Các giao thức sử dụng Zero-Knowledge Proof (ZKP) đang chứng tỏ rằng chúng là công cụ mạnh mẽ để giải quyết vấn đề liên quan đến quyền riêng tư và tính bảo mật.

 

Trong bài viết này, hãy cùng TradeCoinVN tìm hiểu về một trong những phiên bản tiên tiến nhất của ZKP, đó chính là Zk-Stark.

zk-STARK là gì?

zk-STARK (Zero-Knowledge Scalable Transparent Argument of Knowledge) là một loại giao thức Zero-Knowledge Proof (ZKP) phiên bản cải tiến đang được cộng đồng chú ý gần đây. Tương tự như mọi giao thức ZKP khác, mục tiêu của Zk-Stark là cho phép chứng minh một thông tin là đúng mà không cần phải tiết lộ chính thông tin đó.

Zk-Stark là một dạng giao thức ZKP cải tiến
Zk-Stark là một dạng giao thức ZKP cải tiến

Trong blockchain và crypto, zk-STARK được sử dụng để xác minh tính chính xác của các giao dịch mà không cần tiết lộ bất kỳ thông tin nào liên quan đến giao dịch đó. Cơ chế độc đáo này giúp cải thiện tính bảo mật và quyền riêng tư trong các hệ thống blockchain.

 

Điểm đáng chú ý của zk-STARK là khả năng mở rộng, nó cho phép xử lý một số lượng lớn các yêu cầu mà vẫn đảm bảo hiệu suất cao, qua đó giúp ích cho việc triển khai mọi ứng dụng trong thực tế.

Mô hình hoạt động của zk-STARK

Mô hình hoạt động của zk-STARK bao gồm hai thành phần chính, đó là Prover (bên chứng minh), Verifier (bên xác nhận) với quy trình sau:

Statement (Tuyên bố)

Xác định một tuyên bố mà Prover muốn chứng minh rằng nó đúng. Ví dụ, trong một giao dịch crypto, statement có thể là "Tôi có đủ tiền để thực hiện giao dịch này" hoặc "Tôi biết mật khẩu của tài khoản này".

Proof (Chứng minh)

Prover tạo ra một bằng chứng (ZKP) để chứng minh rằng statement trên là đúng thông qua Polynomial (đa thức), Commitments (cam kết) và cấu trúc dữ liệu Merkle Tree:

 

  • Polynomial được tạo ra dựa trên các dữ liệu mà họ muốn chứng minh, ví dụ như số tiền giao dịch, thông tin người gửi, người nhận, tin nhắn.v.v.
  • Tiếp theo, Prover sẽ tạo ra các Commitments cho các hệ số của Polynomial ở trên bằng cách sử dụng các hàm mật mã. Đồng thời sử dụng Merkle Tree để giảm kích thước lưu trữ và tăng cường tính bảo mật cho dữ liệu.
  • Cuối cùng, các Commitments này được gửi đến Verifier.

Verification (Xác nhận)

Thông qua ZKP, Verifier thực hiện quá trình xác minh và quyết định chấp nhận hoặc từ chối bằng chứng.

Mô hình hoạt động của Zk-stark
Mô hình hoạt động của Zk-stark

Ưu và nhược điểm của zk-STARK

Ưu điểm

Tăng cường tính bảo mật bằng cách chứng minh tính đúng đắn của các thông tin mà không tiết lộ các nội dung liên quan đến chính thông tin đó.

 

Cho phép xử lý một số lượng lớn các yêu cầu mà vẫn đảm bảo hiệu quả, chính xác.

Nhược điểm

Việc tạo và xác minh các bằng chứng sử dụng công nghệ zk-STARK đòi hỏi nguồn tài nguyên tính toán lớn, làm tăng chi phí đầu tư và có thể giảm hiệu suất trong một số trường hợp.

 

Để triển khai zk-STARK cần có kiến thức chuyên sâu về kỹ thuật mật mã và toán học, đây là thách thức kỹ thuật đối với nhiều developer.

So sánh zk-STARK với zk-SNARK

Cả zk-Stark và zk-Snark đều là các giao thức Zero-Knowledge Proof nhưng giữa chúng có một số điểm khác nhau.

 

zk-Stark nổi bật với khả năng mở rộng, phù hợp cho các blockchain yêu cầu cao về quy mô và hiệu suất. Ngược lại, zk-SNARK được thiết kế để xử lý một số lượng yêu cầu nhỏ và dễ xác minh, phù hợp để sử dụng trong các blockchain có giới hạn về quy mô.

 

Về cơ chế thiết lập bằng chứng xác minh, zk-STARK tạo ra các Polynomial, Commitments và sử dụng Merkle Tree. Trong khi đó, zk-Snark sử dụng trusted setup (bước thiết lập độ tin cậy) để tạo ra hàng loạt các thông số mật mã.

Cả zk-Stark và zk-Snark đều là các giao thức Zero-Knowledge Proof
Cả zk-Stark và zk-Snark đều là các giao thức Zero-Knowledge Proof

Nhìn chung, việc sử dụng trusted setup của zk-SNARK dễ gây ra rủi ro về an ninh và độ tin cậy hơn trong việc triển khai so với cơ chế mà zk-STARK đang áp dụng.

Một số dự án sử dụng Zk-STARK

Tổng kết

Tóm lại, Zk-STARK là một trong những công cụ mạnh mẽ nhất hiện nay dành cho các dự án crypto và dApp để đảm bảo tính riêng tư và bảo mật. Với khả năng mở rộng và tiềm năng ứng dụng rộng rãi, Zk-STARK hứa hẹn sẽ đóng vai trò quan trọng hơn nữa trong quá trình phát triển công nghệ blockchain.