Introducción a la historia, aplicaciones y principios de zk-SNARKs
I. La evolución de zk-SNARKs
El sistema moderno de zk-SNARKs se originó en 1985 con el trabajo colaborativo de Goldwasser, Micali y Rackoff. Este documento explora la cantidad de conocimiento que se debe intercambiar para probar la validez de una afirmación a través de múltiples interacciones en un sistema interactivo. Si se puede lograr un intercambio de conocimiento cero, se denomina zk-SNARK. Los primeros sistemas de zk-SNARK eran ineficientes y poco utilizables, quedando principalmente en el ámbito teórico. En la última década, con el auge de la criptografía en el campo de las criptomonedas, los zk-SNARKs se han convertido gradualmente en una dirección de investigación importante.
El avance clave de la prueba de conocimiento cero fue el artículo publicado por Groth en 2010, que sentó las bases teóricas para zk-SNARKs. En 2015, Zcash aplicó la prueba de conocimiento cero a la protección de la privacidad de las transacciones, lo que representa un avance importante en el ámbito de la aplicación de la prueba de conocimiento cero. Desde entonces, zk-SNARKs se ha combinado con contratos inteligentes, ampliando constantemente los escenarios de aplicación.
Otros logros académicos importantes incluyen: el protocolo Pinocchio de 2013, el algoritmo Groth16 de 2016, el algoritmo Bulletproofs de 2017, el protocolo zk-STARKs de 2018, entre otros. Estos avances han tenido importantes mejoras en el tamaño de la prueba, la eficiencia de verificación, etc.
Dos, las principales aplicaciones de zk-SNARKs
Las dos aplicaciones más amplias de zk-SNARKs son la protección de la privacidad y la escalabilidad.
En términos de protección de la privacidad, los proyectos representativos incluyen Zcash, Monero, entre otros. Tomando Zcash como ejemplo, utiliza zk-SNARKs para lograr la privacidad de las transacciones, los pasos principales incluyen la configuración del sistema, generación de claves, acuñación, transferencia, verificación y recepción. Sin embargo, la tasa de uso de las transacciones privadas de Zcash no es alta, lo que muestra que la demanda de privacidad no ha alcanzado las expectativas.
En términos de escalabilidad, el ZK Rollup es una aplicación importante. El ZK Rollup incluye dos tipos de roles: el Sequencer y el Aggregator, que logran la escalabilidad procesando transacciones en lotes y generando zk-SNARKs. En comparación con el Optimistic Rollup, el ZK Rollup tiene ventajas como menores costos y una rápida finalización, pero también enfrenta desafíos como una gran carga computacional y la necesidad de una configuración confiable.
Los proyectos ZK Rollup más destacados en la actualidad incluyen StarkNet, zkSync, Aztec y Polygon Hermez, que en términos de ruta técnica optan principalmente entre SNARK y STARK, así como si son compatibles con EVM. La cuestión de la compatibilidad con EVM ha sido un enfoque de atención en la industria, y los recientes avances tecnológicos han elevado la compatibilidad con EVM a un nuevo nivel, lo que afectará el desarrollo del ecosistema ZK.
Tres, el principio básico de zk-SNARKs
ZK-SNARK es una implementación importante de zk-SNARKs. Posee características como ser de conocimiento cero, concisa y no interactiva.
Los pasos básicos de ZK-SNARKs incluyen:
Convertir el problema en un circuito
Convertir el circuito a la forma R1CS
Conversión de R1CS a forma QAP
Establecer una configuración confiable, generar claves de prueba y claves de verificación
Generación y verificación de pruebas zk-SNARKs
El núcleo de ZK-SNARKs radica en transformar problemas a través de complejas transformaciones matemáticas en una forma que se pueda probar y verificar de manera eficiente. Esto sienta las bases para la amplia aplicación de zk-SNARKs en campos como la blockchain.
