Die Evolution der Sicherheit in der Krypto-Welt: Zero-Knowledge-Proof

Die Technologie in der Kryptowelt entwickelt sich weiter, und mit ihr nehmen betrügerische Aktivitäten zu. Daher ist die Aufrechterhaltung robuster Sicherheitsprotokolle wesentlich für sichere Transaktionen. Obwohl die Sicherheit der Blockchain-Technologie vielversprechend ist, besteht ein wachsender Bedarf an zusätzlichen Sicherheitsmaßnahmen. Hier kommt der Zero-Knowledge-Proof ins Spiel. Es handelt sich um eine aufkommende Innovation, die fortschrittliche Möglichkeiten bietet, Sicherheit und Transparenz zu gewährleisten. In diesem Blog betrachten wir das Potenzial von Zero-Knowledge-Proof und wie es eine sicherere Zukunft für die Blockchain-Technologie schaffen kann.

Was ist Zero-Knowledge-Proof?

Zero-Knowledge-Proof ist eine kryptografische Technik, die es einer Partei (dem Beweisenden) ermöglicht, einer anderen (dem Verifizierer) zu beweisen, dass sie einen bestimmten Wert oder eine Information kennt, ohne zu viel darüber preiszugeben. Dies gewährleistet Privatsphäre und Sicherheit während Transaktionen und dem Austausch sensibler Informationen in verschiedenen digitalen Umgebungen.

Wie funktioniert es?

Ein Zero-Knowledge-Proof funktioniert, indem der Verifizierer den Beweisenden auffordert, eine Reihe von Aktionen durchzuführen, die korrekt abgeschlossen werden können, wenn der Beweisende tatsächlich eine spezifische Information kennt. Wenn der Beweisende nur rät, ist es wahrscheinlich, dass er während dieser Schritte einen Fehler macht, den der Verifizierer mit hoher Wahrscheinlichkeit erkennen kann.

Es gibt zwei Formen von ZKPs: interaktive und nicht-interaktive. Interaktive ZKPs erfordern, dass der Beweisende den Beweisprozess mit jedem Verifizierer einzeln durchgeht. Nicht-interaktive ZKPs ermöglichen es dem Beweisenden, einen Beweis zu erstellen, den jeder, der Zugang zum Beweis hat, überprüfen kann.

Zu den drei Kernmerkmalen von Zero-Knowledge-Proof gehören:

  • Vollständigkeit: Wenn eine Aussage wahr ist, kann ein ehrlicher Beweisender einen ehrlichen Verifizierer davon überzeugen, dass er die korrekte Information kennt.

  • Zuverlässigkeit: Wenn eine Aussage falsch ist, kann ein Beweisender einen ehrlichen Verifizierer nicht davon überzeugen, dass er die korrekte Information kennt.

  • Null-Wissen: Wenn die Aussage wahr ist, lernt der Verifizierer nur, dass die Aussage tatsächlich wahr ist vom Beweisenden, ohne zusätzliche Informationen zu gewinnen.

Arten von Zero-Knowledge-Proof

Es gibt verschiedene Arten von ZKPs, und jede hat ihre einzigartigen Eigenschaften, wie Beweis, Überprüfungsgeschwindigkeit und Beweisgröße. Dazu gehören:

  • ZK-SNARKs: Kurz für "succinct non-interactive argument of knowledge", SNARK ist kompakt und einfach zu überprüfen. Sie erstellen einen kryptografischen Beweis mit elliptischen Kurven, was in Bezug auf Gas effizienter ist als der Hashing-Funktionsansatz.

  • ZK-STARKs: STARK steht für "scalable transparent argument of knowledge". Beweise auf Basis von STARKs erfordern minimale Interaktion zwischen dem Beweisenden und dem Verifizierer, was sie schneller macht als SNARKs.

  • PLONK: PLONK steht für "permutations over Lagrange bases for universal non-interactive arguments of knowledge". Sie verwenden ein universelles, vertrauenswürdiges Setup, das mit jedem Programm funktioniert und viele Teilnehmer einbeziehen kann.

  • Bulletproofs: Bulletproofs sind kompakte Zero-Knowledge-Beweise, die kein vertrauenswürdiges Setup benötigen. Sie werden verwendet, um Privatsphäre bei Kryptowährungstransaktionen zu gewährleisten.

Datenschutz und Sicherheit: Die Vorteile von Zero-Knowledge-Proof

  • Datenschutz: Einer der größten Vorteile von ZKPs ist, dass sie es ermöglichen, private Daten innerhalb transparenter Systeme wie öffentlichen Blockchains, z.B. Ethereum, zu verwenden. Normalerweise kann jeder alle Daten auf einer Blockchain sehen und herunterladen, aber mit ZKP können Benutzer ihre privaten Daten in Smart Contracts verwenden, ohne die Informationen preiszugeben.

