零知识证明：STARKs 与 SNARKs

新技术之间的冲突

纵观历史，总是有类似的技术大约在同一时间进入市场，寻求类似的结果，但以不同的方式解决问题。当这种市场现象发生时，采用者应该尝试客观地评估每一项技术。

由于 STARK 阵营和 SNARK 阵营都对各自的技术充满热情，我们认为对这两种技术进行客观比较会很有趣。

STARKs 与 SNARKs

快速复习一下，零知识证明技术使一方能够向另一方证明他们知道某些事情，而证明者不必自己传达信息来证明他们的知识。它们既是一种隐私增强技术，因为它们减少了用户之间需要提供的信息量，又是一种扩展技术，因为它们可以允许以更快的速度验证证明，因为它们不包含全部信息非私有系统的信息。

当今市场上最引人注目的两种零知识技术是 zk-STARKs 和 zk-SNARKs。两者都是双方证明知识的方法的首字母缩写词：zk-STARK代表零知识可扩展的透明知识论证，zk-SNARK代表零知识简洁非交互式知识论证。本文将深入探讨从文化和技术的角度分析这两种不同的零知识技术之间的核心差异。此外，这两种零知识技术本质上都是非交互式的，这意味着代码可以部署并自主运行。

下面，我们有几个表格描述了两种技术之间的一些高级差异。我们还将深入研究段落格式的差异。

资料来源：物质实验室

SNARK

2012 年 1 月，加州大学伯克利分校一位名叫 Alessandro Chiesa 的教授与人合着了一篇论文，为他们首次构建的零知识证明创造了术语 zk-SNARK。Zk-SNARK 在其基础上依赖于椭圆曲线来保证安全性。密码学中的椭圆曲线在基本假设下运行，即找到相对于公知基点的随机椭圆曲线元素的离散对数是不可行的。

虽然关于椭圆曲线随机数生成器是否存在后门一直存在很大争议，但整个算法通常仍然是安全的。尽管侧信道攻击中有几个流行的漏洞，但可以通过多种技术轻松缓解。量子攻击确实笼罩在基于椭圆曲线的密码学上，但打破其安全模型所需的量子计算尚未广泛应用。

除了基于椭圆曲线之外，zk-SNARK 还需要可信设置。可信设置是指密钥的初始创建事件，用于创建私人交易所需的证明以及这些证明的验证。最初，当这些密钥被创建时，在验证密钥和发送私人交易的密钥之间有一个隐藏的参数链接。如果用于在可信设置事件中创建这些密钥的秘密没有被破坏，则可以利用这些秘密通过虚假验证来伪造交易，从而使持有者能够执行诸如凭空创建新令牌并使用它们等操作用于交易。由于 zk-SNARKs 的隐私特性，将无法验证凭空创建的代币实际上是凭空创造。话虽如此，信任设置仅在最初需要

因此，基于 SNARK 的网络的用户必须依赖于正确执行可信设置的事实，这意味着与可信设置密钥相关的秘密已被销毁，并且不会由监督仪式的个人持有。对可信设置的依赖一直是 SNARK 批评者最关注的领域之一。话虽如此，开发人员只需要最初使用可信设置，而不是持续使用。

SNARK 的另一个重要批评领域是它们不具有量子抗性。一旦量子计算在很大程度上可用，SNARKs 背后的隐私技术将被打破。当然，SNARKs 的支持者正确地指出，当使用量子计算机时，我们将面临更多问题，例如破坏 RSA 和大多数钱包基础设施。

话虽如此，尽管存在与可信设置相关的问题，但实际上 SNARK 的采用速度比 STARK 快得多的原因有很多。SNARKs 比 STARKs 早几年被发现，这使该技术在采用方面取得了重要的领先优势。Zcash 是较早的数字资产项目之一，它在区块链开发社区中普及了 SNARK 的使用。由于 Zcash 和其他 SNARKs 的采用者，SNARKs 拥有最多的开发人员库、已发布的代码、项目和积极致力于该技术的开发人员。除了 Zcash，新兴的 DEX Loopring 也使用了 SNARK。如果开发人员想开始使用零知识技术，他们在使用 SNARK 方面将比 STARK 获得更多支持。

此外，据估计 SNARK仅需要 STARK 所需气体的 24%，这意味着与 SNARK 进行交易对最终用户来说要便宜得多。最后，SNARKs 的证明大小比 STARKs 小得多，这意味着它需要更少的链上存储。

STARKs

虽然 SNARKs 在文档和开发人员支持方面比 STARKs 有一些明显的优势，但 STARKs 确实提供了一些独特的好处。但首先，让我们从技术角度深入了解 STARK 是什么。

Eli Ben-Sasson、Iddo Bentov、Yinon Horeshy 和 Michael Riabzev 在2018 年撰写了第一篇描述 STARK 的论文。与 SNARK 不同，STARK 的基础技术依赖于哈希函数。马上，依靠散列函数提供了一些好处，例如抗量子。此外，开始在网络中使用 STARK 不需要可信设置。

话虽如此，STARKs 的证明尺寸远大于 SNARKs，这意味着验证 STARKs 比 SNARKs 花费更多的时间，并且也导致 STARKs 需要更多的 gas。

此外，由于缺乏开发人员文档和社区，开发人员将很难使用 STARK。虽然有一些项目创建了基于 STARK 的扩展解决方案，例如STARKWARE，但 SNARKs 社区仍然要大得多。

虽然两个开发者社区都支持 SNARKs 和 STARKs，但以太坊基金会特别表达了对利用 Starks 的 STARKware 的声音支持。事实上，以太坊基金会向 STARKware 提供了 1200 万美元的赠款，这清楚地表明了他们对新兴技术的投入。

此外，虽然与 SNARK 相比，STARK 的文档相形见绌，但技术社区最近为那些希望实施尖端技术的人开发了更多资源。

感谢 Anish Mohammad 的洞察力和 专业知识。

原文：https://consensys.net/blog/blockchain-explained/zero-knowledge-proofs-starks-vs-snarks/