zk-STARKS là gì? Cùng tìm hiểu về giao thức zk-STARKS

zk-STARKS là gì?

zk-STARKS (Là viết tắt của – Zero-Knowledge Succinct Transparent Argument of Knowledge) đây là một loại hệ thống chứng minh không cần tiết lộ bằng chứng (zero-knowledge proof system) được sử dụng trong các ứng dụng blockchain để xác nhận tính đúng đắn của các giao dịch mà không cần phải tiết lộ chi tiết về các giao dịch đó. Zk-STARKS là một loại hệ thống chứng minh có tính đóng gói cao và chi phí tính toán thấp hơn so với các hệ thống chứng minh khác, chẳng hạn như zk-SNARKS. Zk-STARKS có thể được sử dụng để xác minh các giao dịch trong các blockchain như Ethereum và Bitcoin, cũng như các hệ thống tương tự. Zk-STARKS được thiết kế để đáp ứng các yêu cầu về tính bảo mật, tính đáng tin cậy và tính khả dụng trong các ứng dụng blockchain và được coi là một công nghệ tiên tiến trong lĩnh vực này.

Lịch sử hình thành zk-STARKS

zk-STARKS (Zero-Knowledge Scalable Transparent Argument of Knowledge) là một hệ thống chứng thực zero-knowledge (không tiết lộ thông tin) được phát triển bởi Eli Ben-Sasson, Michael Riabzev, Lior Goldberg, Ariel Gabizon và Zachary Williamson vào năm 2018.

Tuy nhiên, cơ sở lý thuyết của zk-STARKS bắt đầu từ năm 2013 khi Eli Ben-Sasson cùng với các cộng sự đề xuất hệ thống chứng thực zero-knowledge mới dựa trên đại số đa thức có tên là PCP (Probabilistically Checkable Proofs). Hệ thống này cho phép chứng minh tính đúng đắn của một phát biểu bằng cách kiểm tra một cách xác suất, với độ tin cậy cao, một đoạn chứa thông tin của phát biểu đó.

Sau đó, vào năm 2015, Eli Ben-Sasson, Alessandro Chiesa, Eran Tromer và Madars Virza đã đề xuất hệ thống chứng thực zero-knowledge mới dựa trên đại số đa thức và có tên là zk-SNARKs (Zero-Knowledge Succinct Non-Interactive Argument of Knowledge). zk-SNARKs là một cải tiến đáng kể so với PCP bởi nó cho phép chứng thực zero-knowledge một cách ngắn gọn, tương đối nhanh chóng và không cần tương tác.

Cuối cùng, vào năm 2018, Eli Ben-Sasson, Michael Riabzev, Lior Goldberg, Ariel Gabizon và Zachary Williamson đã phát triển zk-STARKS, một cải tiến khác của zk-SNARKs, cho phép chứng thực zero-knowledge một cách linh hoạt hơn và có khả năng mở rộng cao hơn. Với zk-STARKS, người dùng có thể chứng minh tính đúng đắn của một phát biểu một cách rõ ràng và chính xác hơn, và không cần phải tin tưởng vào bất kỳ thành phần nào của hệ thống.

Các ứng dụng của zk-STARKS rất đa dạng, từ việc chứng minh tính đúng đắn của các giao dịch trong blockchain đến việc bảo vệ quyền riêng tư trong các ứng dụng phân tán.

Những vấn đề mà zk-STARKS muốn giải quyết?

zk-STARKS được phát triển để giải quyết một số vấn đề quan trọng trong lĩnh vực chứng thực và bảo vệ dữ liệu, bao gồm:

  • Bảo vệ quyền riêng tư: Một trong những vấn đề chính mà zk-STARKS muốn giải quyết là bảo vệ quyền riêng tư. Với zk-STARKS, người dùng có thể chứng thực tính đúng đắn của các phát biểu mà không cần tiết lộ bất kỳ thông tin nào về dữ liệu gốc.
  • Tính mở rộng: zk-STARKS cho phép chứng thực trên nhiều dữ liệu và cho nhiều người dùng một cách đồng thời, mà không làm giảm độ tin cậy của hệ thống. Điều này làm cho zk-STARKS trở thành một công nghệ hữu ích cho các ứng dụng phân tán như blockchain.
  • Độ tin cậy cao: zk-STARKS đảm bảo tính đúng đắn của chứng thực một cách rõ ràng và chính xác. Hơn nữa, hệ thống này không cần tin tưởng vào bất kỳ thành phần nào của chính nó, điều này làm giảm rủi ro bị tấn công và đảm bảo tính bảo mật cho người dùng.
  • Tính tiện lợi và hiệu quả: zk-STARKS được thiết kế để cho phép chứng thực một cách nhanh chóng và hiệu quả, với chi phí tính toán thấp hơn so với một số phương pháp chứng thực khác.

