¿Qué son las pruebas zk-SNARK?

Las zk-SNARK son un género de prueba criptográfica desarrollada para asegurar la máxima privacidad posible. Para conseguirlo las zk-SNARKs se edifican utilizando los protocolos o bien pruebas de conocimiento cero, una interesante técnica que nos deja validar y contrastar información sin dar acceso a exactamente la misma.

El desarrollo tecnológico actual puede ser tan beneficioso como perjudicial para la privacidad de los datos que se manejan en internet. Y es que esta característica siempre y en todo momento ha sido la más valorada por todos aquellos usuarios que desean efectuar sus transacciones mediante criptomonedas. Aun ya antes de existir las criptomonedas, desde la temporada de los criptoanarquistas

La realidad es que en tiempos de Big Data, redes neuronales artificiales analizándote sin parar, corporaciones y gobiernos absorbiendo todo lo que hacemos para supervisarte a su antojo, es más esencial que jamás la privacidad personal y la trasparencia de las instituciones. Por esta razón, la creación de soluciones más poderosas y eficaces que protegen la privacidad en el planeta digital, hoy día cobra mayor fuerza y también relevancia merced a la llegada de las criptomonedas. 

Hoy vas a aprender una de las herramientas en este sentido: las pruebas de conocimiento cero zk-SNARKs. Se trata de una implementación criptográfica poderosísima que deja probar la propiedad sobre cualquier información o bien datos, sin la necesidad de tener que revelarle dicha información o bien datos a ningún usuario o bien red, en ningún instante. Interesante ¿no? Puesto que veamos a profundidad de qué se tratan estos novedosos sistemas de prueba criptográfica ciega.  

Entendiendo que es un zk-SNARK

zk-SNARK es el acrónimo de “Zero-Knowledge Succinct Non-Interactive Argument of Knowledge” que significa “Argumento de Conocimiento No Interactivo Conciso de Conocimiento Cero”. Los zk-SNARKs son sistemas de prueba de conocimiento cero muy fiables y seguras. Pruebas que nos dejan probar la posesión sobre una información, probando que además de esto dicha información es adecuada. Mas que al tiempo jamás se revela, sino se sostiene en rigurosa reservado y en secreto.

Es esencial distinguir entre protocolo ZKP y zk-SNARK. Al tiempo que el protocolo ZKP es una forma o bien protocolo de hacer pruebas criptográficas, los algoritmos zk-SNARK son algoritmos que ponen un protocolo ZKP en empleo. A fin de que lo comprendas es como el protocolo TCP/IP (la base de internet), mas entonces, sobre ella se crean implementaciones concretas: como el protocolo SMTP (protocolo de envío de e-mails). SMTP se crea sobre TCP/IP, utilizando TCP/IP de una determinada forma. En un caso así, el protocolo ZKP sería la base, y sobre este se basa zk-SNARK.

Esta implementación específica del protocolo ZK, tiene ciertos matices que podemos descubrir entendiendo cada una de las letras que componen el nombre zk-SNARK:

  • ZK: Conocimiento cero: es un género de prueba criptográfica. Hace referencia a la confidencialidad y privacidad de la información entre los usuarios sin comprometer su seguridad. Puedes leer más sobre esto aquí.
  • S: Sucinto: hace referencia a la brevedad y velocidad con la que se puede contrastar y revisar que la prueba es verdadera o bien lícita. De qué manera las pruebas son una demostración de la posesión de información o bien datos, su tamaño es pequeño, con lo que se pueden contrastar y validar en cuestión de milisegundos.
  • N: No interactivo: quiere decir que no hay una interacción, comunicación o bien relación de intercambio incesante entre el demostrador y el verificador. O sea, en las pruebas de conocimiento cero solo hace falta mandar un mensaje con la prueba para probar la posesión sobre la información, sin precisar una comunicación incesante o bien usual entre las partes.
  • ARK: Razonamiento de conocimiento: hace referencia a la prueba o bien conocimiento que tiene un probador y que puede probar frente a un verificador, para persuadirlo de que tiene una información que conoce y que es adecuada, mas sin descubrir cuál es esa información. 

