Prueba de Conocimiento Cero: ¿Cómo funciona y qué aportará a la blockchain?

Basics

La prueba de conocimiento cero (ZKP, por sus siglas en inglés) es un tipo de sistema criptográfico que permite a alguien verificar la veracidad de una información sin revelar su contenido. Esta tecnología ha ido ganando fuerza en el mundo de blockchain, las criptomonedas y DeFi, ya que contribuye a mejorar tanto la privacidad como la seguridad.

A medida que el uso de las ZKP en proyectos DeFi sigue creciendo, los usuarios pueden confiar en que su privacidad y seguridad estarán protegidas en actividades como préstamos, empréstitos y trading. Además, muchas blockchains de Capa 1 están dando un paso más al introducir roll-ups basados en ZKP o zkEVMs. Se espera que las ZKP cobren mayor relevancia en el espacio blockchain y Web3 conforme más organizaciones desplieguen aplicaciones basadas en pruebas de conocimiento cero.

What Is the Mechanism Behind a Zero-Knowledge Proof?

Una prueba de conocimiento cero permite a una parte (el probador) confirmar la veracidad de una afirmación a otra parte (el verificador) sin revelar información adicional. Esta técnica es útil cuando los datos subyacentes son privados y el probador desea protegerlos frente al verificador.

El probador genera una prueba matemática que solo él posee, y el verificador puede usar esa prueba para confirmar la corrección de la afirmación. Sin embargo, es imposible reconstruir los datos originales a partir de dicha prueba.

What Are the Benefits of Utilizing Zero-Knowledge Proofs?

Con el auge de la tecnología blockchain y las criptomonedas, la demanda de funciones avanzadas de privacidad y seguridad en las transacciones digitales está en aumento. Las pruebas de conocimiento cero están ganando popularidad como un medio para lograrlo, permitiendo verificar transacciones sin tener que divulgar información sensible.

Las ZKP han experimentado un notable crecimiento en los últimos años, con múltiples protocolos que las utilizan y blockchains que aprovechan los zero-knowledge roll-ups. Esto quedó patente en la conferencia DevCon 2022, donde más de una quinta parte de las presentaciones estuvieron relacionadas con esta tecnología.

Key Advancements

El desarrollo de las pruebas de conocimiento cero se ha centrado mucho en los zk-SNARKs, un tipo concreto de ZKP que ha sido ampliamente adoptado en diversas aplicaciones DeFi, como transacciones privadas de tokens y préstamos y empréstitos protegidos. Además, la escalabilidad y el rendimiento mediante zkRoll-ups son un foco cada vez más importante para las ZKP.

zk-SNARKs

Zero-knowledge succinct non-interactive argument of knowledge (zk-SNARKs) es una forma de prueba de conocimiento cero que permite confirmar afirmaciones sin revelar detalles sobre la propia afirmación.

Aplicaciones como Zcash y el sistema de pagos basado en blockchain de JP Morgan Chase ya utilizan zk-SNARKs. Además, se han empleado como una manera segura de verificar la identidad de clientes que se conectan a servidores.

zkRoll-ups

Los zkRoll-ups son la solución que consiste en agrupar varias transacciones en una sola transacción más grande, que luego se inscribe en la blockchain.

Con zkRoll-ups, cientos de transacciones pueden agruparse off-chain en un único lote, y se puede generar una prueba criptográfica que garantice su exactitud y seguridad. Esta tecnología es óptima para casos que requieren alta escalabilidad y baja latencia.

ZKP Use Cases

Las pruebas de conocimiento cero tienen numerosas aplicaciones, algunas ya operativas y otras que se anticipan en un futuro cercano. Los casos de uso principales de las ZKP incluyen:

Electronic Verification of One's Identity

Mediante pruebas de conocimiento cero, las identidades de los usuarios pueden verificarse sin revelar información confidencial. Esta tecnología es útil en áreas como la votación en línea, donde las identidades deben validarse sin comprometer el anonimato.

