zk-SNARKs vs zk-STARKs 완전 분석: 영지식 증명 기술의 모든 것

zk-SNARKs와 zk-STARKs, 어떤 영지식 증명 기술이 더 나을까? 2025년, 블록체인의 확장성과 프라이버시 보호를 동시에 해결할 열쇠로 Zero-Knowledge Proof(영지식 증명) 기술이 각광받고 있습니다. 그 중심에는 zk-SNARKs와 zk-STARKs라는 두 핵심 기술이 있습니다. 이 글에서는 두 방식의 수학적 원리와 구조, 실제 구현 사례와 2025년 현재 가장 주목받는 사용처까지 폭넓게 분석합니다. 초보자도 이해할 수 있도록 개념을 쉽게 풀면서 개발자와 전문가가 실무에 적용할 수 있는 실질적인 기준까지 함께 제시합니다.

 

---

1. 영지식 증명의 수학적 기초: 세 가지 핵심 조건

영지식 증명을 이해하기 위해서는 먼저 이 기술이 만족해야 하는 세 가지 핵심 조건을 알아야 합니다. Zero-knowledge proof(ZKP)라고도 불리는 이 혁신적 암호화 기술은 현대 블록체인의 핵심 구성요소가 되었습니다.

 

(1) 완전성(Completeness)은 참인 명제에 대해 정직한 증명자가 항상 검증자를 설득할 수 있음을 의미합니다. 쉽게 말해 올바른 답을 아는 사람은 반드시 그것을 증명할 수 있어야 한다는 것입니다.

 

(2) 건전성(Soundness)은 거짓 명제에 대해서는 어떤 악의적 증명자도 검증자를 속일 수 없음을 보장합니다. 즉 잘못된 정보로는 절대 증명을 통과할 수 없다는 의미입니다.

 

(3) 영지식성(Zero-Knowledge)은 증명 과정에서 명제의 참/거짓 여부 외에는 어떤 추가 정보도 노출되지 않음을 의미합니다. 이것이 바로 영지식 증명의 핵심 가치입니다.

 

증명자(Prover)와 검증자(Verifier) 사이의 상호작용 방식에 따라 대화형과 비대화형 증명으로 나뉩니다.

 

예를 들어 Alice가 Bob에게 비밀번호를 알고 있다는 것을 증명하려 할 때 실제 비밀번호를 공개하지 않고도 자신의 지식을 입증할 수 있는 것이 영지식 증명의 핵심 아이디어입니다.

 

💡 학습 팁: 영지식 증명의 개념이 어렵게 느껴진다면 동굴 예시를 생각해보세요. Alice가 동굴의 비밀 통로를 알고 있다면 Bob에게 통로의 위치를 알려주지 않고도 자신이 그 지식을 갖고 있음을 증명할 수 있습니다.

 

📌 블록체인의 기본 개념이 궁금하다면 아래 글에서 먼저 확인해보세요.

👉 블록체인이란 무엇인가? 작동 원리, 종류, 사례 완벽 정리

 

---

2. zk-SNARKs 심화 분석: 간결함의 혁신

2-1. zk-SNARKs의 구조와 핵심 원리

zk-SNARKs는 "Zero-Knowledge Succinct Non-Interactive ARguments of Knowledge"의 줄임말로 각 단어가 중요한 의미를 담고 있습니다. 이 첨단 암호화 기술은 블록체인에서 혁신적인 프라이버시 솔루션을 제공합니다.

 

Succinct(간결함)은 zk-SNARKs의 가장 큰 장점 중 하나입니다. Groth16 프로토콜의 경우 증명 크기가 단 3개의 그룹 원소(약 192바이트)에 불과합니다. 이는 복잡한 계산을 증명하더라도 증명 데이터 자체는 매우 작다는 의미입니다.

 

Non-Interactive(비대화형)은 증명자와 검증자가 실시간으로 주고받을 필요 없이 한 번의 증명 생성으로 검증이 가능함을 의미합니다. 이는 블록체인과 같은 비동기 환경에서 매우 중요한 특성입니다.

 

2-2. Trusted Setup과 Common Reference String

zk-SNARKs의 가장 큰 특징이자 논란거리는 Trusted Setup입니다. 이는 시스템 초기화 과정에서 비밀 매개변수들을 생성하고 즉시 폐기해야 하는 절차입니다.

