Desarrollo y perspectivas de aplicación de zk-SNARKs
Origen y desarrollo de zk-SNARKs
El sistema de pruebas de conocimiento cero se remonta a 1985, propuesto por Goldwasser, Micali y Rackoff en el artículo "La complejidad del conocimiento en sistemas de prueba interactivos". Esta teoría explora cómo, a través de interacciones de un número limitado de rondas en un sistema interactivo, se puede demostrar la validez de una afirmación de manera que no se revele información adicional. Los primeros sistemas de prueba de conocimiento cero tenían deficiencias en términos de utilidad, limitándose principalmente a la investigación teórica.
En la última década, la tecnología de zk-SNARKs ha experimentado un rápido desarrollo, convirtiéndose en una dirección importante en el campo de la criptografía. Entre ellas, construir protocolos de zk-SNARKs que sean generales, no interactivos y de tamaño de prueba limitado es una de las direcciones clave de exploración. El desafío central de los zk-SNARKs radica en buscar un equilibrio entre la velocidad de prueba, la velocidad de verificación y el tamaño de la prueba.
En 2010, el artículo de Groth titulado "Pruebas cortas no interactivas de conocimiento cero basadas en emparejamientos" fue un avance importante en el campo de ZKP, sentando las bases teóricas para zk-SNARKs. En 2015, Zcash aplicó las pruebas de conocimiento cero a la protección de la privacidad de las transacciones, lo que dio inicio a la amplia aplicación de ZKP en el ámbito de blockchain.
Desde entonces, varios logros académicos han impulsado el desarrollo de zk-SNARKs:
El protocolo Pinocchio de 2013 mejoró la eficiencia de la prueba y la verificación.
El algoritmo Groth16 de 2016 optimizó aún más el tamaño de la prueba y la velocidad de verificación.
El algoritmo Bulletproofs propuesto en 2017 logró una rápida transición de la teoría a la aplicación.
El protocolo zk-STARKs propuesto en 2018 no requiere una configuración de confianza, abriendo nuevas direcciones de investigación.
Otros avances importantes incluyen PLONK, Halo2, entre otros, que han mejorado zk-SNARKs.
Aplicaciones principales de zk-SNARKs
zk-SNARKs se aplican principalmente en dos campos: protección de la privacidad y escalabilidad.
protección de la privacidad
Los proyectos de transacciones privadas en sus inicios, como Zcash y Monero, han impulsado el desarrollo de aplicaciones de protección de la privacidad. Aunque la demanda de transacciones privadas no es tan destacada como se esperaba, sigue siendo una dirección de aplicación importante.
Tomando como ejemplo a Zcash, su proceso para implementar transacciones privadas utilizando zk-SNARKs incluye: configuración del sistema, generación de claves, acuñación, generación de pruebas de transacción, verificación y recepción, entre otros pasos. Sin embargo, el diseño de Zcash basado en el modelo UTXO también presenta algunas limitaciones.
Tornado Cash utiliza un diseño de única gran piscina de mezcla de monedas, basado en la red de Ethereum, que ofrece una solución de protección de privacidad más general. Sus características clave incluyen restricciones de acceso, prevención de doble gasto, pruebas y notificaciones de revocación vinculadas, entre otros.
ampliación
El esquema de escalado ZK se puede aplicar a redes de capa uno (como Mina) o redes de capa dos (ZK Rollup). Los roles clave de ZK Rollup incluyen Sequencer y Aggregator, donde el primero se encarga de empaquetar las transacciones y el segundo se encarga de combinar las transacciones y generar zk-SNARKs.
Las ventajas de ZK Rollup son los bajos costos, la rápida finalización y la protección de la privacidad, pero también enfrenta desafíos como la gran carga computacional y las pruebas de seguridad. Los principales proyectos de ZK Rollup en el mercado actualmente incluyen StarkNet, zkSync, Aztec Connect, Polygon Hermez/Miden, Loopring, Scroll, entre otros.
Estos proyectos eligen principalmente entre SNARK (y sus versiones mejoradas) y STARK en su trayectoria técnica, mientras prestan atención al grado de soporte para EVM. La compatibilidad con EVM es un tema importante que afecta al ecosistema de desarrolladores y la competencia entre proyectos.
Principios básicos de ZK-SNARKs
ZK-SNARK (zk-SNARKs) es la tecnología de prueba de cero conocimiento más ampliamente utilizada en la actualidad. Sus características clave incluyen la propiedad de cero conocimiento, la concisión, la no interactividad, la fiabilidad y la capacidad de extracción de conocimiento.
El principio de prueba zk-SNARK de Groth16 incluye los siguientes pasos:
Convertir el problema en un circuito
Convertir el circuito a la forma R1CS
Convertir R1CS a la forma QAP
Establecer una configuración confiable, generar claves de prueba y claves de verificación
Generación y verificación de pruebas zk-SNARKs
El rápido desarrollo de la tecnología zk-SNARKs está impulsando su aplicación en la blockchain y en campos más amplios, y se espera que en el futuro desempeñe un papel aún mayor en la protección de la privacidad y la escalabilidad.
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DeepRabbitHole
· 08-04 03:06
La investigación teórica no sirve de mucho, ¿verdad?
