Sinopsis de los proyectos blockchain zero-knowledge
Este artículo es una traducción de Overview of Zero-Knowledge Blockchain Projects traducido por Ari Kiry y revisado por Comunidad de Chainlink en español.
La tecnología zero-knowledge (conociemiento zero) es parte de la criptografía que ayuda a ciertos proyectos a superar limitaciones de escalabilidad y privacidad inherentes a muchas blockchains de capa 1. Esta tecnología permite a proyectos facilitar más transacciones, proteger datos de los usuarios sin perder la capacidad de verificar sus identidades, y ofrecer computación más compleja, al mismo tiempo que permite a las empresas adoptar la tecnología blockchain sin dejar de proteger su propiedad intelectual. La base para todas estas aplicaciones son las pruebas de conocimiento cero.
¿Qué son las pruebas de conocimiento cero (ZKP)? Las ZKP permiten a alguien demostrar que sabe o posee un dato sin revelar la información subyacente. Un “prover” crea una prueba usando el conocimiento de las entradas de un sistema y un “verificador” confirma que la prueba se ha calculado correctamente, sin poder ver la información. Básicamente, las pruebas de conocimiento cero permiten verificar la validez de un conjunto de datos preservando la privacidad de los mismos.
En este artículo, exploramos algunas de las ventajas específicas de las soluciones derivadas de zero-knowledge, cómo proyectos blockchain tales como zkSNARKs y zkSTARKs están utilizando esta tecnología para ayudar a los desarrolladores a crear dApps avanzadas para escalar Web3 mientras protegen la privacidad de los usuarios y cómo los servicios Chainlink que reducen los requisitos de confianza ayudan a que estos protocolos sean más descentralizados, fiables y seguros.
¿Por qué utilizar redes con base zero-knowledge?
Las soluciones zero-knowledge ofrecen una forma de aprovechar la seguridad de una blockchain capa 1 como Ethereum, al mismo tiempo que permiten a las dApps escalar gracias a un mayor rendimiento y transacciones más rápidas, protegiendo la información personal de los usuarios, al mantenerla oculta fuera de la cadena, y reduciendo el coste para los usuarios finales publicando las transacciones en lotes. En definitiva, estas ventajas permiten a proyectos crear dApps avanzadas capaces de competir con el rendimiento y funcionalidad de sistemas Web2, manteniendo las ventajas de la descentralización.
Comparación de las soluciones zero-knowledge y optmistic rollups
Los optmistic rollups (rollups optimistas) son una tecnología alternativa de capa 2 utilizada por destacadas soluciones para escalar. A fecha de 29 de junio de 2022, según la web L2Beat, los rollups optimistas representan el 74,2% del TVL acumulado en redes de capa 2 de Ethereum, mientras que las soluciones basadas en conocimiento cero representan el 25,8%.
Además, al combinar rollups zero-knowledge con datos off-chain se puede aumentar la eficiencia en cuanto a consumo de gas. Estas soluciones más eficientes basadas en zero-knowledge se conocen como validiums y volitions. Cabe destacar que también son capaces de demostrar que un estado es válido sin revelar los datos subyacentes. Esto puede ayudar a impulsar la adopción de blockchains públicas por parte de empresas, puesto que las organizaciones pueden proteger la información de los usuarios y secretos comerciales.
Otra diferencia entre estos dos tipos de solución capa 2 es su eficiencia de capital. En los rollups optimistas, el plazo estándar para la finalización de las transacciones y el procesamiento de las retiradas es de una semana, mientras que en las soluciones zero-knowledge los usuarios pueden retirar fondos en unos diez minutos.
Para saber más sobre las diferencias entre los rollups optimistas y los protocolos zero-knowledge, mira este vídeo sobre el futuro de la capa 2 de Ethereum con miembros de Offchain Labs, Polygon Hermez, Matter Labs, Metis DAO y Optimism:
The Future of Ethereum Layer 2s | Chainlink Plugged-In
Tipos de soluciones basadas en zero-knowledge
Las soluciones de capa 2 pueden utilizar pruebas de validez o de fraude, y almacenar los datos dentro o fuera de la cadena.