 

Common Reference String(CRS)은 이 과정에서 생성되는 공개 매개변수로 모든 참가자가 동일하게 사용합니다. 만약 초기 설정 과정에서 사용된 비밀 정보("독성 폐기물"이라고도 불림)가 노출된다면 시스템 전체의 보안이 위험해질 수 있습니다.

 

2-3. 핵심 기술 구성요소

Quadratic Arithmetic Program(QAP)은 계산 문제를 다항식 형태로 변환하는 방법입니다. 복잡한 프로그램 로직을 수학적으로 표현하여 영지식 증명이 가능하도록 만듭니다.

 

👉 QAP의 구조를 Vitalik이 직접 설명한 글에서 더 자세히 살펴보세요.

 

Pinocchio Protocol은 최초의 실용적 zk-SNARK 시스템으로 QAP를 기반으로 합니다. 타원곡선 페어링을 사용하여 방정식을 검증하며 증명 생성과 키 설정이 계산 크기에 선형적으로 증가합니다.

 

Groth16 알고리즘은 현재까지도 널리 사용되는 가장 효율적인 zk-SNARK 방식 중 하나입니다. 3번의 페어링 연산만으로 검증이 가능하여 온체인 검증 비용이 매우 낮습니다.

 

---

3. zk-STARKs 심화 분석: 투명성과 확장성의 혁명

3-1. Transparent Setup의 혁신성

zk-STARKs의 가장 큰 혁신은 Trusted Setup이 필요 없다는 점입니다. "Scalable Transparent ARguments of Knowledge"라는 이름에서 알 수 있듯이 투명성(Transparency)이 핵심입니다.

 

시스템의 보안이 정교한 설정 의식에 의존하지 않으며 위험한 암호학적 "독성 폐기물"이 존재하지 않습니다. 이는 해시 함수의 안전성에만 의존하기 때문에 가능합니다.

 

👉 StarkWare의 공식 STARK 기술 설명 문서에서 투명한 설정 방식의 구조를 확인해보세요.

 

3-2. FRI 프로토콜과 저차수 테스트

Fast Reed-Solomon Interactive Oracle Proof(FRI)는 zk-STARKs의 핵심 구성요소입니다. 이 프로토콜은 저차수 근접성 테스트(Low Degree Testing) 문제를 해결합니다.

 

검증자가 다항식의 모든 점을 확인하지 않고도 해당 다항식이 실제로 저차수 다항식인지 확인할 수 있게 해줍니다. 이는 전체 데이터를 확인하는 대신 무작위 샘플링을 통해 검증하는 방식입니다.

 

3-3. 해시 기반 보안과 양자 내성

zk-STARKs는 타원곡선 암호화 대신 해시 함수의 안전성에 의존합니다. 이는 Shor 알고리즘이 해시 함수에 효과적으로 작동하지 않는 수학적 구조 때문입니다.

 

SHA-256과 같은 해시 함수는 양자 컴퓨터에 대해서도 Grover 알고리즘으로만 제한적 공격이 가능하여 보안 강도가 절반으로만 감소합니다. 구체적으로 256비트 해시 함수의 경우 양자 컴퓨터로도 2^128 연산이 필요하여 현재 보안 기준으로도 충분히 안전한 수준을 유지합니다.

 

Algebraic Intermediate Representation(AIR)은 계산을 대수적 제약 조건으로 표현하는 방법입니다. 이를 통해 복잡한 프로그램을 수학적으로 검증 가능한 형태로 변환합니다. 이러한 특성은 블록체인 프라이버시 보호에서 zk-STARKs가 장기적으로 더 안전한 선택이 될 수 있음을 시사합니다.

 

🔍 실무 포인트: zk-STARKs의 투명한 설정은 기업 환경에서 특히 중요합니다. 신뢰할 수 있는 제3자 없이도 시스템을 구축할 수 있어 규제 준수와 감사에 유리합니다.

