块链知识的不二之选。[2020/9/10]

一些SNARK的一个重要属性是它们要求配置过程是可信任的——在这个过程中，隐私交易的证明和生成证明的密钥会被创建。如果在事件期间用于创建这个密钥的秘密没有被销毁，它们可能被用来创建虚假证明。在涉及加密资产的场景中，这将使参与者能够伪造交易或凭空铸造新通证。由于SNARKs固有的隐私性，所以无法验证伪造的证明是否确实是伪造的。

声音 | 加密货币分析师：理解比特币运作方式的人比美联储(fed)还多:加密货币分析师Rhythm今日发推表示，“我敢打，理解比特币网络运作方式的人比美联储(fed)还多。中央银行隐藏真相是复杂的，而比特币很容易显示出真相，这是因为它的设计。”[2019/10/8]

SNARK的安全级别是通过为找到虚假陈述的证据而必须完成的工作量来衡量的。换句话说，如果SNARK在计算上无法产生令人信服的虚假陈述证明，那么它就是安全的。对于需要可信设置才能被认为是安全的SNARK，仪式中至少有一名参与者必须生成并销毁一个trapdoor，如果与其他trapdoor结合使用的话，否则就有可能危及SNARK的安全性。因此，受信任的设置通常需要许多参与者一起运行，以使这种情况发生的可能性足够低。

分析 | 未来稳定币可以存在于后端，消费者可能并不完全理解:Stellar发展基金会伙伴关系主任Lisa Nestor近日表示，从消费者的角度来看，电子货币和稳定币已经成为可比较的产品，具有可用于交易的金融价值，并便于向其他实体付款。我们只是刚刚开始看到通证化货币和稳定币将为世界带来什么，未来稳定币可以存在于后端，消费者可能并不完全理解。但是他们的金融资产将在后端进行通证化，经营交易的支付处理机构和金融机构将在结算和处理汇款方面获得重大优势。（AMBCrypto）[2019/8/28]

虽然可信设置仅在最初需要且仅适用于某些SNARK，但基于SNARK的网络的用户必须相信可信设置的仪式已正确执行，并且秘密已被销毁并且不被创建事件的参与者持有。对这种仪式的依赖一直是一些SNARK的备受批评的领域，认为它是潜在的安全弱点。

声音 | 朱嘉明：必须重新理解货币体系、金融秩序、资本规则和商业模式的关系:在数字资产研究院与OK联合主办的《Libra:一场牵动全球的智慧、技术、经济、、权力的全方位博弈》线下研讨会上，朱嘉明教授发表《Facebook数字货币在全息货币经济体系中的位置》的主题演讲。

朱嘉明认为，Facebook数字货币迫使我们必须重新思考和理解货币体系、金融秩序、资本规则和商业模式的关系。[2019/6/20]

一些SNARK的另一个限制是它们不被认为是抗量子的。SNARK的支持者认为，如果量子计算机开始对SNARK构成威胁，密码学领域将面临更大的问题。此外，一些SNARK可能会在未来升级为抗量子的。

STARK是什么?

zk-STARK全称Zero-KnowledgeScalableTransparentArgumentofKnowledge，是一种零知识证明系统，在EliBen-Sasson、IddoBentov、YinonHoresh和MichaelRiabzev于2018年发表的一篇论文中作为SNARK的替代方案被引入。正如论文中所述，STARK可以为社会带来很大的好处：

“人们的个人信息，例如医疗和法医数据需要保持私有，这是一种人的尊严。但是，旨在保护隐私的面具也可能被委托数据的机构滥用以掩盖谎言和，从而不公正地伤害公民并削弱对中央机构的信任。零知识(ZK)证明系统是一种巧妙的加密解决方案，可以解决个人隐私和机构完整性之间的紧张关系，可以在不损害前者的情况下加强后者。”

STARK支持StarkWare的可扩展性技术。通过使开发人员能够在链下进行存储和计算，STARK提高了可扩展性，因为验证链下计算准确性的STARK证明可以由链下服务生成，然后发布在链上。

STARK允许区块链将计算转移到某个链下STARK证明者，然后使用链上STARK验证者验证这些计算的完整性。Layer-2网络可以通过使用STARKs在单个批次中计算大量交易，然后使用单个STARK证明来确认交易在链上的有效性，从而实现可扩展性。批次中的所有交易均分担链上操作的成本，为第2层网络上的每笔交易提供低gas成本。

重要的是，由于验证者使用的随机性是公开可用的，并且可以在不依赖任何外部参数的情况下验证证明，因此STARK不需要可信设置仪式。

对比SNARKs和STARKs

SNARKs和STARKs都有各自的优势，两者之间的选择取决于用户的具体用例需求。同样重要的是要注意，SNARK和STARK都是正在积极研究的尖端零知识证明技术，因此对它们进行比较还需要考虑该领域的持续进步和发现。

支持者认为SNARK更高效、更快速，因为它们可以在几毫秒内得到验证。然而，这种效率是有代价的，因为一些SNARK依赖的可信设置仪式，有安全薄弱的环节。这意味着证明中使用的初始参数必须在安全环境中生成，参数的任何泄露都可能导致安全漏洞。

STARKs不需要可信设置，从而提供更强的安全性，但可能需要更长的时间来验证，因此被认为效率较低。STARK的证明数据的大小比SNARK的大，这意味着验证STARK可能比SNARK花费更多的时间并且消耗更多的gas。另一方面，由于可以在不依赖任何外部参数的情况下验证STARKs的证明，因此STARKs比SNARKs更容易审计，尽管这可能取决于具体的实施方式。与大多数SNARK不同，STARK依赖于被认为是抗量子的哈希函数。

SNARK最初比STARK被更广泛采用的原因有几个，尽管其中一些具有与可信设置仪式相关的潜在安全缺陷。SNARK比STARK早六年开发，这有助于它们在采用方面领先一步。

零知识证明带来可扩展性的指数级增长

零知识证明是区块链生态系统的基础技术，有助于提升可扩展性，同时有助于保护个人隐私和机构的完整性。zk-SNARKS和zk-STARKS处于这场革命的最前沿，它们都旨在解锁以前公链中无法实现的用例，激励创新并帮助创造更高效的全球经济。

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