zk-STARKs

Негизги өзгөчөлүктөр

• ZK-STARK’тар (билимдин нөлдүк, масштабдалуучу жана ачык-айкын аргументтери) ишенимдүү баштапкы орнотууну талап кылбаган криптографиялык маалыматсыз далидер, бул аларды архитектуралык жактан ачык-айкын кылат.

• zk-SNARK'тардан айырмаланып, ZK-STARK'тар эллиптикалык ийри сызыктардагы жупташтырууларга эмес, кагылышууга туруктуу хэш-функцияларга таянышат, бул аларга пост-кванттык коопсуздук касиеттерин берет.

• ZK-STARK'тар SNARK'тарга салыштырмалуу чоңураак далилдерди түзөт (адатта 50–200 KB), бирок алардын жогорку деңгээлде параллелдештирүүгө мүмкүн болгон далилдөө процесси масштабдоо чечими сыяктуу ири масштабдагы эсептөөлөр үчүн аларды натыйжалуу кылат.

Киришүү

ZK-STARK'тар Технион - Израил технология институтунун профессору Эли Бен-Сассон тарабынан иштелип чыккан. Бул кыскартуу билимдин нөлдүк, масштабдалуучу жана ачык-айкын аргументтери дегенди билдирет. Негизги түшүнүк "транспаренттүүлүк": көптөгөн zk-SNARK конструкцияларында далилдөөчү менен текшерүүчү ортосунда баштапкы ишенимдүү орнотуу процедурасы талап кылынса, ZK-STARK'тар мындай процедурага муктаж эмес. Алар муну кагылышууга туруктуу хэш-функциялар аркылуу ишке ашырышат, бул ошондой эле кээ бир SNARK'тарды кванттык эсептөөлөргө каршы теориялык жактан алсыз кылган сан-теориялык божомолдорду жокко чыгарат.

ZK-STARK'тар кантип иштейт

ZK-STARK'тар интерактивдүү оракулдук далилдер (IOP) жана кагылышууга туруктуу хэш-функциялардын айкалышына негизделет. Алардын негизги жаңылыгы бул жашыруун баштапкы орнотуунун ордуна коомдук түрдө текшериле турган кокустукка таянуусу. Бул ар бир адам далилдин чынчыл түзүлгөнүн, далилдөөчүгө же орнотуу процедурасына катышкан кандайдыр бир үчүнчү тарапка ишенбестен, өз алдынча текшере алат дегенди билдирет.

Протокол далилденүүчү эсептөөнү көпмүчөлүккө коддойт, андан кийин Рид–Соломон коддоруна негизделген, жакындыкты текшерүүчү тез интерактивдүү оракулдук далил протоколун (FRI) колдонуп, көпмүчөлүктүн туура түзүлүшкө ээ экенин текшерет. Бул процесс жогорку деңгээлде параллелдештирүүгө мүмкүн болгондуктан, ZK-STARK далилдөө процесси бир нече процессорлорго же GPU'ларга бөлүштүрүлүп аткарылышы мүмкүн, бул транзакциялардын ири топтомдорун текшерүүдө өзгөчө натыйжалуулукту камсыздайт.

Аппараттык ылдамдатуу тармагындагы акыркы жетишкендиктер, анын ичинде динамикалык кайра конфигурациялануучу архитектуралар жана сан-теориялык трансформациялар үчүн көп-GPU алгоритмдери, ири масштабдагы жүктөмдөр үчүн далилдөө убактысын сааттардан секундага чейин кыскартты.

ZK-STARK'тар жана ZK-SNARK'тар

STARK'тар менен SNARK'тардын ортосундагы тандоо, адатта, колдонмонун конкреттүү талаптарына жараша болот. SNARK'тар өтө кичинекей далилдер жана блокченйдеги текшерүүнүн минималдуу чыгымдары артыкчылыктуу болгон учурларда үстөмдүк кылат, мисалы, купуялуулукка багытталган борборсуздаштырылган тиркемелерде. STARK'тар ишенимдүү баштапкы орнотуу талап кылынбаган жана пост-кванттык коопсуздук маанилүү болгон учурларда, ошондой эле масштабдоо чечими блоктору сыяктуу ири эсептөө топтомдорунда чоңураак далил өлчөмү экономикалык жактан негиздүү болгон учурда артыкчылыкка ээ.

Акыркы жылдары гибриддик архитектураларды колдонуу тенденциясы өсүүдө: мындай системалар STARK негизиндеги далилдөөчү арткы системаларды колдонуп далилдерди түзүп, андан соң аларды блокчейндеги ырастоону натыйжалуураак кылуу үчүн SNARK ичинде ороп беришет. Бул STARK'тардын ачык-айкындуулугун жана масштабдалуусун SNARK'тардын кыска далилдери менен айкалыштырат.

SNARK'тар үчүн универсалдуу жана жаңыртылуучу ишенимдүү орнотууларды иштеп чыгуу ишеним маселесин белгилүү бир деңгээлде азайтты, бирок STARK'тар дагы эле эң жөнөкөй орнотуу моделине ээ: хэш-функциялар жана коомдук кокустук гана колдонулат.

Практикалык колдонмолор

Башка пайда болуп жаткан колдонуу сценарийлерине STARK'тар блокчейнден тышкары аткарылган татаал эсептөөлөрдүн тууралыгын тастыктаган текшерилүүчү эсептөөлөр кирет, мисалы машиналык окутуу моделдеринин инференси, ошондой эле жеткирүү чынжырынын шайкештиги тармагында STARK далилдери жөнгө салуу талаптардын аткарылганын сезимтал бизнес маалыматтарын ачпастан эле тастыктай алат.