 

---

4. zk-SNARKs vs zk-STARKs 기술적 비교 분석

4-1. 성능 비교표

zk-SNARKs와 zk-STARKs 주요 성능 지표 비교

구분	zk-SNARKs (Groth16)	zk-STARKs
증명 크기	~192바이트	~100KB
증명 생성 시간	빠름 (중간 규모)	느림 (작은 규모), 빠름 (대규모)
검증 시간	매우 빠름 (~1-2ms)	빠름 (~10-20ms)
가스 비용	매우 낮음	낮음
메모리 사용량	낮음	높음
Trusted Setup	필요	불필요
양자 내성	없음	있음

 

4-2. 계산 처리량과 복잡도 분석

zk-SNARKs는 작은 규모의 계산에서 매우 효율적이지만 계산 크기가 커질수록 증명 생성 시간이 급격히 증가합니다. 반면 zk-STARKs는 계산 크기에 대해 선형적으로 처리되어 대규모 계산에서 더 효율적입니다. 이는 O(n) 복잡도를 가진 zk-STARKs와 O(n log n) 복잡도를 보이는 zk-SNARKs의 근본적인 알고리즘 차이에서 비롯됩니다.

 

특히 블록체인에서 수천 개의 거래를 일괄 처리할 때 zk-STARKs의 선형 처리 성능이 두드러집니다. 이는 솔라나의 고성능 아키텍처와는 다른 접근 방식으로 처리량 문제를 해결하는 방법입니다.

 

이는 실제로 StarkNet과 같은 레이어 2 솔루션이 zk-STARKs를 선택한 주요 이유입니다.

 

4-3. 보안 모델의 근본적 차이

두 기술의 보안 가정은 완전히 다릅니다. zk-SNARKs는 타원곡선 이산로그 문제의 어려움에 의존하는 반면 zk-STARKs는 해시 함수의 일방향성과 충돌 저항성에 의존합니다.

 

실무적 관점에서 볼 때 양자 컴퓨터 위협은 10-20년 내 현실화될 가능성이 높습니다. 이미 Google과 IBM 등이 실용적 양자 컴퓨터 개발에 근접하고 있어 기업들은 양자 내성 암호화(Post-Quantum Cryptography) 전환을 준비해야 합니다.

 

zk-STARKs는 이러한 전환 과정에서 추가적인 마이그레이션 비용 없이 지속 사용이 가능한 전략적 장점을 제공합니다. 따라서 장기간 운영될 블록체인 인프라를 구축하는 기업이라면 초기부터 zk-STARKs 기반 솔루션을 고려하는 것이 미래 리스크를 줄이는 현명한 선택입니다.

 

이러한 보안 가정의 차이는 영지식 증명 기술을 선택할 때 반드시 고려해야 할 핵심 요소입니다.

 

---

5. 2025년 최신 구현 사례와 응용 분야

5-1. zk-SNARKs 최신 활용 사례

Polygon zkEVM은 Plonky2 기술을 활용하여 이더리움과 완전 호환되는 zk-롤업을 구현했습니다. Plonky2는 PLONK와 FRI를 결합하여 STARKs의 빠른 증명과 신뢰할 수 있는 설정 없음, 그리고 SNARKs의 재귀 지원과 낮은 이더리움 검증 비용의 장점을 모두 취합니다.

 

👉 이더리움 스마트 컨트랙트의 작동 원리를 미리 알아두면 zk-롤업 구조가 더 쉽게 이해됩니다.

👉 Polygon zkEVM 공식 문서에서 실제 구현 사례를 자세히 살펴볼 수 있습니다.

 

Zcash의 프라이버시 보호는 여전히 zk-SNARKs의 대표적 사용 사례입니다. Groth16을 사용하여 거래 금액과 송수신자 정보를 완전히 숨기면서도 거래의 유효성은 보장합니다.

 

최신 개발 동향으로는 SnarkPack이 8192개의 Groth16 증명을 8.7초에 집계하고 163ms에 검증할 수 있는 기술을 선보였습니다. 이는 배치 처리에서 32개 이상의 증명을 처리할 때 개별 검증보다 효율적입니다.

 

5-2. zk-STARKs 생태계 확장

StarkNet 메인넷은 2025년 현재 500 TPS 이상의 처리량과 2초 블록 시간 그리고 0.01달러 미만의 수수료를 제공하고 있습니다. 특히 병렬 실행과 블록 패킹 기술을 도입하여 실용적 성능 벤치마크를 달성했습니다.

