Ring signature 和 zk-snark 在 blockchain 场景都是确保交易私密性和保护用户隐私的解决方案。 但两种方案在私密性方面还有不小的差别，具体见下图：
- ring signature 是通过在交易中混入多个 public key images 来对交易的发送方做隐私保护，但这种方案的私密性是比较有限的，和 ring size 相关；同时不能对交易接收方和交易金额做隐私保护。
- zk-snark 是通过零知识证明的方式可以做到对交易发送方和交易金额的强保护，当然也会消耗更多的计算资源和内存空间；同时 zk-snark 本身无法做到对交易接收方的隐私保护。
当然，单一的技术不可能完全解决实际问题，这就需要对多项技术做组合。如下图所示：
- Monero with Ring CT 使用 ring signature 来保护发送者隐私，通过 stealth addresses 来保护接受者隐私，而 Pedersen Commitments 可以用来对交易金额做保护。
- zcash 则使用 zk-snark 对交易发送方和交易金额做保护，使用stealth addresses 来保护接受者隐私。
虽然通过多项技术组合都做到了发送方、接收方以及交易金额的保护，但ring signature 方案对发送方的保护强度还是比较有限的。
当然 zcash 的方案在性能上相对于 monero(CryptoNote) 会有比较大的差距，二者TPS对比如下：
| crytocurrency | zcash | monero |
|---|---|---|
| TPS | 6 | 1600 |
当前 monero 设置的 ring size 是 5，也就是有 4 个 decoy，社区正在考虑将 ring size 增加到 7 或者 11。下面看一下增加 ring size 带来的影响。
增加 ring size 一定会提高安全性，及发送者隐私泄露的比例会进一步降低，通过下图可以看到，在 ring size 为 10 的时候，安全性比 ring size 为 5时提升了 32 倍。
但是增加 ring size 必然增加 transaction 的 size 以及验证时间。
ring size 为 7 的时候 transaction size 比 ring size 为 5时增加了 1.74%。
ring size 为 7 的时候 verify time 比 ring size 为 5 时 增加了 7.21%。见下表：
| ring size | 5 | 7 |
|---|---|---|
| verify time | 71.28 ms | 76.344 ms |
更详细的数据见：xlsx
首先看一下 zk-snark 不同版本实现的区别
可以看到 zerocash 版本相对于 snark for c 在 key Gen time, Prove time 以及 Verify time 方面都有大幅提升。
其实对任何一个编译成 zkSNARK 输入格式后的问题，乘法门的数量决定了这一问题的证明时间和证明时的内存使用。 在 zerocash 最原始的论文中，zerocash 包含约 400 万个乘法门，其中有 146 次 SHA256 的哈希计算，每次 SHA256 计算产生约 28000 个乘法门，这些乘法门占据了总数的 99%。
更详细的内存消耗和 verification key 大小如下：
Proving key 内存消耗为 896MB，verification key 大小为 749B。
使用 zk-snark 实现的 ZCash 有一个依赖于信任的 setup 阶段（这里存在潜在风险），之后整个交易的信息（包括发送者、接受者以及交易金额）都是匿名的。
而基于 ring signature 实现的 Monero 并不能提供等同于 ZCash 的匿名性，但并不需要一个依赖于信任的 setup 阶段。
基于 Ring signature 的方案 比 基于 zk-snark 的方案有更快的 Generation 生成时间，更高的 TPS，以及更少的内存消耗。
同时基于 RingCT 的方案 生成交易的耗时在毫秒级别；所以更合适在低延迟，而且对交易大小不明感的场景。