Desmitificando zk-SNARK desde cero (1)

Recientemente, la Fundación Ethereum reveló los proyectos y campos de los equipos de I + D que está apoyando.Entre ellos, los equipos y tecnologías involucrados en "prueba de conocimiento cero aplicado" son los más importantes, con casi 14 proyectos. Pruebas de conocimiento cero El concepto de "conocimiento cero" puede ser un poco confuso, y los zk-SNARK pueden complicarse rápidamente, así que empecemos desde el principio.

En este artículo, Interstellar Vision revelará el misterio de zk-SNARK para los lectores y explicará zk-SNARK de lo más superficial a lo más profundo desde la perspectiva de la criptografía.

La criptografía es la ciencia técnica que estudia la creación y descifrado de códigos. El estudio de la ley objetiva de cambios de cifrado y su aplicación para compilar cifrados para mantener secretos de comunicación se denomina codificación; la aplicación de descifrado de cifrados para obtener información de comunicación se denomina descifrado, colectivamente llamada criptografía. En pocas palabras, la criptografía es el estudio en profundidad de las técnicas de comunicación segura. A menudo usan criptografía cuando las personas solo quieren que el remitente y el receptor vean el contenido del mensaje.

La criptografía existe desde hace siglos, comenzando con el antiguo Egipto, donde los seguidores de Khumhotep Il tallaron símbolos criptográficos en su tumba. La criptografía se produjo ya en el año 400 a. C., y la historia del uso humano de cifrados es casi tan larga como el uso de palabras. El desarrollo de la criptografía se puede dividir aproximadamente en tres etapas: la etapa de criptografía clásica antes de 1949; el período desde 1949 a En 1975, la criptografía se convirtió en una rama de la ciencia; después de 1976, el algoritmo de criptografía de clave simétrica se desarrolló aún más, lo que resultó en una nueva dirección de la criptografía: la criptografía de clave pública.

En 1976, W. Diffie y M. Hellman propusieron públicamente por primera vez el concepto de criptografía de clave pública (Criptografía de clave pública) en el artículo publicado "Nuevas direcciones de la criptografía". La propuesta de criptografía de clave pública realiza la independencia entre la clave de cifrado y la clave de descifrado, y resuelve el problema de que las partes de la comunicación deben compartir la clave en el criptosistema simétrico, que tiene una importancia histórica en el campo de la criptografía.

Uno de los elementos más comunes de la criptografía en el mundo de las criptomonedas es la función hash, que es la columna vertebral de cualquier cadena de bloques. Las funciones hash, específicamente SHA-256, la función hash en la mayoría de las cadenas de bloques, básicamente convierten una entrada, como una frase de palabra o un número, en un mensaje cifrado de longitud fija que se ve así:

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Las funciones hash permiten que cadenas de bloques como Bitcoin procesen transacciones, vinculen bloques entre sí y garanticen que se mantenga la integridad de los datos de la cadena de bloques. Al igual que las funciones hash, los zk-SNARK son una forma de criptografía. Se utilizan para garantizar una privacidad más sólida que la que obtienen los usuarios en la cadena de bloques.

zk-SNARK es la abreviatura de "conocimiento cero ARgumento de conocimiento sucinto no interactivo". El cuerpo principal de esta larga lista de nombres es "argumento de conocimiento", es decir, "prueba de conocimiento", es decir, evidencia para saber la historia interior de algo. El atributivo que modifica el sujeto sustantivo se compone de tres partes, que representan respectivamente los tres problemas a resolver por esta tecnología, a saber:

1. Conocimiento cero: conocimiento cero, es decir, no se divulga información privilegiada durante el proceso de prueba, como se muestra en el ejemplo anterior;

2. sucinto: conciso, principalmente significa que el proceso de verificación no implica una gran cantidad de transmisión de datos y el algoritmo de verificación es simple;

3. no interactivo: sin interacción. Aunque los dos ejemplos mencionados anteriormente han logrado una prueba de conocimiento cero, se necesitan múltiples interacciones entre Prover y Verifier para lograr una confiabilidad satisfactoria, y esta tecnología intenta evitar estas interacciones por completo.