Básicamente un zk-SNARK nos deja contarle que tenemos en nuestro poder una información segrega a un amigo, sin descubrir en ningún instante dicha información. Y al tiempo, persuadir a nuestro amigo al 100 por ciento de que la información verdaderamente está en nuestro poder. Suena excelente ¿No crees? En verdad, la utilidad de pruebas de este género es gigantesca, mas ya antes eso prosigamos entendiendo que más se oculta en las zk-SNARKs.

¿De qué forma marchan los zk-SNARKs?

La tecnología que envuelve a los zk-SNARKs es de forma profunda compleja y novedosa. Las bases de su construcción fueron diseñadas por los criptógrafos Shafi Goldwasser, Silvio Micalli y Converses Rackoff en mil novecientos ochenta y cinco. Lo que dio origen a los primeros protocolos para decir que se tiene conocimiento de un secreto que existe y que es adecuado mas sin revelarlo es, prácticamente, decir “Lo sé”, sin ir alén de esas palabras. 

Sin embargo tras esto se oculta una potente y compleja matemática que realmente pocas personas pueden entender totalmente. Por este motivo, un caso explicativo y fácil expuesto por el criptógrafo Jean-Jacques Quisquater en mil novecientos noventa puede asistirnos a entender de qué forma marchan las pruebas de conocimiento cero. Veamos:

El término de prueba de conocimiento cero se refleja como una parábola que implica a la Gruta de las Mil Maravillas de Alí Baba. En su ejemplo la gruta se refleja como un círculo perfecto que solo contiene una entrada, y que en su interior solo existen 2 caminos laterales. Para acceder a la gruta por medio de esa pequeña puerta es preciso decir las palabras segregas adecuadas. 

Entonces, si Alice desea probarle a Bob que tiene conocimiento de cuáles son las palabras segregas adecuadas, mas sin revelarlas en ningún instante, va a poder pactar con Bob que va a estar al final de gruta y él en la entrada. Cuando Bob afirme una palabra para señalar que Alice debe aparecer por uno de los caminos concretos, cuando Alice escuche a Bob va a deber aparecer por el camino que señala de forma fiable. Probando que tiene conocimiento de las palabras segregas adecuadas. 

El proceso puede ser repetido n cantidad de veces para probar que Alice conoce el secreto y que no ha escogido el camino por simple coincidencia. 

Importancia de los zk-SNARKs

La sencillez de dar seguimiento o bien rastrear las transacciones que efectúan los usuarios en las blockchain públicas, ha llevado a la implementación de nuevos mecanismos de seguridad que garanticen la protección y el resguardo de la privacidad. Tanto de los usuarios como de las criptomonedas, puesto que la privacidad, asimismo es un factor que le ofrece fungibilidad a las monedas digitales. 

Por ello, la implementación de protocolos de privacidad como zk-SNARK permite asegurar la privacidad de todos y cada uno de los usuarios y participantes en una red blockchain, sin comprometer en ningún caso la privacidad ni la seguridad de ninguno de ellos. 

El empleo de los zk-SNARKs puede reducir cualquier clase de conexión o bien relación que pueda existir entre el expedidor y el destinatario, como los montos implicados en las transacciones. Este mecanismo de seguridad puede ser utilizado en conjunto con otras implementaciones de privacidad como Tor, para esconder, por poner un ejemplo, la IP de los usuarios. Haciendo más eficaz la garantía de privacidad en todas y cada una de las operaciones. Si bien es esencial resaltar que zk-SNARK es un mecanismo que se activa de forma manual. 

¿Cuánto sabes, criptonauta?

¿Las zk-SNARKs son pruebas criptográficas seguras?

Zcash y los zk-SNARKs

La primera criptomoneda en aplicar las pruebas de conocimiento cero para asegurar la privacidad y seguridad de los usuarios es Zcash (ZEC). La implementación de las pruebas de conocimiento cero le dejan a Zcash poder contrastar las transacciones efectuadas en internet. Todo ello sin precisar descubrir quién ha sido el expedidor, el receptor o bien la cantidad de dinero que ha sido transferida. 