Arquitectura
zk-Rollups
Los rollups zero-knowledge agrupan muchas transacciones y las publican en la capa 1 de la blockchain con una prueba que verifica la validez de esa computación. Las pruebas que se publican on-chain se conocen como pruebas de validez y pueden ser SNARKs o STARKs. Cuando estas pruebas son verificadas en la blockchain de capa 1, el rollup zero-knowledge tiene un nuevo estado.
Validium
Los validiums combinan las pruebas de validez con el almacenamiento de datos off-chain para mejorar la escalabilidad. Las pruebas de validez se siguen publicando en la cadena base, mientras que los datos se almacenan fuera de la cadena. Esto mejora significativamente el rendimiento y reduce los costes de gas.
Aunque esta arquitectura es mucho más eficiente y escalable que la de los zk-rollups, presenta el riesgo de que actores maliciosos hagan que los datos no estén disponibles y los usuarios no puedan retirar sus fondos. Este problema de disponibilidad de datos se está superando con sistemas del tipo proof-of-stake que utilizan incentivos criptoeconómicos para ayudar a garantizar que los datos sean almacenados por muchos nodos diferentes y estén siempre disponibles. Es importante señalar que, aunque estos actores maliciosos podrían detener las transacciones, no pueden robar directamente los fondos de los usuarios.
Volitions
Los volitions combinan ambos, zk-rollups y validiums, y permiten a los usuarios elegir (volición es el acto de voluntad) entre cualquiera de las dos soluciones de escalabilidad, ya que comparten un único estado raíz. Incluso si hubiera un ataque malicioso con éxito en el lado validium del volition, los fondos del lado zk-rollup seguirían estando a salvo.
Esto permite a entidades dispuestas a pagar tasas más elevadas para obtener mayores garantías de seguridad de un zk-rollup para interactuar de forma nativa con participantes que prefieren tener menores costes de transacción de un volition, como por ejemplo en un DEX en el que un creador de mercado está proporcionando cientos de millones de liquidez mientras que un trader particular puede tener unas pocas posiciones pequeñas abiertas.
Validity Proofs
SNARKs
SNARK significa “zero-knowledge succinct non-interactive argument on knowledge.” por sus siglas en inglés. Un SNARK es un tipo de prueba criptográfica de tamaño reducido y fácil de verificar. Los SNARK generan una prueba criptográfica utilizando curvas elípticas, que suponen que es inviable encontrar el logaritmo discreto de un elemento aleatorio de una curva elíptica a partir de un punto base conocido públicamente. El cálculo de las curvas elípticas es menos costoso desde el punto de vista computacional que el de las funciones hash utilizadas por las STARK, por lo que los protocolos basados en las SNARK pueden ser más eficientes respecto al gas.
STARKs
STARK significa “zero-knowledge scalable transparent argument of knowledge.” por sus siglas en inglés. Es un tipo de prueba criptográfica que requiere poca o ninguna interacción entre el prover y el verificador. Las principales ventajas de los STARKs frente a SNARKs son que tienen tiempos de comprobación rápidos y son más fáciles de escalar, ya que ofrecen más potencia de cálculo. Además, el uso de funciones hash las hace resistentes a la cuántica.
Cabe destacar que los STARKs fueron inventados por Eli Ben-Sasson, cofundador de StarkWare, el equipo que creó StarkEx y StarkNet.
Proyectos blockchain zero-knowledge
Ejemplos de proyectos que utilizan diferentes soluciones de conocimiento cero.