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PerpetualLonger
· 08-03 01:28
¡Este artefacto es la herramienta perfecta para comprar la caída del próximo bull run! Posición completa Todo dentro zk-SNARKs zona El gran bull run ya ha comenzado, créeme.
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SighingCashier
· 08-03 01:27
Este algoritmo está escrito de una manera tan complicada, mejor reírse a escondidas.
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rugpull_ptsd
· 08-03 01:27
¿Esto realmente puede prevenir un rug?
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ParanoiaKing
· 08-03 01:22
Esto suena complicado.
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Lonely_Validator
· 08-03 01:03
Giré y no entendí.
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DataChief
· 08-03 00:59
Dicho de manera simple, no es más que criptografía, ¿verdad? Hacerlo tan sofisticado.
zk-SNARKs: evolución y perspectivas de aplicación desde la teoría hasta la práctica
Desarrollo y perspectivas de aplicación de zk-SNARKs
Origen y desarrollo de zk-SNARKs
El sistema de pruebas de conocimiento cero se remonta a 1985, propuesto por Goldwasser, Micali y Rackoff en el artículo "La complejidad del conocimiento en sistemas de prueba interactivos". Esta teoría explora cómo, a través de interacciones de un número limitado de rondas en un sistema interactivo, se puede demostrar la validez de una afirmación de manera que no se revele información adicional. Los primeros sistemas de prueba de conocimiento cero tenían deficiencias en términos de utilidad, limitándose principalmente a la investigación teórica.
En la última década, la tecnología de zk-SNARKs ha experimentado un rápido desarrollo, convirtiéndose en una dirección importante en el campo de la criptografía. Entre ellas, construir protocolos de zk-SNARKs que sean generales, no interactivos y de tamaño de prueba limitado es una de las direcciones clave de exploración. El desafío central de los zk-SNARKs radica en buscar un equilibrio entre la velocidad de prueba, la velocidad de verificación y el tamaño de la prueba.
En 2010, el artículo de Groth titulado "Pruebas cortas no interactivas de conocimiento cero basadas en emparejamientos" fue un avance importante en el campo de ZKP, sentando las bases teóricas para zk-SNARKs. En 2015, Zcash aplicó las pruebas de conocimiento cero a la protección de la privacidad de las transacciones, lo que dio inicio a la amplia aplicación de ZKP en el ámbito de blockchain.
Desde entonces, varios logros académicos han impulsado el desarrollo de zk-SNARKs:
Otros avances importantes incluyen PLONK, Halo2, entre otros, que han mejorado zk-SNARKs.
Aplicaciones principales de zk-SNARKs
zk-SNARKs se aplican principalmente en dos campos: protección de la privacidad y escalabilidad.
protección de la privacidad
Los proyectos de transacciones privadas en sus inicios, como Zcash y Monero, han impulsado el desarrollo de aplicaciones de protección de la privacidad. Aunque la demanda de transacciones privadas no es tan destacada como se esperaba, sigue siendo una dirección de aplicación importante.
Tomando como ejemplo a Zcash, su proceso para implementar transacciones privadas utilizando zk-SNARKs incluye: configuración del sistema, generación de claves, acuñación, generación de pruebas de transacción, verificación y recepción, entre otros pasos. Sin embargo, el diseño de Zcash basado en el modelo UTXO también presenta algunas limitaciones.
Tornado Cash utiliza un diseño de única gran piscina de mezcla de monedas, basado en la red de Ethereum, que ofrece una solución de protección de privacidad más general. Sus características clave incluyen restricciones de acceso, prevención de doble gasto, pruebas y notificaciones de revocación vinculadas, entre otros.
ampliación
El esquema de escalado ZK se puede aplicar a redes de capa uno (como Mina) o redes de capa dos (ZK Rollup). Los roles clave de ZK Rollup incluyen Sequencer y Aggregator, donde el primero se encarga de empaquetar las transacciones y el segundo se encarga de combinar las transacciones y generar zk-SNARKs.
Las ventajas de ZK Rollup son los bajos costos, la rápida finalización y la protección de la privacidad, pero también enfrenta desafíos como la gran carga computacional y las pruebas de seguridad. Los principales proyectos de ZK Rollup en el mercado actualmente incluyen StarkNet, zkSync, Aztec Connect, Polygon Hermez/Miden, Loopring, Scroll, entre otros.
Estos proyectos eligen principalmente entre SNARK (y sus versiones mejoradas) y STARK en su trayectoria técnica, mientras prestan atención al grado de soporte para EVM. La compatibilidad con EVM es un tema importante que afecta al ecosistema de desarrolladores y la competencia entre proyectos.
Principios básicos de ZK-SNARKs
ZK-SNARK (zk-SNARKs) es la tecnología de prueba de cero conocimiento más ampliamente utilizada en la actualidad. Sus características clave incluyen la propiedad de cero conocimiento, la concisión, la no interactividad, la fiabilidad y la capacidad de extracción de conocimiento.
El principio de prueba zk-SNARK de Groth16 incluye los siguientes pasos:
El rápido desarrollo de la tecnología zk-SNARKs está impulsando su aplicación en la blockchain y en campos más amplios, y se espera que en el futuro desempeñe un papel aún mayor en la protección de la privacidad y la escalabilidad.