La tecnología de conocimiento cero o Zero-Knowledge representa la tercera ola de innovación en el mundo de la blockchain, después de Bitcoin y Ethereum.
En un informe reciente, el criptobloguero Colin Wu planteó la importancia y la innovación que trae consigo la tecnología de pruebas de conocimiento cero (ZK) para desbloquear nuevos casos de uso de la cadena de bloques y dar lugar a una nueva ola de innovación.
Según Wu, estamos llegando a una tercera ola de innovación en el ecosistema blockchain, caracterizada por la seguridad, la privacidad, la escalabilidad y la descentralización.
La primera ola de innovación que marcó la industria cripto/blockchain fue con la llegada del propio Bitcoin, que trajo la cadena de bloques al mundo real, indicó Wu. La segunda ola de innovación en el ecosistema de la blockchain estuvo marcada por los contratos inteligentes que nacieron en la red Ethereum.
La tecnología de conocimiento cero transformará la sociedad
Como la tercera ola de innovación en el ecosistema blockchain, la tecnología de conocimiento cero tiene el potencial para crear sistemas de verificación mucho más eficiente y seguros y de aportar privacidad y escalabilidad, por lo que se ha convertido en una tecnología fundamental para la construcción de la Web3 y para acelerar la transformación social.
Esta tecnología cuenta con características únicas que permiten conservar la propiedad de los datos, mejorar la protección de la privacidad y mitigar los riesgos asociados con las violaciones de datos.
¿Qué es la tecnología de conocimiento cero o Zero-Knowledge?
Zero-Knowledge Proof (ZKP), o las pruebas de conocimiento cero son “una construcción criptográfica que proporciona un mecanismo robusto para la divulgación de información”.
A través de ZK, una persona puede verificar la veracidad de una información sin tener que revelar la información y, aunque existe cierto margen de error, esta tecnología aplica una serie de técnicas para minimizar significativamente la posibilidad de que un actor deshonesto engañe a un verificador para que crea en una afirmación falsa.
“La prueba de conocimiento cero es una prueba de probabilidad, no de certeza, pero podemos reducir el error de racionalidad a insignificante mediante algunas técnicas”.
Casos de uso de la tecnología ZK
En el informe publicado por Wu, titulado “The Third Wave of Technological Advancements in Blockchain: Exploring the Application of Zero-Knowledge Proof Technology”, se destacan los principales casos de uso actuales de la tecnología de conocimiento cero. Sin embargo, también se expresa que se trata de un campo de innovación en pleno auge del que podrán verse nuevos casos de uso, aplicaciones e implementaciones en el futuro.
Entonces, en la actualidad, la construcción de sistemas de privacidad de datos donde los usuarios puedan compartir de forma segura la información necesaria sin tener que revelar información personal es uno de los principales casos de uso de la tecnología ZK.
Asimismo, con las crecientes interacciones digitales, la seguridad y la protección de los datos se ha vuelto más que una opción, una necesidad.
La tecnología de conocimiento cero se utiliza para crear sistemas de reputación que proporcionan evidencia de la identidad de un usuario y proporcionan registros confidenciales para la autenticación del usuario sin la exhibición directa de sus datos. Esto permite a los proveedores de servicios verificar la reputación de los usuarios sin revelar sus identidades y eliminar la necesidad de crear repositorios centralizados de datos, que son vulnerables a ataques.
Por otra parte, los pagos anónimos son otro de los casos de uso actuales de la tecnología de conocimiento cero. Como se explica en el informe, en el sistema financiero tradicional, los detalles de los pagos bancarios son accesibles tanto para la entidades bancarias, como para los proveedores de servicios y los gobiernos, dejando expuesta la privacidad financiera de los usuarios. Ahora bien, con la tecnología de conocimiento cero es posible reforzar la seguridad y la privacidad que ofrecen las criptomonedas al crear un sistema financiero alternativo sin intermediarios.
La tecnología ZK, mediante los tokens de privacidad, las aplicaciones de privacidad y las blockchains públicas con características de privacidad, permite la posibilidad de realizar pagos anónimos que no incluyen los detalles de las transacciones ni la información personal del remitente y receptor.
La eficiencia y la escalabilidad en las cadenas de bloques también están entre los casos de uso y aplicaciones que se explora de la tecnología de conocimiento cero en la actualidad. Gracias a esta innovación, los desarrolladores pueden crear aplicaciones descentralizadas (DApps) ligeras, que pueden ejecutarse en smartphones de forma simple, favoreciendo el desarrollo y la adopción de la Web3.
zk-SNARK, zk-STARK y zk-SNARK recursive
Hoy en día, existen tres implementaciones de la tecnología ZK que se mencionan en el informe: zk-SNARK, zk-STARK y zk-SNARK recursive.
La primera, los zk-SNARK, acrónimo de “Zero-Knowledge Succinct Non-Interactive Argument of Knowledge”, son un tipo de prueba criptográfica basada en la tecnología ZK que permite validar y verificar información sin dar acceso a la misma, conservando la privacidad de los datos.
Este tipo de pruebas se utiliza para realizar cálculos y verificar datos fuera de la cadena, lo que elimina la necesidad de que los nodos procesen y almacenen dicha información, aliviando la congestión de las redes y mejorando su rendimiento y escalabilidad. Polygon-Hermez, zkSync y Aztec son algunos ejemplos de los protocolos basados en Ethereum que implementan zk-SNARK. Sin embargo, pese a su potencial, estas pruebas pueden ser vulnerables a la computación cuántica, que puede romper su modelo de seguridad en el futuro.
Por otra parte, los zk-STARK, acrónimo de “Zero-Knowledge Scalable Transparent Arguments of Knowledge”, son otro tipo de prueba criptográfica diseñada para ser resistente a la computación cuántica. Este tipo de pruebas no requiere una configuración de confianza y resultan más escalables y transparentes que los zk-SNARK.
“ZK-STARK sustituye la configuración de confianza por la aleatoriedad abierta y verificable, lo que reduce la dependencia de los participantes y mejora la seguridad del protocolo”.
Proyectos como Polygon Miden, dYdX y StarkNet utilizan los zk-STARK para mejorar sus capacidades de procesamiento y reducir los costos de transacción.
Por último, los zk-SNARK recursive se implementan como una mejora significativa de los zk-SNARK para optimizar la escalabilidad, aumentando drásticamente el número de transacciones que se pueden manejar en una prueba ZK. Un zk-SNARK recursivo es capaz de verificar más de un bloque de transacción fusionando los zk-SNARK generados por diferentes bloques L2 en una única prueba de validez que se envía a la cadena L1.
ZK y su intersección con IA
En resumen, aunque el campo de la tecnología de conocimiento cero aún se está explorando para descubrir su verdadero potencial, los avances alcanzados en los últimos años ponen de manifiesto que se trata de una solución eficiente a los desafíos de privacidad y seguridad en los sistemas basados en blockchain.
Además, Wu destacó que, en el futuro cercano, la intersección de esta innovación tecnológica con el campo de la Inteligencia Artificial y el Aprendizaje Automático podría ser muy útil para mejorar la eficiencia de la IA, generando nuevos proyectos revolucionarios.
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