Ethereum-Mitbegründer Vitalik Buterin hat ein neues kryptografisches Protokoll namens Circle STARKs vorgestellt, das verspricht, die Sicherheit und Effizienz der Blockchain zu verbessern.
In einem kürzlichen Beitrag erklärt Buterin, dass dieser Technologiesprung kleinere Felder wie Mersenne31 nutzt, um die Prüfgeschwindigkeit deutlich zu verbessern, ohne die Sicherheitsmaßnahmen zu beeinträchtigen.
"Der wichtigste Trend bei der Entwicklung des STARK-Protokolls in den letzten zwei Jahren war der Wechsel zu kleinen Feldern."
Kleinere Felder, größere Gewinne
Laut dem Beitrag arbeiten traditionelle skalierbare transparente Wissensargumente (STARKs) über 256-Bit-Felder, die zwar sicher, aber typischerweise ineffizient sind.
Circle STARKs nutzen kleinere Felder, was zu geringeren Rechenkosten, schnelleren Prüfgeschwindigkeiten und effizienteren Gewinnen führt, wie z. B. die Überprüfung von 620.000 Poseidon2-Hashes pro Sekunde auf einem M3-Laptop.
Buterin merkt an, dass frühere STARK-Implementierungen kleinere Felder "auf natürliche Weise mit der Verifizierung von Signaturen auf Basis elliptischer Kurven kompatibel" machten, aber aufgrund der großen Anzahl an Feldern "zu Ineffizienz" führen.
Circle STARK Sicherheit
Traditionelle kleine Felder haben eine begrenzte Anzahl möglicher Werte und können im Hinblick auf Brute-Force-Angriffe anfällig sein.
Circle STARKs wirken dieser Schwachstelle entgegen, indem sie mehrere Zufallsüberprüfungen durchführen und Erweiterungsfelder verwenden, wodurch die Menge der Werte, die Angreifer erraten müssen, erweitert wird.
Diese Sicherheitsmaßnahme schafft eine rechnerische Barriere für Angreifer, die die Integrität des Protokolls aufrechterhält.
"Bei STARKs über kleinere Felder haben wir ein Problem: Es gibt nur etwa zwei Milliarden mögliche Werte r zur Auswahl, so dass ein Angreifer, der einen gefälschten Beweis erstellen will, es nur zwei Milliarden Mal versuchen muss. Das ist eine Menge Arbeit, aber für einen entschlossenen Angreifer durchaus machbar!"
Praktische Auswirkungen
Die Fast Reed-Solomon Interactive Oracle Proximity Proofs (FRI) beweisen, dass eine Funktion ein Polynom eines bestimmten Grades ist und sind ein entscheidender Aspekt der Circle STARKs.
Durch die Einführung von Circle FRI, einem Ansatz, der die Integrität des kryptographischen Prozesses aufrechterhält, stellen Circle STARKs sicher, dass nicht-polynomielle Eingaben den Beweis nicht bestehen.
Circle STARKs bieten mehr Flexibilität und Vielseitigkeit für eine effiziente Rechenleistung, indem sie kleine Felder und diese neue mathematische Struktur nutzen.
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