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TokenUnlocker
· hace20h
Esta tecnología tiene algo especial.
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MaticHoleFiller
· hace21h
Siempre hay grandes cosas sucediendo en la capa de privacidad.
Desarrollo y aplicación de zk-SNARKs: desde los avances teóricos hasta la práctica de ZK Rollup
Introducción a la historia, aplicaciones y principios de zk-SNARKs
I. La evolución de zk-SNARKs
El sistema moderno de zk-SNARKs se originó en 1985 con el trabajo colaborativo de Goldwasser, Micali y Rackoff. Este documento explora la cantidad de conocimiento que se debe intercambiar para probar la validez de una afirmación a través de múltiples interacciones en un sistema interactivo. Si se puede lograr un intercambio de conocimiento cero, se denomina zk-SNARK. Los primeros sistemas de zk-SNARK eran ineficientes y poco utilizables, quedando principalmente en el ámbito teórico. En la última década, con el auge de la criptografía en el campo de las criptomonedas, los zk-SNARKs se han convertido gradualmente en una dirección de investigación importante.
El avance clave de la prueba de conocimiento cero fue el artículo publicado por Groth en 2010, que sentó las bases teóricas para zk-SNARKs. En 2015, Zcash aplicó la prueba de conocimiento cero a la protección de la privacidad de las transacciones, lo que representa un avance importante en el ámbito de la aplicación de la prueba de conocimiento cero. Desde entonces, zk-SNARKs se ha combinado con contratos inteligentes, ampliando constantemente los escenarios de aplicación.
Otros logros académicos importantes incluyen: el protocolo Pinocchio de 2013, el algoritmo Groth16 de 2016, el algoritmo Bulletproofs de 2017, el protocolo zk-STARKs de 2018, entre otros. Estos avances han tenido importantes mejoras en el tamaño de la prueba, la eficiencia de verificación, etc.
Dos, las principales aplicaciones de zk-SNARKs
Las dos aplicaciones más amplias de zk-SNARKs son la protección de la privacidad y la escalabilidad.
En términos de protección de la privacidad, los proyectos representativos incluyen Zcash, Monero, entre otros. Tomando Zcash como ejemplo, utiliza zk-SNARKs para lograr la privacidad de las transacciones, los pasos principales incluyen la configuración del sistema, generación de claves, acuñación, transferencia, verificación y recepción. Sin embargo, la tasa de uso de las transacciones privadas de Zcash no es alta, lo que muestra que la demanda de privacidad no ha alcanzado las expectativas.
En términos de escalabilidad, el ZK Rollup es una aplicación importante. El ZK Rollup incluye dos tipos de roles: el Sequencer y el Aggregator, que logran la escalabilidad procesando transacciones en lotes y generando zk-SNARKs. En comparación con el Optimistic Rollup, el ZK Rollup tiene ventajas como menores costos y una rápida finalización, pero también enfrenta desafíos como una gran carga computacional y la necesidad de una configuración confiable.
Los proyectos ZK Rollup más destacados en la actualidad incluyen StarkNet, zkSync, Aztec y Polygon Hermez, que en términos de ruta técnica optan principalmente entre SNARK y STARK, así como si son compatibles con EVM. La cuestión de la compatibilidad con EVM ha sido un enfoque de atención en la industria, y los recientes avances tecnológicos han elevado la compatibilidad con EVM a un nuevo nivel, lo que afectará el desarrollo del ecosistema ZK.
Tres, el principio básico de zk-SNARKs
ZK-SNARK es una implementación importante de zk-SNARKs. Posee características como ser de conocimiento cero, concisa y no interactiva.
Los pasos básicos de ZK-SNARKs incluyen:
El núcleo de ZK-SNARKs radica en transformar problemas a través de complejas transformaciones matemáticas en una forma que se pueda probar y verificar de manera eficiente. Esto sienta las bases para la amplia aplicación de zk-SNARKs en campos como la blockchain.