Krypto-Glossar

zk-STARK

Ein zk-STARK ist eine Art Zero-Knowledge-Proof, mit dem jemand beweist, dass eine Berechnung korrekt war, ohne dass ein Trusted Setup nötig ist. Er stützt sich nur auf Hashfunktionen und öffentlichen Zufall.

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Wofür die Buchstaben stehen

STARK steht für Scalable Transparent Argument of Knowledge. Ein Zero-Knowledge-Proof erlaubt es einem Beweiser, einen Prüfer davon zu überzeugen, dass eine Aussage stimmt, etwa dass tausende Transaktionen korrekt verarbeitet wurden, ohne dass der Prüfer alles nachrechnen muss und, falls gewünscht, ohne die Daten offenzulegen.

Das entscheidende Wort ist transparent. Andere Beweissysteme, darunter viele zk-SNARKs, brauchen eine einmalige Zeremonie, bei der geheime Parameter entstehen, oft Toxic Waste genannt. Würden diese Geheimnisse bekannt, könnte jemand Beweise fälschen. STARKs kommen ohne solche Zeremonie aus: Alle Parameter sind öffentlich. Das gilt für STARKs grundsätzlich, nicht nur für einzelne Umsetzungen.

Wie ein STARK-Beweis entsteht

Die Berechnung wird in Polynomgleichungen übersetzt. Der Beweiser legt sich mit einem Merkle-Baum aus Hashes auf die Ergebnisse fest und beantwortet dann zufällige Stichproben, die aus öffentlichem Zufall gewählt werden. Hat er irgendwo geschummelt, fällt das mit überwältigender Wahrscheinlichkeit auf.

Weil die Sicherheit auf Hashfunktionen statt auf elliptischen Kurven beruht, gelten STARKs als widerstandsfähig gegenüber künftigen Quantencomputern, was viele SNARKs nicht sind.

Wo du ihnen begegnest

Am bekanntesten ist der Einsatz in Zero-Knowledge-Rollups, also Layer-2-Systemen, die viele Transaktionen abseits der Hauptkette bündeln und nur einen Beweis an Ethereum senden. StarkNet und StarkEx von StarkWare nutzen STARKs. Einen Beweis zu prüfen ist viel günstiger, als jede Transaktion neu auszuführen, und so senken Rollups die Gebühren.

Nachteile und Grenzen

STARK-Beweise sind deutlich größer als SNARK-Beweise, oft zehn bis hunderte Kilobyte statt einiger hundert Bytes. Diese Daten on-chain zu speichern kostet Gas, deshalb verpacken manche Projekte einen STARK vor der Veröffentlichung in einen kleineren SNARK.

Außerdem zeigt ein Beweis nur, dass das Programm so lief, wie es geschrieben ist. Hat das Programm oder der Prüf-Contract einen Fehler, kann auch ein gültiger Beweis ein falsches Ergebnis bestätigen. Audits bleiben also wichtig.

Frag Coach dazu

Coach ist die KI von AtenaCrypto. Sie erklärt Krypto mit Live-Marktdaten, in einfachen Worten.

Wie schneiden zk-STARKs im Vergleich zu zk-SNARKs bei Ethereum-Rollups ab?Coach fragen →

Häufige Fragen

Was ist der Unterschied zwischen zk-STARK und zk-SNARK?

Beide beweisen Berechnungen kompakt. STARKs brauchen kein Trusted Setup und beruhen auf Hashes, SNARKs liefern meist viel kleinere Beweise, hängen aber oft von einer Setup-Zeremonie und Annahmen über elliptische Kurven ab.

Sind zk-STARKs quantensicher?

Sie gelten allgemein als post-quantensicher, weil sie auf kollisionsresistenten Hashfunktionen beruhen und nicht auf Problemen, die ein großer Quantencomputer lösen könnte.

Verbergen zk-STARKs meine Daten?

Das können sie, aber nicht jede Anwendung tut es. Viele Rollups nutzen STARKs vor allem zur Skalierung, die Transaktionen selbst bleiben dann öffentlich.