  • Sicherheit: ZKPs sind eine kluge Option für den Informationsaustausch. Benutzer können sie verstehen, ohne die technischen Details oder komplexe Codes verstehen zu müssen.

  • Betrugsprävention: Zero-Knowledge-Beweise ermöglichen es jemandem, zu beweisen, dass er spezifische Informationen kennt, ohne sie preiszugeben. Dies kann dabei helfen, Betrug zu verhindern und Compliance in verschiedenen Bereichen sicherzustellen.

Herausforderungen und Anwendungen von Zero-Knowledge-Proof

  • Computeranforderungen: Die aktuelle Rechenleistung der Blockchain reicht nicht aus, um das groß angelegte, komplexe Zero-Knowledge-Maschinenlernen on-chain zu bewältigen. Beliebte ZK-SNARKs, die für ML Zero-Knowledge-Beweise verwendet werden, können nur kleine, weniger komplexe ML-Aufgaben unterstützen. Dies ist eine große Herausforderung für die Entwicklung von ZKML-Anwendungen auf der Blockchain.

  • Verifikationskosten: Neben den Kosten für die Erstellung von Beweisen beinhalten deren Überprüfung auch komplexe Berechnungen, was die Nutzung der ZKP-Technologie teuer macht. Selbst die effizientesten zkSNARKs-Beweise erfordern heute viele Ressourcen für die Überprüfung.

  • Integrationsprobleme: Die Integration von ZKPs in bestehende Systeme und Protokolle kann erhebliche Änderungen an der zugrundeliegenden Architektur erfordern, was sowohl technisch als auch logistisch herausfordernd sein kann.

Anwendungsbereiche von Zero-Knowledge-Proof

Kryptowährungen

Zero-Knowledge-Beweise sind wichtig, um die Privatsphäre in der Blockchain-Technologie zu erhöhen. Kryptowährungen wie Monero verwenden ZKPs, um Transaktionen privat zu machen. Das bedeutet, dass Sender, Empfänger und gesendeter Betrag vertraulich gehalten werden, während gleichzeitig die Gültigkeit und Sicherheit der Transaktion überprüft wird.

Lieferkette

ZKPs werden in Lieferketten verwendet, um die Echtheit von Produkten oder Transaktionen zu bestätigen, ohne sensible Informationen preiszugeben. Dies trägt dazu bei, eine transparente und vertrauenswürdige Lieferkette zu schaffen, die es den Beteiligten ermöglicht, die Herkunft von Waren nachzuverfolgen und zu überprüfen, während die Daten privat bleiben.

Identitätsüberprüfung

Zero-Knowledge-Beweise werden bei der Identitätsüberprüfung verwendet, um spezifische Details oder Anmeldeinformationen zu bestätigen, ohne unnötige persönliche Informationen preiszugeben. Dies ist nützlich, um das Alter, die Staatsbürgerschaft zu verifizieren oder den Zugang sicher zu gewähren und gleichzeitig die Privatsphäre der Benutzer zu schützen.

Wahlsysteme

Zero-Knowledge-Beweise verbessern die Sicherheit der Abstimmung, indem sie den Wählern ermöglichen, zu beweisen, dass ihre Stimmen gültig sind, ohne preiszugeben, für welche Kandidaten sie sich entschieden haben. Dies hält die Stimmen anonym, verhindert Manipulationen und schafft Vertrauen in Wahlen, wodurch Wahlsysteme sicherer werden.

Internet der Dinge (IoT)

ZKPs können überprüfen, dass Software-Updates für IoT-Geräte vom richtigen Hersteller stammen, den Zugang zu Netzwerken und Benutzerdaten nur autorisierten Geräten gewähren und die Kommunikation zwischen Geräten sichern. Sie reduzieren die Datenübertragung und -verarbeitung, was dabei hilft, dass IoT-Geräte weniger Energie verbrauchen und effizienter arbeiten.

Zero-Knowledge-Proofs verwandeln die Blockchain-Technologie, indem sie beispiellose Datenschutz- und Sicherheitsvorteile bieten. Trotz Herausforderungen bieten ZKPs vielversprechende Anwendungen in verschiedenen Sektoren. Mit fortschreitenden Entwicklungen wird erwartet, dass ZKPs das Vertrauen und die Vertraulichkeit in digitalen Transaktionen und Austausch über Blockchain-Plattformen erheblich verbessern.

Quelle: CoinRemitter Blog