Einführung in das Zama Confidential Blockchain-Protokoll

Fragen Sie jemanden, der sich mit Blockchain auskennt, was die größten Nachteile der Technologie sind: Während einige spezifische Antworten hier und da variieren können, werden Sicherheit und Datenschutzbedenken wahrscheinlich immer ganz oben auf der Liste stehen, oft begleitet von Fragen zur Geschwindigkeit der Technologie und den dazugehörigen Regulierungen.

Warum sollte man dann überhaupt Blockchain nutzen, wenn man ihr nicht vollständig vertrauen kann? Schließlich haben Sie Dinge wie Finanzen und Verwaltung schon lange ohne Blockchain verwaltet, bevor diese Technologie aufkam. Was sich sicherlich geändert hat, ist das wachsende Bedürfnis von Nutzern und Verbrauchern sowie Unternehmen und Organisationen, angemessene Garantien zu erhalten, dass die von ihnen benötigten Dienstleistungen sicher bereitgestellt werden.

Transparenz VS Vertraulichkeit?

Blockchain-Netzwerke sind grundsätzlich transparent, und die Tatsache, dass alles onchain öffentlich ist, wird allgemein als positiv angesehen, insbesondere wenn es darum geht, Transaktionen zu überprüfen. Der Nachteil ist natürlich, dass alle wichtigen Informationen über die Transaktionen ebenfalls verfügbar sind, einschließlich Daten, die man lieber nicht preisgeben würde. Hier kommt das fortwährende Dilemma ins Spiel, das eine breitere Implementierung der Blockchain-Technologie behindert: Das Geheimhalten von Transaktionen verhindert die Verifizierbarkeit, aber ohne die Möglichkeit, die Transaktionen zu überprüfen, sind die Nutzer unangenehmen Szenarien ausgesetzt.

Die Grenze zwischen Transparenz und Vertraulichkeit wird noch mehr verwischt, wenn es um den Aufbau von dezentralen Anwendungen (dapps) geht. Heute sind alle Transaktionsdetails – einschließlich Kontoständen, Überweisungsbeträgen und Vertragszuständen – öffentlich sichtbar onchain; dies macht Blockchain für viele institutionelle und Verbraucher-Anwendungen, die Vertraulichkeit erfordern, unbrauchbar, was im Finanzbereich Standard ist.

Der Mangel an Vertraulichkeit ist ein großes Hindernis für die Massenadoption von dapps, die entscheidend die nächste Grenze für Blockchain darstellen. In den letzten Jahren lag ein großer Fokus auf dem Aufbau stabiler Infrastrukturen: Jetzt ist es an der Zeit, auf diesen Infrastrukturen aufzubauen und Anwendungen zu schaffen, die das volle Potenzial von Blockchain realisieren können. Der Schlüssel zur Freisetzung dieses Potenzials ist eine Lösung, die das Beste aus beiden Welten kombiniert und das Gespräch von „Transparenz VS Vertraulichkeit“ zu „Transparenz + Vertraulichkeit“ verschiebt, so wie das Web es tat, als es von HTTP zu HTTPS wechselte.

Das Dilemma lösen: das Zama Confidential Blockchain-Protokoll

Transparenz, während sie für den Konsens grundlegend ist, geht auf Kosten der Privatsphäre. Mit der Absicht, dieses Problem zu überwinden, hat das Team von Zama in den vergangenen Jahren unermüdlich gearbeitet. Als Open-Source-Kryptographieunternehmen, das hochmoderne FHE-Lösungen für Blockchain entwickelt, hat Zama schon lange die Vollständig Homomorphe Verschlüsselung (FHE) – eine Technologie, die die Verarbeitung von Daten ohne deren Entschlüsselung ermöglicht – als bahnbrechende Technik identifiziert, die die Denkweise von Nutzern, Unternehmen und Organisationen über Datenschutz verändern kann.

Von Anfang an schien Blockchain das perfekte Umfeld zu sein, um das volle Potenzial der FHE zu erkunden und zu entwickeln, eine lange und komplexe Erforschung, die mit der Einführung des Zama Confidential Blockchain-Protokolls ihren Höhepunkt fand.

Das Zama-Protokoll löst die langanhaltende Spannung zwischen Transparenz und Vertraulichkeit onchain. Durch die Kombination von FHE-Coprozessoren, Threshold Multi-Party Computation (MPC) und Zero-Knowledge Proofs (ZKPs) ermöglicht das Protokoll private Berechnungen in öffentlichen Umgebungen.