Với những ưu điểm trên, zk-STARKS có thể được áp dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực, từ blockchain đến bảo mật dữ liệu và truyền thông.

Ai đã tạo ra zk-STARKS?

zk-STARKS là một công nghệ được phát triển bởi các nhà nghiên cứu trong lĩnh vực mật mã học và chứng thực, bao gồm Eli Ben-Sasson, Alessandro Chiesa, Michael Riabzev và Madars Virza. Họ đã công bố bài báo khoa học về zk-STARKS vào năm 2018 và được đánh giá là một trong những tiến bộ quan trọng nhất trong lĩnh vực chứng thực trong những năm gần đây. Từ đó, nhiều nhóm nghiên cứu và các tổ chức công nghệ đã tiếp tục phát triển và ứng dụng zk-STARKS trong các ứng dụng thực tế.

Những ưu điểm & Nhược điểm của zk-STARKS?

Những ưu điểm của zk-STARKS là gì?

zk-STARKS có nhiều ưu điểm so với các phương pháp chứng thực khác. Sau đây là một số ưu điểm của zk-STARKS:

  • Chứng thực không tiết lộ: zk-STARKS cho phép chứng thực tính đúng đắn của dữ liệu mà không cần tiết lộ bất kỳ thông tin nào về dữ liệu gốc, bảo vệ quyền riêng tư của người dùng.
  • Tính độc lập: zk-STARKS sử dụng lý thuyết độ phức tạp tính toán để tăng tính độc lập của hệ thống. Điều này giúp giảm rủi ro bị tấn công và đảm bảo tính bảo mật cho người dùng.
  • Hiệu suất cao: zk-STARKS có thể chứng thực hàng trăm nghìn hoặc thậm chí hàng triệu giao dịch trong thời gian rất ngắn, đáp ứng nhu cầu xử lý lớn của các ứng dụng blockchain.
  • Mở rộng: zk-STARKS là một công nghệ mở rộng, có thể được sử dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau ngoài blockchain, bao gồm cả trong lĩnh vực tài chính và y tế.
  • Khả năng xử lý dữ liệu không cần tin cậy: zk-STARKS có thể chứng thực tính đúng đắn của dữ liệu mà không cần tin tưởng vào bất kỳ bên nào khác. Điều này làm cho zk-STARKS trở thành một công nghệ đáng tin cậy cho các ứng dụng mà yêu cầu tính độc lập và độ tin cậy cao.

Tóm lại, zk-STARKS là một công nghệ có tính bảo mật cao, khả năng chứng thực tính đúng đắn của dữ liệu mà không cần tiết lộ thông tin, và có tính mở rộng và hiệu suất cao, làm cho nó trở thành một công nghệ hữu ích trong nhiều lĩnh vực.

Những nhược điểm của zk-STARKS là gì?

Mặc dù zk-STARKS có nhiều ưu điểm, nhưng nó cũng có một số nhược điểm như sau:

  • Độ phức tạp tính toán cao: zk-STARKS sử dụng lý thuyết độ phức tạp tính toán để đạt được tính độc lập và tính riêng tư cao. Tuy nhiên, điều này cũng đồng nghĩa với việc zk-STARKS yêu cầu độ phức tạp tính toán cao hơn so với các phương pháp chứng thực khác.
  • Kích thước chứng thực lớn: zk-STARKS tạo ra các chứng thực có kích thước lớn, làm cho việc lưu trữ và truyền tải chúng trở nên khó khăn hơn. Điều này có thể gây khó khăn trong việc triển khai zk-STARKS trên các nền tảng có tài nguyên hạn chế.
  • Số lượng các thủ tục tạo chứng thực tương đối lớn: zk-STARKS yêu cầu thực hiện nhiều bước để tạo ra các chứng thực. Điều này có thể làm tăng độ trễ và tốn thời gian trong quá trình chứng thực.

Tóm lại, zk-STARKS là một công nghệ chứng thực rất tiên tiến, nhưng nó cũng có một số nhược điểm nhất định như độ phức tạp tính toán cao, kích thước chứng thực lớn và số lượng các thủ tục tạo chứng thực tương đối lớn.