 

StarkEx DEX 엔진은 dYdX와 같은 주요 탈중앙화 거래소에서 사용되어 초당 수만 건의 거래 처리와 센트 단위의 수수료를 실현했습니다. 사용자는 개별 거래마다 수수료를 지불하지 않고 출금할 때만 비용을 부담합니다.

 

Cairo 프로그래밍 언어는 StarkNet의 전용 언어로 영지식 증명에 최적화된 프로그래밍이 가능합니다. Cairo 언어가 지속적으로 발전하고 있으며 더욱 개발자 친화적인 환경을 제공하고 있습니다.

 

5-3. 기업 도입과 실용화 확산

StarkWare는 비트코인 네트워크로 확장하여 1.1조 달러 규모의 시장에 진출하고 있습니다. 이는 비트코인의 스마트 컨트랙트 한계를 극복하여 복잡한 DeFi 서비스를 가능하게 합니다.

 

선택 기준과 트레이드오프를 고려할 때 프라이버시가 중요하고 증명 크기가 작아야 하는 애플리케이션에는 zk-SNARKs가 적합합니다. 반면 대규모 배치 처리와 투명성이 중요한 환경에는 zk-STARKs가 더 나은 선택입니다.

 

기업들이 zk-proof 솔루션을 도입하는 이유는 기존 시스템과의 호환성을 유지하면서도 향상된 보안과 프라이버시를 제공할 수 있기 때문입니다.

 

📊 시장 인사이트:

2025년 현재 zk-롤업 시장에서는 zk-SNARKs와 zk-STARKs가 각자의 장점을 살려 공존하고 있습니다. 특히 하이브리드 접근법을 사용하는 프로젝트들이 증가하고 있습니다.

 

---

6. 최신 기술 발전 동향과 2025년 혁신

6-1. 차세대 zk-SNARK 기술

Plonky2는 Goldilocks 필드를 사용하여 효율적인 재귀를 지원하며 이더리움과 완전 호환됩니다. 특히 재귀적 증명을 통해 무제한의 증명을 하나로 집계할 수 있는 혁신적 기능을 제공합니다.

 

Halo2는 Microsoft에서 개발한 재귀형 영지식 증명 시스템으로 신뢰할 수 있는 설정 없이도 zk-SNARKs의 장점을 활용할 수 있습니다. 특히 KZG 다항식 약속 체계를 사용하여 효율성을 높였습니다.

 

6-2. Universal Setup과 업데이트 가능성

Sonic Plonk 그리고 Marlin은 프로그램별 신뢰할 수 있는 설정 문제를 해결하여 범용적이고 업데이트 가능한 구조화된 참조 문자열을 도입했습니다. 이는 영지식 증명 기술의 실용성을 크게 높인 혁신입니다. 이는 새로운 회로마다 설정을 다시 할 필요가 없다는 의미입니다.

 

6-3. 하드웨어 가속과 최적화

2025년에는 전용 하드웨어를 사용한 영지식 증명 가속이 현실화되고 있습니다. GPU와 FPGA를 활용한 병렬 처리로 증명 생성 시간을 대폭 단축시키고 있습니다.

 

👉 검증자들의 스테이킹 메커니즘 구조에 대해 정리한 이 글과 함께 보면 영지식 증명과의 연결이 더 명확해집니다. 

 

zkThreads는 2025년 현재 연구 중인 StarkNet 네트워크를 수평적으로 확장하는 방법으로 ZK 실행 샤딩을 가능하게 하여 사용자가 모든 거래에 수수료를 지불하지 않고 출금할 때만 비용을 부담하도록 하는 기술입니다.

 

---

7. 실무 개발자를 위한 선택 가이드

7-1. 프로젝트별 최적 선택 기준

프라이버시 중심 애플리케이션에는 zk-SNARKs가 적합합니다. 특히 개인정보 보호가 중요한 금융 서비스나 의료 데이터 처리에서 작은 증명 크기와 빠른 검증이 필요합니다.

 

현대의 블록체인 프라이버시 요구사항을 충족하기 위해서는 각 암호화 기술의 특성을 정확히 이해하고 프로젝트 목표에 맞는 솔루션을 선택하는 것이 중요합니다.