Dies ist das umfassendste Vertraulichkeitsprotokoll bis heute, das es Entwicklern ermöglicht, vollständig vertrauliche Smart Contracts mit vertrauten Tools wie Solidity zu programmieren, ohne die zugrunde liegende Blockchain zu ändern, indem es einige Schlüsselkomponenten bietet:

• End-to-End Verschlüsselung von Transaktionseingaben und -zuständen
• Komponierbarkeit zwischen vertraulichen Verträgen sowie mit nicht vertraulichen Verträgen
• Programmierbarer Datenschutz, bei dem Smart Contracts definieren, wer was entschlüsseln kann, was es einfach macht, dapps zu bauen, die weltweit den Vorschriften entsprechen

Wie im Zama Protocol Litepaper beschrieben, führt das Protokoll eine neuartige cross-chain Vertraulichkeitsschicht ein, die auf bestehenden Blockchains betrieben werden kann. Mit diesen Eigenschaften ermöglicht das Zama-Protokoll das nahtlose Ausführen vertraulicher Smart Contracts über jedes Layer 1- oder Layer 2-Netzwerk, wobei die Datenschutzgarantien erweitert werden, ohne die zugrunde liegende Infrastruktur zu verändern.

Über FHE hinaus

Das Zama-Protokoll nutzt stark die Fähigkeit, direkt auf verschlüsselten Daten sicher zu rechnen. Aus diesem Grund wird FHE schon lange als der „Heilige Gral“ der Kryptographie betrachtet, trotz langsamer Geschwindigkeit und Einschränkungen in der Benutzerfreundlichkeit: Daher hat das Team von Zama daran gearbeitet, eine Technologie zu liefern, die jede Art von Anwendung unterstützen kann, indem sie gängige Programmiersprachen wie Solidity und Python verwendet und dabei über 100x schneller ist als noch vor einigen Jahren.

Mit dem Ziel, ein bahnbrechendes umfassendes Protokoll zu schaffen, das alle Anforderungen erfüllt, um eine vollständig vertrauliche Blockchain zu liefern, arbeitete das Team jenseits der vertrauten Grenzen von FHE. Als Hauptkomponente, die das Protokoll antreibt, ermöglicht es Zamas Bibliothek FHEVM, vertrauliche Smart Contracts auf verschlüsselten Daten auszuführen: In Kombination mit MPC zur Gewährleistung sicherer Zusammenarbeit und ZK zur Verifizierbarkeit, strebt Zama an, die größten Mängel jeder einzelnen Lösung zu überwinden.

Neue Möglichkeiten eröffnen

Eine der Hauptmotivationen hinter Zamas Engagement für dieses Projekt ist die wachsende Nachfrage nach datenschutzwahrenden Primitives in der Blockchain. Während es ein wachsendes Interesse an Lösungen gibt, die von vertraulichen Tokenübertragungen bis zu Stablecoins, von privaten DeFi bis hin zu datenschutzwahrenden Identitäts- und Compliance-Lösungen reichen, kann keine dieser Lösungen derzeit sicher auf öffentlichen Ketten eingesetzt werden, ohne Vertraulichkeitsgarantien zu bieten.

• Finanzen & Banking: Sichere Transaktionsverarbeitung, Risikomodellierung und vertrauliche Onchain-Zahlungen, wodurch die Blockchain-Technologie für Finanzinstitute geeignet wird.
• Vertrauliches DeFi: Private Smart Contracts und dapps, die Benutzerdaten vollständig schützen.
• FHE State OS & Netzwerkzustände: Starke Vertraulichkeit für Onchain-Communities und Netzwerkstaaten, die demokratische Governance unterstützen und gleichzeitig sensible Informationen schützen.
• End-to-End-verschlüsselte Transaktionen & Zustände: Alle Daten in Transaktionen sind verschlüsselt und werden nie offengelegt, was vollständige Vertraulichkeit gewährleistet.
• Onchain-Komponierbarkeit & Datenverfügbarkeit: Smart-Contract-Zustände werden kontinuierlich aktualisiert, während sie vollständig verschlüsselt bleiben, und bewahren so sowohl Komponierbarkeit als auch Datenschutz.

Dank dieses Ansatzes können Anwender des Zama-Protokolls alle Vorteile der verschiedenen Techniken ohne Einschränkungen genießen: Verifizierbarkeit, Dezentralisierung, Skalierbarkeit, Komponierbarkeit, Sicherheit und, entscheidend, Benutzerfreundlichkeit für Entwickler.

Um eine Revolution für den Onchain-Datenschutz mit seinem Protokoll einzuläuten, hat Zama ein öffentliches Testnetz gestartet (weitere Informationen dazu in der offiziellen Zama-Protokoll-Dokumentation), das Entwicklern eine gebrauchsfertige Grundlage für datenschutzwahrende dezentrale Anwendungen bietet. Dies wird es jedem ermöglichen, seine vertraulichen dapps einzusetzen und zu testen, sowie Betreibern die Möglichkeit geben, sich zu koordinieren und mit den Abläufen vertraut zu machen.

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