ZK-STARK'тардын чектөөлөрү

ZK-STARK'тардын негизги чектөөсү болуп далил өлчөмү саналат. 50–200 KB көлөмүндөгү STARK далили салыштырмалуу SNARK далилинен 10–100 эсе чоң болуп, бул блокчейнде сактоо жана өткөрүү чыгымдарын жогорулатат. Бул ресурстары чектелген блокчейндерде тез-тез жана кичине далилдерди талап кылган колдонмолор үчүн алардын жарактуулугун төмөндөтүшү мүмкүн.

Далилдерди түзүү процесси дагы эле эсептөө жагынан оор бойдон калууда, бирок аппараттык ылдамдатуу жана жакшыртылган алгоритмдер бул жүктү акырындап азайтууда. Мындан тышкары, ырастоо чыгымы асимптотикалык жактан натыйжалуу болгону менен, чакан жана орто өлчөмдөгү схемалар үчүн SNARK'тарга караганда жогору бойдон калат. Бир STARK далили башка STARK далилин текшерген рекурсия боюнча жүрүп жаткан изилдөөлөр бир нече далилди бириктирип, аларды бир компакттуу далилге айландыруу аркылуу далил өлчөмү жана текшерүү чыгымдары маселелерин азайтууну көздөйт.

Көп берилүүчү суроолор

ZK-STARK эмнени билдирет?

ZK-STARK билимдин нөлдүк, масштабдалуучу жана ачык-айкын аргументтери дегенди билдирет. Бул аталыш анын негизги касиеттерин чагылдырат: маалыматсыздык (купуялуулукту сактоо), масштабдуулук (ири эсептөөлөр үчүн натыйжалуулук) жана ачык-айкындуулук (ишенимдүү баштапкы орнотууну талап кылбоо).

ZK-STARK’тар менен zk-SNARK'тардын ортосундагы айырма эмнеде?

Негизги айырмачылыктары бул ZK-STARK'тар ишенимдүү баштапкы орнотууну талап кылбайт, пост-кванттык коопсуздукка ээ жана чоңураак далилдерди түзөт (SNARK'тарда ~0,2 KB болсо, STARK'тарда 50–200 KB). SNARK'тар адатта тезирээк ырастоо жана кичине далил өлчөмүн сунуштайт, ал эми STARK'тар ири масштабдагы топтук далилдөөдө жана күчтүүрөөк ишеним моделинде артыкчылыкка ээ.

ZK-STARK'тарды ким иштеп чыккан?

ZK-STARK'тар Технион-Израил технология институтунун компьютер илимдеринин профессору жана StarkWare компаниясынын кош-негиздөөчүсү Эли Бен-Сассон тарабынан иштелип чыккан. Бул технология Starknet блокчейн бириктирүүчү катмары тармагынын жана StarkEx негизиндеги бир катар колдонмолордун негизи болуп саналат.

ZK-STARK'тар кванттык эсептөөлөргө туруктуубу?

Ооба. ZK-STARK'тар эллиптикалык ийри сызыктардын жупташтырууларына эмес, кагылышууга туруктуу хэш-функцияларга таянгандыктан, алар классикалык да, кванттык эсептөө чабуулдарына да туруктуу деп эсептелет. Бул касиет пост-кванттык криптография институттук деңгээлде маанилүү болуп бараткан сайын өзгөчө актуалдуу болуп жатат.

ZK-STARK'тардын бүгүнкү күндөгү негизги колдонулушу эмне?

Бүгүнкү күндө ZK-STARK'тардын негизги колдонулушу блокчейн бириктирүүчү катмарынын блокчейн масштабдоо тармагында, өзгөчө Starknet аркылуу ишке ашырылат. Ошондой эле алар идентификациялык аутентификацияда, текшерилүүчү эсептөөлөрдө жана ар кандай тармактарда купуялуулукту сактаган маалыматты тастыктоодо изилденип жана колдонулуп жатат.

Жыйынтыктык ой-пикирлер

ZK-STARK'тар криптографиялык далил системаларындагы маанилүү өнүгүүнү билдирет, алар ачык-айкындуулукту, масштабдалуучулукту жана пост-кванттык коопсуздукту бирдиктүү иш алкагын айкалыштырат. Алардын чоңураак далил өлчөмү практикалык кыйынчылыктарды жаратса да, далилдөөчүнүн эффективдүүлүгүн жогорулатуу, аппараттык ылдамдатуу жана далилдерди агрегациялоо боюнча жүрүп жаткан өнүгүүлөр SNARK'тар менен болгон айырманы акырындык менен азайтып жатат. Starknet жана башка STARK негизиндеги платформалар өнүгүп жаткан сайын, бул технология блокчейн масштабдоо жана купуялуулук колдонмолорунда барган сайын маанилүү роль ойношу күтүлөт.

Кошумча окуу материалдары

• Маалыматсыз далилдөө деген эмне деген эмне жана ал блокчейнге кандай таасир этет?

• zk-SNARK'тар жана zk-STARK'тар тууралуу түшүндүрмө

• ZK-бириктирүүчү катмарлары деген эмне? Блокчейн бириктирүүчү катмарын масштабдоо ыкмасы

• Оптимисттик жана маалматсыз далилдөө бириктирүүчү катмарларынын айырмасы эмнеде?

• ZK-бириктирүүчү катмарынын сөздүгү