 

대규모 배치 처리가 필요한 레이어 2 솔루션이나 블록체인 확장성 해결책에는 zk-STARKs가 더 효율적입니다. 특히 수천 개의 거래를 동시에 처리해야 하는 환경에서 그 장점이 두드러집니다.

 

사용 사례별 영지식 증명 기술 적합성 비교 (⭐⭐⭐: 매우 적합, ⭐⭐: 적합, ⭐: 보통)

사용 사례	zk-SNARKs	zk-STARKs	추천 기술	이유
프라이버시 코인	⭐⭐⭐	⭐⭐	zk-SNARKs	작은 증명 크기로 거래 비용 최소화
L2 롤업	⭐⭐	⭐⭐⭐	zk-STARKs	대량 거래 배치 처리에 효율적
DeFi 프로토콜	⭐⭐⭐	⭐⭐	zk-SNARKs	빠른 검증으로 UX 향상
기업용 솔루션	⭐⭐	⭐⭐⭐	zk-STARKs	투명한 설정으로 규제 준수 유리
게임/NFT	⭐⭐⭐	⭐⭐	zk-SNARKs	실시간 상호작용에 적합
공급망 추적	⭐⭐	⭐⭐⭐	zk-STARKs	대용량 데이터 처리와 투명성
신원 인증	⭐⭐⭐	⭐⭐	zk-SNARKs	모바일 환경에서 빠른 검증
투표 시스템	⭐⭐	⭐⭐⭐	zk-STARKs	양자 내성으로 장기 보안 보장

 

7-2. 개발 복잡성과 유지보수 고려사항

zk-SNARKs는 상대적으로 성숙한 생태계를 가지고 있어 개발 도구와 라이브러리가 풍부합니다. Circom 개발 도구를 사용하면 영지식 회로를 쉽게 구성할 수 있습니다. 반면 zk-STARKs는 newer 기술이지만 빠르게 발전하고 있습니다.

 

학습 리소스 측면에서는 두 기술 모두 높은 수준의 암호학 지식을 요구하지만 최근에는 고수준 프레임워크들이 등장하여 진입 장벽이 낮아지고 있습니다.

 

7-3. 미래 호환성과 표준화

장기적 관점에서 볼 때 양자 컴퓨터의 위협에 대비하려면 zk-STARKs가 더 안전한 선택일 수 있습니다. 하지만 당분간은 두 기술이 각자의 영역에서 공존할 것으로 예상됩니다.

 

상호 운용성 측면에서는 최근 하이브리드 접근법을 사용하는 프로젝트들이 증가하고 있습니다. 예를 들어 오프체인에서는 zk-STARKs를 사용하고 온체인 검증에서는 zk-SNARKs를 활용하는 방식입니다.

 

👉 Web 3.0 생태계와 블록체인 상호 운용성 흐름을 정리한 콘텐츠도 함께 읽어보세요.

 

🚀 실무 조언:

영지식 증명 기술을 처음 적용한다면 기존에 검증된 라이브러리와 프레임워크를 사용하는 것이 좋습니다. 보안이 중요한 애플리케이션에서는 반드시 전문가의 감사를 받으시기 바랍니다.

 

---

zk-SNARKs와 zk-STARKs는 각각 고유한 장단점을 가진 혁신적인 암호학 기술입니다. 이들 프라이버시 보호 기술은 블록체인의 확장성과 보안성을 동시에 향상시키는 핵심 솔루션으로 자리잡고 있습니다. zk-SNARKs는 작은 증명 크기와 빠른 검증으로 프라이버시 중심 애플리케이션에 적합하며 zk-STARKs는 투명한 설정과 확장성으로 대규모 시스템에 이상적입니다.

 

2025년 현재 두 기술 모두 급속히 발전하고 있으며 실제 프로덕션 환경에서 널리 사용되고 있습니다. 개발자와 기업은 자신의 요구사항과 제약조건을 신중히 고려하여 적절한 기술을 선택해야 합니다.

 

미래에는 두 기술의 장점을 결합한 하이브리드 솔루션이 더욱 발전할 것으로 예상되며 하드웨어 가속과 새로운 암호학적 혁신을 통해 성능은 계속 향상될 것입니다.

