WEB FREE #8: Zero-Knowledge Proofs

«Zero-Knowledge Proof.» Was wie das Ergebnis einer durchschnittlichen Uni-Prüfung klingt, ist in Wirklichkeit eine der leistungsstärksten und vielversprechendsten kryptografischen Techniken, die es gibt. Das neue WeSendit wird ebenfalls ZKP nutzen, daher ist es an der Zeit, das Konzept genauer zu erklären. Tauchen wir direkt in die Welt der Prover, Verifier und Gläubigen ein.

Was sind Zero-Knowledge Proofs?

Zero-Knowledge Proofs (ZKP) ermöglichen es einer Partei (dem Prover), einer anderen Partei (dem Verifier) zu beweisen, dass sie ein bestimmtes Informationsstück kennt, ohne die Information selbst preiszugeben. Mit anderen Worten: ZKPs erlauben es euch, jemand anderen von der Wahrheit einer Aussage zu überzeugen, ohne dabei über die eigentliche Wahrheit hinaus irgendwelche Informationen zu enthüllen.

Das Konzept des Zero-Knowledge Proofs wurde 1985 eingeführt und hat mit dem Aufstieg der Blockchain-Technologie an Bedeutung gewonnen. Heute werden ausgeklügelte ZKP für Authentifizierung, Datenschutz und Identifikationszwecke eingesetzt.

Die beiden Haupttypen von ZKP sind:

• Interaktive Zero-Knowledge Proofs — erfordern eine wiederholte Form des Dialogs zwischen Prover und Verifier, um einen Beweis abzuschliessen.
• Nicht-interaktive Zero-Knowledge Proofs — benötigen nur eine erste Nachricht vom Prover an den Verifier. Letzterer kann den Beweis dann ohne weitere Interaktion validieren.

Wie funktionieren Zero-Knowledge Proofs?

Stellt euch ein Wimmelbild für Kinder vor — eine Bahnhofsszene voller Menschen, und ihr und euer Freund sollt beide den roten Koffer finden. Ihr sagt eurem Freund, dass ihr den Standort kennt, aber er glaubt euch nicht. Wie könnt ihr beweisen, dass ihr den Standort kennt, ohne ihn zu verraten?

Ihr schneidet einfach einen sehr kleinen Bereich um den Koffer herum aus und zeigt ihn eurem Freund. Euer Freund weiss nun, dass eure Aussage korrekt war — und kennt dennoch nicht den eigentlichen Standort des Koffers. Er bekommt keinen Zugang zur Information selbst, aber ihr habt es trotzdem geschafft zu beweisen, dass ihr sie «besitzt». So funktionieren Zero-Knowledge Proofs — plus einige weitere Formeln und Berechnungen.

Was sind die Hauptvorteile von Zero-Knowledge Proofs?

• Gestärkter Datenschutz: ZKP kann die Wahrheit einer Information validieren, ohne die Information selbst preisgeben zu müssen — besonders wertvoll für Gesundheitsdaten, Patientendaten, Finanzinformationen und persönliche Daten.
• Verbesserte Sicherheit: Durch den Wegfall von Zwischenparteien erhöhen Zero-Knowledge Proofs die Sicherheit von Blockchain-Transaktionen, insbesondere beim Eigentumsnachweis.
• Grössere Effizienz: Ausgeklügelte ZKP minimieren den Bedarf an Rechenleistung und zusätzlichen Berechnungen, senken die Kosten und beschleunigen den gesamten Verifizierungsprozess.
• Dezentrale vertrauensfreie Systeme: Zero-Knowledge Proofs ermöglichen die vertrauensfreie Verifizierung durch mathematische Korrektheitsbeweise — und machen die «trustless systems» möglich, die Blockchain-Technologie anstrebt.

Fazit: From zero to hero!

Zero-Knowledge Proofs haben das Potenzial, eines der wichtigsten Versprechen der Blockchain zu erfüllen: ein vertrauensfreies System zu ermöglichen, in dem eure persönlichen Informationen jederzeit sicher bleiben. Die möglichen Anwendungsfälle sind atemberaubend, und viele Organisationen, darunter WeSendit, arbeiten daran, leistungsstarke Anwendungen zu entwickeln. Das Zeitalter der Zero-Knowledge Proofs hat gerade erst begonnen — und sie werden einen grossen Einfluss auf File Transfer und Storage haben.