En conjunto, zk-SNARK es una "técnica para demostrar que conozco la historia interna, simple y fácil de operar, y lo más importante es que no sabes nada excepto "Tengo razón"". Por lo general, llamamos a zk-SNARK una prueba de conocimiento cero.

zk-SNARK es una forma de criptografía de "conocimiento cero", zk-SNARK permite a los usuarios encriptados enviar transacciones en la cadena de bloques de forma totalmente encriptada, lo que significa que nadie puede leerlas, al tiempo que indica que la transacción es legal. conducta de manera. Las pruebas de conocimiento cero permiten que A le demuestre a B que la declaración X es verdadera sin revelar ninguna información más allá de la validez de la declaración X en sí. Imagina confirmarle a alguien que tienes más de 21 años, pero no revelar tu fecha de nacimiento o que tienes 25. Esta es una forma útil de imaginar cómo funcionan los zk-SNARK.

Zcash es el primer sistema de cadena de bloques que utiliza pruebas de conocimiento cero, que brindan confidencialidad completa en los pagos y, al mismo tiempo, pueden mantener una red descentralizada utilizando una cadena de bloques pública. Al igual que Bitcoin, la cantidad total de tokens Zcash (ZEC) también es de millones 21. La diferencia es que las transacciones Zcash ocultan automáticamente el remitente, el receptor y la cantidad de todas las transacciones en la cadena de bloques. Solo aquellos que tienen la clave de visualización pueden ver el contenido de la transacción. Los usuarios tienen control total y pueden optar por hacer que las claves de visualización estén disponibles para otros.

Cada nuevo pago oculto crea tres tipos de registros en la cadena de bloques: registros protegidos por hashes. Los hashes involucrados representan: la dirección del destinatario de la transacción, el monto enviado y un número exclusivo de la transacción en sí. El resultado es que las transacciones ocultas se basan en hashes como Bitcoin, pero son los zk-SNARK los que agregan una nueva capa de privacidad. Las criptomonedas como Zcash y Monero son populares entre algunos usuarios porque la industria de las criptomonedas está compuesta por muchos libertarios. Ambas monedas intentan diferenciarse de las criptomonedas más populares como bitcoin, alegando que si usa su moneda, nadie puede entrometerse en su vida financiera privada.

Los zk-SNARK son herramientas útiles para transacciones cifradas anónimas. Pero además de las monedas de privacidad, también ayudan a impulsar un número creciente de otras aplicaciones.

Por ejemplo, Celo, un protocolo de criptomonedas enfocado en pagos móviles, espera crear un protocolo más inclusivo.

Pranay Mohan, que trabaja en producto e ingeniería en Celo, ve a zk-SNARK como una tecnología con un potencial mucho mayor que el de aquellos que defienden la privacidad. Mohan señaló específicamente cómo los zk-SNARK pueden ayudar a las personas en los países en desarrollo. "Si pensamos en cómo estas personas pueden usar criptomonedas en este momento, es casi imposible que no estén usando Metamask y poniendo $ 10,000 en un proyecto DeFI aleatorio", dijo. Mohan agregó que al usar zk-SNARK, los usuarios de teléfonos móviles pueden sincronizarse instantáneamente con la cadena de bloques, conservando las mismas propiedades confiables de las criptomonedas, pero en dispositivos que no tienen una gran capacidad tecnológica.

A pesar de lo prometedores que son los zk-SNARK, siguen siendo muy específicos. Incluso en una industria de alta tecnología como la criptografía, muchas personas no saben qué son. Pero eso puede estar cambiando a medida que más empresas comiencen a adoptar la tecnología. Estos incluyen Aleo, una empresa emergente que recientemente recaudó $ 28 millones de firmas de capital de riesgo de primer nivel para crear herramientas que permitan el desarrollo web para incorporar pruebas de conocimiento cero en una variedad de aplicaciones de Internet, un proyecto que promete permitir a los consumidores navegar por la web sin un gran cantidad de datos personales.

Pero eso no ha impedido que Ernst & Young (EY), una de las firmas contables más grandes del mundo, experimente con una criptografía tan avanzada.

Ernst & Young desarrolló su propio protocolo de código abierto para la tokenización mediante el uso del algoritmo de prueba de conocimiento cero no interactivo zk-SNARK, y realizó con éxito la primera transacción privada en la red pública de Ethereum, que se aplicará gradualmente a varias empresas de blockchain. level En las aplicaciones, los clientes pueden aprovechar el potencial de blockchain sin sacrificar la privacidad del usuario.

Según Brody, la propia solución Nightfall de la firma de contabilidad ofrece una forma de realizar transacciones con absoluta privacidad en la red ethereum mientras atiende a las empresas. Si bien existen preocupaciones regulatorias sobre transacciones financieras altamente privadas, Brody cree que zk-SNARK se generalizará en el futuro.

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