 

---

📌 핵심 요약

✅ zk-SNARKs 핵심 특징

• 극소형 증명: ~192바이트로 온체인 저장 최적화
• 고속 검증: 1-2ms 검증시간, 매우 낮은 가스 비용
• Trusted Setup: 초기 설정 단계 필요 (보안 위험 요소)
• 최적 용도: 프라이버시 코인, 작은 규모 dApp

✅ zk-STARKs 핵심 특징

• 투명한 설정: 신뢰할 수 있는 제3자 불필요
• 양자 내성: Grover 알고리즘으로만 제한적 공격 가능
• 선형 확장성: O(n) 복잡도로 대규모 처리에 효율적
• 최적 용도: L2 롤업, 배치 거래 처리, 기업용 솔루션

✅ 2025년 핵심 동향

• Plonky2: PLONK+FRI 하이브리드로 두 기술 장점 결합
• StarkNet 성과: 500+ TPS, 2초 블록타임, $0.01 미만 수수료
• 하드웨어 가속: GPU/FPGA 활용한 증명 생성 시간 단축
• 실무 적용: zkEVM, DeFi, 프라이버시 보호 서비스 확산

✅ 선택 기준 요약

• 증명 크기 중요: zk-SNARKs 선택
• 투명성/양자 내성 중요: zk-STARKs 선택
• 대규모 배치 처리: zk-STARKs 선택
• 기존 시스템 호환성: zk-SNARKs 선택

 

---

❓FAQ (자주 묻는 질문)

Q1. Trusted Setup의 "독성 폐기물"이 실제로 얼마나 위험한가요?

A: 매우 심각한 보안 위험입니다. 초기 설정에서 생성된 비밀 매개변수가 완전히 삭제되지 않으면 악의적 행위자가 가짜 증명을 무제한 생성할 수 있습니다. 실제로 Zcash에서 2019년 발견된 버그는 누군가 21백만 ZEC(당시 $3억 상당)를 무에서 창조할 수 있게 했습니다. 다행히 이 취약점이 악용된 증거는 없었지만, 이런 버그의 존재 자체를 탐지하기 어렵다는 점이 더 큰 문제입니다.

 

Q2. zk-STARKs가 양자 내성을 가진다는 것이 과장된 주장은 아닌가요?

A: 과장이 아닙니다. 수학적으로 증명된 사실입니다. zk-STARKs는 해시 함수에만 의존하는데, 양자 컴퓨터로도 Grover 알고리즘만 적용 가능합니다. 이는 보안 강도를 절반으로만 감소시킵니다(256비트 → 128비트). 반면 zk-SNARKs가 사용하는 타원곡선 암호는 Shor 알고리즘으로 완전히 깨집니다. NIST도 이를 인정하여 양자 내성 암호 표준화 작업을 진행 중입니다.

 

Q3. 증명 크기 차이(192바이트 vs 100KB)가 실제 비용에 미치는 영향은?

A: 온체인에서는 엄청난 차이입니다. 이더리움 기준으로 zk-STARKs 증명 하나당 약 200만 가스(현재 가스비로 $50-150)가 필요한 반면, zk-SNARKs는 약 4천 가스($1-3)면 충분합니다. 하지만 L2에서 수천 개 거래를 배치 처리할 때는 이 비용이 분산되어 실제로는 zk-STARKs가 더 경제적일 수 있습니다. StarkNet에서 거래당 평균 비용이 $0.01 미만인 이유입니다.

 

Q4. Plonky2가 정말 SNARKs와 STARKs의 장점을 모두 가지나요?

A: 대부분의 장점을 가지지만 완벽하지는 않습니다. Plonky2는 FRI를 사용해 투명한 설정과 양자 내성을 확보하면서, 재귀를 통해 최종 증명을 Groth16으로 압축하여 온체인 비용을 줄입니다. 하지만 여전히 증명 생성 시간이 순수 Groth16보다 느리고, 매우 작은 회로에서는 오버헤드가 있을 수 있습니다. 그럼에도 현재까지 가장 균형잡힌 솔루션으로 평가받습니다.