Các thành phần của hệ thống của zk-STARKS

Hệ thống của zk-STARKS bao gồm các thành phần sau:

  • Circuit: Là một mạch điện tử ảo hoặc một chương trình tính toán được biểu diễn dưới dạng một mạch R1CS (Rank-1 Constraint System). Circuit này được sử dụng để đưa ra một bài toán cần được chứng thực.
  • Prover: Là thành phần có nhiệm vụ tạo ra một chứng thực cho bài toán đã cho, mà không tiết lộ bất kỳ thông tin riêng tư nào về đầu vào hoặc phép tính. Prover tạo ra các chứng thực dựa trên zk-STARKS và gửi chúng đến Verifier để được xác thực.
  • Verifier: Là thành phần có nhiệm vụ xác thực chứng thực được tạo ra bởi Prover. Verifier sử dụng zk-STARKS để xác định tính chính xác của chứng thực và xác thực tính độc lập của chứng thực với bất kỳ thông tin nào khác.
  • Trusted Setup: Là quá trình khởi tạo và cung cấp các thông tin ban đầu cho zk-STARKS. Các thông tin này được sử dụng để tạo ra các tham số chính của zk-STARKS và được sử dụng bởi Prover và Verifier để tạo ra và xác thực các chứng thực.

Tóm lại, các thành phần của hệ thống zk-STARKS bao gồm Circuit, Prover, Verifier và Trusted Setup. Các thành phần này hoạt động cùng nhau để tạo ra và xác thực các chứng thực mà không tiết lộ bất kỳ thông tin riêng tư nào về đầu vào hoặc phép tính.

Những dự án sử dụng zk-STARKS

Công nghệ zk-STARKS đã được sử dụng trong nhiều dự án và sản phẩm khác nhau trong các lĩnh vực khác nhau, bao gồm:

  1. StarkDEX: Là một sàn giao dịch phi tập trung (DEX) dựa trên công nghệ zk-STARKS của StarkWare. StarkDEX cho phép giao dịch các token mà không cần tin tưởng vào bên thứ ba và sử dụng chứng thực của zk-STARKS để đảm bảo tính toàn vẹn của giao dịch.
  2. Aleo: Là một nền tảng blockchain bảo mật riêng tư sử dụng zk-STARKS để giấu thông tin về các giao dịch và người dùng. Aleo cho phép các ứng dụng xây dựng trên nền tảng của nó và sử dụng zk-STARKS để đảm bảo tính riêng tư và độc lập.
  3. Loopring: Là một giao thức giao dịch phi tập trung (DEX) dựa trên công nghệ zk-STARKS. Loopring cho phép giao dịch các token mà không cần tin tưởng vào bên thứ ba và sử dụng chứng thực của zk-STARKS để đảm bảo tính toàn vẹn của giao dịch.
  4. Hermez: Là một giao thức chuyển tiền phi tập trung dựa trên công nghệ zk-STARKS của Ethereum. Hermez sử dụng zk-STARKS để tối ưu hóa các giao dịch và đảm bảo tính riêng tư và độc lập cho người dùng.
  5. StarkWare: Là một công ty công nghệ được thành lập bởi các chuyên gia trong lĩnh vực mã hóa và lý thuyết số. StarkWare sử dụng công nghệ zk-STARKS để phát triển các sản phẩm và giải pháp bảo mật riêng tư cho các ứng dụng blockchain và tài chính phi tập trung.

Tóm lại, các dự án và sản phẩm sử dụng zk-STARKS là rất đa dạng, từ các sàn giao dịch phi tập trung, các nền tảng blockchain đến các giải pháp bảo mật riêng tư và độc lập cho các ứng dụng blockchain và tài chính phi tập trung.

Lời kết 

Tổng quan về zk-STARKS cho thấy rằng công nghệ này đang trở thành một trong những công nghệ đột phá trong lĩnh vực bảo mật và riêng tư trên blockchain. Với khả năng đảm bảo tính toàn vẹn và tính riêng tư cao, zk-STARKS đang được áp dụng trong nhiều dự án và sản phẩm khác nhau, giúp cải thiện tính bảo mật và độc lập của các ứng dụng blockchain và tài chính phi tập trung. Tuy vậy, công nghệ zk-STARKS còn đang trong quá trình phát triển và cần thêm nhiều nỗ lực để giải quyết các vấn đề như khả năng tính toán và kích thước chứng thực. Với sự tiến bộ và phát triển của công nghệ, zk-STARKS có thể trở thành một giải pháp quan trọng trong lĩnh vực blockchain và bảo mật trong tương lai.

Hãy bình luận đầu tiên

Để lại một phản hồi

Thư điện tử của bạn sẽ không được hiện thị công khai.


*