ЗК-СТАРК

ZK-STARK (Zero-Knowledge Scalable Transparent ARgument of Knowledge) — это криптографическая система доказательства, которая позволяет одной стороне доказать другой стороне обладание секретной информацией или корректность вычислений — без раскрытия секрета и без необходимости проведения церемонии доверенной установки. Разработанные Эли Бен-Сассоном и компанией StarkWare Industries, системы STARK обеспечивают прозрачность (отсутствие доверенной установки) и квантовую устойчивость (опираясь только на хеш-функции), а также масштабируемость (время проверки доказательства полилогарифмически зависит от размера вычислений). Хотя zk-SNARKs обеспечивают меньшие по размеру доказательства, zk-STARKs предлагают более надежные криптографические предположения и являются основой технологии масштабирования Ethereum от StarkWare (StarkEx и StarkNet).

 Происхождение и история

«Старки — это нырки покрупнее». пост-квант«—Безопасный родственник, они жертвуют объемом доказательств ради прозрачности и безопасности». — Эли Бен-Сассон, соучредитель StarkWare.

 Как это работает

 Сравнение ZK-STARK и ZK-SNARK ───────────────────────────────────────────────────────────────────── SNARK STARK ──────────────────────────────────────────────────────────── Доверенная настройка: Требуется (токсичные отходы) НЕТ (прозрачность) Размер доказательства: ~200 байт ~50–200 КБ Время проверки: Миллисекунды Миллисекунды Квантово-безопасность: Нет (эллиптическая кривая) Да (только хеш-функции) Время проверки: Быстрое Медленнее (большие константы) Используется в: Zcash, zkSync, Groth16 StarkNet, StarkEx ──────────────────────────────────────────────────────────────

Генерация доказательства STARK: Вычисления → Алгебраическое промежуточное представление (AIR) → Полиномиальное подтверждение (протокол FRI) → Доказательство STARK (может быть проверено кем угодно) → Верификатор L1 Ethereum проверяет доказательство за ~200-500 тыс. газа

 Простыми словами

1. Нет доверенной установки – Для генерации параметров STARK не требуется секретная церемония. Нет никаких «токсичных отходов», которые нужно уничтожать; любой может убедиться в справедливости случайности.
2. Квантовый-безопасный – STARKs используют только устойчивые к коллизиям хеш-функции, которые квантовые компьютеры не могут взломать (в отличие от эллиптической криволинейной математики, используемой SNARKs).
3. Более внушительные доказательства, тот же уровень безопасности. – Доказательство STARK значительно больше, чем доказательство SNARK (50 КБ против 200 байт), но предполагает более надежные предположения о безопасности.
4. Масштабируется с помощью вычислений – Время проверки STARK растет полилогарифмически с увеличением объема вычислений — доказательство для вычисления, состоящего из 1 миллиона шагов, не становится в 1 миллион раз сложнее для проверки.
5. Каирский язык – Компания StarkWare создала Cairo, язык для написания программ, доказуемых в рамках STARK, позволяющий доказывать сложную логику смарт-контрактов на уровне L2 и рассчитывать платежи в сети Ethereum.

 Примеры из реального мира

 Преимущества

 Недостатки и риски

Советы по управлению рисками:

• Следите за планом децентрализации StarkNet — централизация в качестве проверяющей стороны представляет собой текущий риск.
• Для пакетов EVM Разработчикам стоит изучить Kakarot (EVM на Cairo) для упрощения миграции на StarkNet.
• Используйте L2Beat для отслеживания угроз безопасности StarkNet и повышения уровня безопасности ключевых объектов.

 FAQ

В: Что означает слово «прозрачный» в ZK-STARK?

А: Никаких секретных параметров не генерировалось. Любой может самостоятельно проверить, что система доказательств является честной — в отличие от SNARK, где целостность доверенной церемонии должна предполагаться.

В: Почему доказательства STARK сложнее, чем доказательства SNARK?

A: SNARKs используют сопоставление эллиптических кривых (компактные, но менее безопасные предположения); STARKs используют Меркле и полиномиальные обязательства FRI (по своей природе более крупные, но более безопасные).

В: Совместима ли система StarkNet с EVM?

A: В StarkNet используется Cairo (а не EVM). Kakarot — это реализация EVM, написанная на Cairo, что позволяет контрактам Solidity косвенно работать в StarkNet.

В: Может ли STARKs масштабироваться до миллиардов транзакций?

A: Рекурсивные STARK (доказательства доказательств доказательств) теоретически масштабируются до произвольного объема вычислений. Доказатель Stwo от StarkWare нацелен на доказательство миллионов транзакций в секунду.

В: Кто изобрел ZK-STARKs?

А: Эли Бен-Сассон (профессор Техниона и соучредитель StarkWare) вместе с Иддо Бентовым, Лиором Хорешем и Майклом Рябзевым опубликовали оригинальную статью о проекте STARK в 2018 году.

Источники

• Бен-Сассон и др., «Масштабируемая, прозрачная и постквантовая безопасная вычислительная целостность» (2018) — IACR ePrint
• Документация StarkWare — starkware.co
• Документация StarkNet — docs.starknet.io
• Виталик Бутерин, «Змеи, часть 1» — vitalik.ca

 Совет от UPay: Квантовоустойчивость STARK-ов делает их наиболее надежным вариантом для криптографических систем доказательств в долгосрочной перспективе по мере развития квантовых вычислений. Хотя SNARK-ы сегодня более эффективны, постепенный переход криптоэкосистемы к STARK-ам является разумной защитой от будущих квантовых рисков.Примечание: Данная статья в глоссарии предназначена исключительно для образовательных целей и не является финансовой или юридической консультацией.

UPay — Создание криптоэнциклопедии