 

Q5. zk-롤업에서 "데이터 가용성" 문제는 어떻게 해결되나요?

A: 이는 영지식 증명과는 별개의 중요한 문제입니다. 증명은 계산의 정확성만 보장하고, 실제 거래 데이터는 별도로 저장되어야 합니다. Optimistic 롤업과 달리 zk-롤업은 사기 증명이 필요 없지만, 데이터 가용성은 여전히 해결해야 합니다. 현재 대부분의 zk-롤업은 이더리움에 거래 데이터를 calldata로 저장하거나(Polygon zkEVM), 자체 데이터 가용성 위원회를 운영합니다(StarkEx).

 

Q6. FRI 프로토콜이 "저차수 테스트"를 수행하는 구체적 방법은?

A: FRI는 "commit-and-prove" 방식을 사용합니다. 증명자가 다항식 f(x)를 제시하면, 검증자는 무작위 점 α를 선택하고 증명자에게 f(α), f(-α)를 요구합니다. 그 후 g(x) = (f(x) + f(-x))/2 형태로 차수를 절반씩 줄여가며 여러 라운드를 반복합니다. 각 단계에서 일관성을 검증하여 원래 다항식이 실제로 저차수인지 확인합니다. 이는 Schwartz-Zippel 보조정리에 기반한 확률적 검증 방법입니다.

 

Q7. 개발자 관점에서 zk-SNARKs와 zk-STARKs 중 어느 것이 더 배우기 쉬운가요?

A: 현재로서는 zk-SNARKs가 더 배우기 쉽습니다. Circom, snarkjs 등 성숙한 도구들이 있고, 온라인 자료와 커뮤니티가 더 활성화되어 있습니다. zk-STARKs는 Cairo, Starknet.js 등이 있지만 상대적으로 새롭습니다. 하지만 2025년 들어 zkVM(가상머신) 기술이 발전하면서 Rust나 JavaScript로도 zk 회로를 작성할 수 있게 되어 진입장벽이 크게 낮아지고 있습니다.

 

Q8. 기업이 영지식 증명을 도입할 때 가장 큰 장애물은 무엇인가요?

A: 세 가지 주요 장애물이 있습니다: (1) 인재 부족 - zk 전문가가 매우 드물고 급여도 높습니다, (2) 감사의 어려움 - 기존 보안 감사팀도 zk 회로 검증에 어려움을 겪습니다, (3) 성능 예측의 어려움 - 회로 복잡도에 따른 증명 시간을 사전에 정확히 예측하기 어렵습니다. 특히 금융 서비스나 의료 분야에서는 규제 승인도 추가 장벽이 됩니다. 이를 극복하려면 PoC부터 시작하여 점진적으로 확장하는 것이 현실적입니다.

 

Q9. 2025년 현재 가장 주목해야 할 영지식 증명 트렌드는?

A: 네 가지 주요 트렌드입니다: (1) zkVM 대중화 - Succinct SP1, RISC Zero 등으로 일반 개발자도 쉽게 접근, (2) 하드웨어 가속 - 전용 ASIC과 GPU 클러스터로 증명 시간 대폭 단축, (3) 크로스체인 증명 - 서로 다른 블록체인 간 영지식 브릿지 확산, (4) 기업용 프라이버시 - GDPR 준수와 기업 데이터 보호용 솔루션 급증. 특히 zkML(영지식 머신러닝)과 zkKYC 같은 새로운 영역이 빠르게 성장하고 있습니다.

 

Q10. zk-proof 시스템을 프로덕션에 배포할 때 필수 체크리스트는?

A: 보안 측면: (1) 복수 업체의 독립적 감사, (2) 회로 로직의 완전성 검증, (3) 신뢰할 수 있는 설정 과정 문서화. 성능 측면: (1) 다양한 입력 크기별 벤치마크, (2) 메모리 사용량과 증명 시간 모니터링, (3) 장애 상황 대응 절차. 운영 측면: (1) 키 관리와 백업 정책, (2) 증명 생성 실패 시 복구 방안, (3) 업그레이드와 마이그레이션 계획. 특히 zk-SNARKs의 경우 신뢰할 수 있는 설정 ceremony에 대한 투명한 기록이 필수입니다.