En Zcash, el protocolo ZKP escogido es la implementación zk-SNARKs. Una elección que le deja alterar totalmente la forma en que se comparten los datos en una red. Dejando que las transacciones puedan continuar cifradas mas que todavía de este modo se pueda contrastar y garantizar su autenticidad y valía. Ofertando un grado de anonimato, privacidad, seguridad y confidencialidad sin precedentes para los usuarios.

Zcash acepta direcciones privadas y transparentes, donde las dos son absolutamente interoperables entre sí y dependen de los usuarios la activación o bien retiro de las protecciones sobre la información. Entonces, las direcciones trasparentes en la blockchain de Zcash operan de forma afín que en Bitcoin o bien Ethereum. Donde la información está perceptible en público.

Por el contrario, si se opera con direcciones privadas solo se va a ver en la cadena que ha ocurrido un movimiento y que las tarifas de dicha transacción han sido anuladas. Mas no se va a tener conocimiento sobre las partes implicadas en tal transacción, ni de los montos que fueron transferidos. Con lo que estos datos no son perceptibles al público si bien estén en la cadena pública. 

Esto es posible solo merced al empleo de pruebas de conocimiento cero, que dejan cifrar o bien cifrar los datos en la blockchain. 

Zero Knowledge Protocol en Zcash

Zcash incorpora los protocolos de conocimiento cero, conocidos por su iniciales en inglés como ZKP, para establecer un mecanismo a través de el que una parte pueda probarle a otra su posesión sobre una determinada información. Sin descubrir solamente que una prueba que confirme que dicha declaración es auténtica. 

Gracias a la implementación del protocolo ZKP, esta criptomoneda puede disfrutar de un enorme nivel de seguridad y anonimato, si de este modo lo requieren los usuarios. Pues la  excepcional capacidad del protocolo ZKP de brindar privacidad deja la creación de un sistema de comunicación seguro sin precedentes. 

Por sus propiedades, este protocolo de privacidad tiene una extensa pluralidad de aplicaciones. Apliaciones que van desde implementaciones militares y de seguridad nacional, hasta sistemas de comunicación y autentificación seguros. Pasando lógicamente por las criptomonedas y la tecnología blockchain. Donde cumplen un papel esencial al resguardar y sostener íntegras las transacciones que se efectúen en la blockchainpública. Mas sin descubrir o bien filtrar información entre las partes implicadas. Es por tal razón que Zcash ha incorporado el protocolo ZKP en su sistema. 

Características primordiales de Zcash en zk-SNARK

  • En Zcash se pueden realizar transacciones de forma veloz, segura y privada con costos de transacción bajos de 0.0001 Zcash.
  • Con Zcash puede gozar de direcciones totalmente privadas o bien decantarse por direcciones públicas y transparentes
  • Con las direcciones privadas, los campos de memos no son revelados públicamente. Con lo que puede incluir información esencial para el receptor de la transacción sin peligros ni vulnerabilidades. Puesto que dicha información se hallará protegida y cifrada. 
  • En las direcciones privadas, los usuarios pueden descubrir detalles de sus transacciones en el caso de auditorías o bien de tener que cumplir reglas normativas. Sin embargo, el usuario puede descubrir toda la información de la transacción si lo quiere. Así podemos ver los montos transferidos, el campo memo o bien algún mensaje vinculado. Todo ello sin enseñar quién ha sido el receptor o bien receptor de la operación. 

Otros géneros de pruebas de conocimiento cero similares a zk-SNARK

Otro ejemplo de pruebas de conocimiento cero similares a zk-SNARK son las zk-STARKs.  Los zk-STARK se crearon como una versión opción alternativa de las pruebas zk-SNARK y se consideran una implementación más veloz y económica de esta tecnología. 

Pero, lo verdaderamente esencial de este sistema es que las zk-STARKs no requieren una configuración inicial de confianza (por ende, la “T” es transparente). De forma adicional, los zk-STARK tienen una mayor fortaleza contra ataques del tipo cuántico. Debido a esto se les considera una forma de criptografía más fiable contra este género de sistemas. 

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