Zero-Knowledge-Beweise, erklärt

1 Was ist ein wissensfreier Beweis?
Ein wissensfreier Beweis ist ein digitales Protokoll, mit dem Daten ohne Verwendung eines Kennworts oder anderer mit der Transaktion verbundener Informationen zwischen zwei Parteien ausgetauscht werden können.

Im einfachsten Sinne kann ein wissensfreier Beweis (auch allgemein als ZKP bezeichnet) als ein Protokoll angesehen werden, durch das ein digitaler Authentifizierungsprozess ohne die Verwendung von Passwörtern oder anderen sensiblen Daten erleichtert werden kann. Infolgedessen können weder vom Sender noch vom Empfänger Informationen in irgendeiner Weise kompromittiert werden.

Dies ist sehr nützlich, zumal ein solches Sicherheitsniveau Technikbegeisterten die Möglichkeit bietet, miteinander zu kommunizieren, ohne den Inhalt ihrer Interaktionen mit Dritten offenlegen zu müssen.

Die Idee, die den wissensfreien Beweisen zugrunde liegt, trat bereits 1985 in den Vordergrund, als die Entwickler Shafi Goldwasser, Charles Rackoff und Silvio Micali der Welt den Begriff der „Wissenskomplexität“ vorstellten – ein Konzept, das als Vorläufer für ZKPs diente.

Wie der Name schon sagt, fungiert die Wissenskomplexität als metrischer Standard, um die Menge an Wissen zu bestimmen, die erforderlich ist, damit eine Transaktion (zwischen einem Prüfer und einem Prüfer) als gültig angesehen wird.

2. Wo sind ZKPs tatsächlich beschäftigt?
Zero-Knowledge-Proofs werden von Regierungsbehörden verwendet, um die Herkunft bestimmter Daten zu bestimmen, ohne dass sie nachweisen müssen, wie oder woher sie die Informationen bezogen haben.

Seit ihrer Gründung wurden wissensfreie Beweise in einer Vielzahl digitaler Domänen verwendet. Zum Beispiel haben Forscher diese Technologie verwendet, um neuartige digitale Identifikationsmechanismen zu erstellen, bei denen Benutzer keine sensiblen Informationen preisgeben müssen.

In diesem Zusammenhang gibt es mehrere Beispiele für selbstsouveräne Identitätsplattformen, mit denen Drittmitarbeiter wie Strafverfolgungsbehörden feststellen können, ob eine Person einen gültigen Führerschein besitzt, ohne dass die Person etwas anderes als ihre ID-Nummer übergeben muss.

In ähnlicher Weise können Regierungen auch ZKPs verwenden, um die nuklearen Fähigkeiten verschiedener Militärs zu bestimmen, ohne ihre Inventare ausspionieren oder inspizieren zu müssen. Zu diesem Thema ist ersichtlich, dass die Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA) im Juli dieses Jahres eine Erklärung veröffentlicht hat, in der sie behauptete, an einem neuen Projekt namens SIEVE zu arbeiten, dh der Sicherung von Informationen für die verschlüsselte Überprüfung und Auswertung – das nutzt ZKPs, um die Herkunft hochsicherer Daten zu bestimmen, ohne dass die US-Regierung die Art und Weise ihrer Erfassung offenlegen muss.

3. Können ZKPs in Blockchain-Plattformen integriert werden?
Zero-Knowledge-Proofs bieten Blockchain-Systemen, die diese Technologie nutzen, viele Vorteile. Zum Beispiel helfen sie dabei, Kryptotransaktionen dank ihrer hohen Verschlüsselung extrem sicher zu machen.

Ja, ein wissensfreier Beweis kann sehr einfach im Kontext eines Blockchain-Ökosystems verwendet werden, insbesondere im Hinblick auf die Validierung von Kryptowährungstransaktionen, ohne dass damit verbundene Daten offengelegt werden – z. B. woher die Transaktionen stammen, wohin sie gehen oder wie viel Geld wurde überwiesen.

Ein realer Anwendungsfall dieser Technologie ist Zcash, eine Krypto-Plattform, die eine spezielle Iteration von Zero-Knowledge-Proofs (zk-SNARKs) verwendet, mit denen native Transaktionen vollständig verschlüsselt bleiben können, während sie weiterhin gemäß den Konsensregeln des Netzwerks überprüft werden.

Obwohl wissensfreie Beweise ein großes Potenzial haben, die Art und Weise zu ändern, in der heutige Datensysteme Informationen verifizieren, befindet sich die Technologie noch im Anfangsstadium – hauptsächlich, weil Forscher versuchen, herauszufinden, wie sie am besten funktioniert Verwenden Sie dieses Konzept und ermitteln Sie mögliche Fehler.

4. Welche Vorteile bieten wissensfreie Beweise?
ZKPs machen Passwörter sowie die Verwendung anderer sensibler Daten bei der Erleichterung einer Transaktion vollständig überflüssig.

Zero-Knowledge-Proofs ermöglichen die Übertragung von Informationen zwischen zwei Parteien, ohne dass der Urheber ein Passwort verwenden oder Daten zu ihm / ihr offenlegen muss. Dies hilft dabei, viele der potenziellen Risiken auszuschließen, die mit der Verwendung von Nur-Passwort-Authentifizierungsprotokollen verbunden sind. Darüber hinaus tragen ZKPs dazu bei, die Sicherheit der Online-Zahlungen / -Transaktionen und öffentlichen Cloud-Konten einer Person zu verbessern.

Der einzige mögliche Nachteil bei der Verwendung von Zero-Knowledge-Proofs besteht darin, dass alle mit der Übertragung verbundenen Daten für immer verloren gehen, falls der Urheber einer Transaktion seinen Quellpasscode vergisst.

5. Bemerkenswerte Anwendungsfälle
In den letzten zwei bis drei Jahren haben eine Reihe von Plattformen wissensfreie Beweise eingeführt, um ihre nativen Sicherheits- / Datenschutzfunktionen zu verbessern.

ZoKrates ist eine digitale Toolbox, mit der erfahrene Entwickler wissensfreie Beweise mit Solidity erstellen und überprüfen können – einer objektorientierten Programmiersprache, mit der auf Ethereum basierende Smart Contracts erstellt werden.

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