Transactions That Protect Personal Data

Las ZKP son una de las tecnologías más populares en criptomonedas para habilitar transacciones enfocadas en la privacidad. Un ejemplo destacado es la DApp MantaPay de Manta Network, que se apoya en ZKP para facilitar transacciones en su DEX de forma privada y segura, protegiendo tanto las identidades de los usuarios como los detalles de las operaciones. Permite a los usuarios operar de forma anónima sin perder seguridad.

Shielded Transactions

Zcash utiliza pruebas de conocimiento cero para habilitar sus transacciones protegidas, que ocultan las direcciones del emisor y del receptor y los montos en la blockchain pública para aumentar la privacidad.

Verifying the Ownership of Tokens

Las ZKP pueden utilizarse para tokenizar activos y autenticar su posesión. Por ejemplo, tokenizar una propiedad puede permitir que cualquier parte compruebe su titularidad sin hacer pública ninguna otra información.

Adhering to Global Regulations

En ciertos países, la recopilación y divulgación de datos financieros está fuertemente regulada, lo que supone un reto para las plataformas descentralizadas. Para cumplir con la normativa aplicable, se pueden emplear pruebas de conocimiento cero para proporcionar a los reguladores los datos necesarios manteniéndolos confidenciales para el resto.

Esta tecnología puede reducir la brecha entre plataformas descentralizadas e instituciones financieras tradicionales, permitiendo que DeFi cumpla con las diversas regulaciones en diferentes jurisdicciones.

What Will ZKPs Bring to Blockchain?

Se espera que las pruebas de conocimiento cero impulsen nuevos avances tecnológicos en los próximos años. Vale la pena vigilar distintas innovaciones relacionadas con Zero-Knowledge Proof, como:

Private Cross-chain Transactions

A medida que blockchain y DeFi se expanden y se vuelven más complejos, surge una mayor necesidad de conectar distintas redes de blockchain de forma segura. Las capas de privacidad cross-chain responden a esta necesidad al permitir transacciones protegidas entre redes.

Advanced ZKP

Otro ámbito a tener en cuenta es el uso creciente de zk-STARKs (zero-knowledge scalable transparent argument of knowledge), un tipo más reciente de prueba de conocimiento cero que se considera más eficiente y seguro frente a los zk-SNARKs. Los zk-STARKs también ofrecen la ventaja de validaciones más rápidas y no requieren una configuración confiable.

Toolkits for Easy Use

La complejidad de la tecnología de pruebas de conocimiento cero puede dificultar su incorporación para personas con conocimientos limitados de criptografía. Para hacerla más accesible, los kits de herramientas ZKP fáciles de usar proporcionan a desarrolladores de distintos perfiles los recursos necesarios para emplearla eficazmente.

Limitations of Zero-Knowledge Proofs

Las ZKP son un método que permite confirmar la veracidad de cierta información sin revelar detalles confidenciales. No obstante, es importante señalar que esta técnica no es infalible. Aunque la probabilidad de que el probador engañe con éxito es extremadamente baja, los usuarios deben ser conscientes de que las ZKP no ofrecen una garantía del 100%.

La complejidad de los algoritmos para pruebas de conocimiento cero exige recursos computacionales significativos. Algunas ZKP requieren múltiples interacciones entre verificadores y probadores, lo que conlleva la necesidad de computación intensiva. Otras presentan algoritmos excepcionalmente costosos en términos computacionales, lo que podría limitar potencialmente su aplicación.

Conclusion

Debido a su capacidad para preservar la privacidad y mejorar la escalabilidad, las pruebas de conocimiento cero han recibido mucha atención recientemente. Emplear esta tecnología en blockchain, criptomonedas y finanzas descentralizadas aporta una variedad de servicios innovadores que pueden beneficiar ampliamente a los usuarios. En última instancia, las ZKP podrían sentar las bases para un ecosistema de DApps más seguro, privado y eficiente.