Proyectos basados en zk-STARK
StarkEx
StarkEx es una solución de escalabilidad de capa 2 creada sobre Ethereum que utiliza pruebas STARK para validar transacciones autocustodiadas, lo que permite crear aplicaciones de trading y de pago sobre ella. Los proyectos creados sobre StarkEx, como DeversiFi, Sorare y dYdX, han generado cientos de millones de transacciones y cientos de miles de millones de dólares en volumen de operaciones. Sin embargo, StarkEx no es compatible con la funcionalidad de contratos inteligentes que permiten dApps con todas las funciones.
StarkNet
StarkNet es una plataforma de propósito general que permite a los desarrolladores desplegar contratos inteligentes en una zk-rollup con base en Ethereum. Las dos dApps de Ethereum más destacadas, Aave y Maker, están preparadas para lanzarse en StarkNet. Cabe destacar que los zk-rollups de StarkEx pueden lanzarse sobre StarkNet para aumentar la escalabilidad de una aplicación.
Para aprovechar al máximo la computación avanzada y escalabilidad que permiten los STARKs, StarkWare ha creado un nuevo lenguaje de programación altamente eficiente y completo para generar pruebas STARK llamado Cairo. Esto significa que StarkWare tiene que crear un ecosistema de desarrollo con documentación, frameworks y herramientas de apoyo.
Immutable X
La plataforma Immutable X, que facilita la emisión y comercio de NFTs y tokens, está usando un zk-rollup hecho a medida con StarkEx para su aplicación. La plataforma ha facilitado decenas de millones de acuñaciones y operaciones de NFTs con tarifas reducidas, incluso durante los periodos de congestión de la red en Ethereum.
Immutable X también se lanzará en StarkNet. En lugar de publicar sus pruebas directamente en Ethereum, las publicará en StarkNet, que a su vez se publicará recursivamente en Ethereum mediante el rollup de StarkNet. Immutable X podrá entonces aprovechar StarkEx para lanzar cadenas de aplicaciones sobre StarkNet, ofreciendo a los proyectos una solución de escalabilidad de capa 3.
Proyectos basados en zk-SNARK
Zcash
Zcash, anteriormente llamado ZeroCash en referencia a la prueba de conocimiento cero utilizada para respaldar sus transacciones que preservan la privacidad, es uno de los primeros criptoactivos que ayudó a promover el uso de la tecnología zero-knowledge en la industria.
Loopring
Loopring es un DEX creado sobre Ethereum que admite trading con libro de órdenes sin tomar la custodia de los activos de los usuarios. Gracias a los feeds de precios de Chainlink, ha dado servicio a más de cien mil usuarios y ha facilitado un volumen de operaciones de miles de millones.
zkSync 1.0
zkSync es un rollup sobre Ethereum que, al igual que StarkEx, acepta transferencias y swaps de tokens pero no contratos inteligentes. El protocolo fue creado por Matter Labs.
zkSync 2.0
Al igual que StarkNet, zkSync 2.0 es una solución de escalabilidad de capa 2 en Ethereum que usa una arquitectura tipo volition que admite contratos inteligentes. zkSync utiliza zk-SNARKs para validar las transacciones y utiliza un zkPorter, un sistema proof of stake, para la disponibilidad de datos. La principal diferencia entre zkSync 2.0 y StarkNet, además de su prueba de validez, es que zkSync 2.0 es compatible con la EVM. 1inch, Alchemix y Curve tienen previsto lanzarse en zkSync 2.0.
ZigZag
El protocolo ZigZag es un exchange descentralizado que utiliza un libro de órdenes para pares negociables ERC-20, a diferencia de la mayoría de DEXs con diseños de creadores de mercado automatizados (AMMs). La escalabilidad de los zk-rollups es lo que hace factible el diseño de libro de órdenes. Cualquier token incluido en el registro de zkSync puede listarse en ZigZag. El protocolo opera actualmente en zkSync 1.0, pero planea su lanzamiento tanto en zkSync 2.0 como en StarkNet.
Mina
El protocolo Mina es una blockchain ligera que utiliza SNARKs para producir bloques limitados a 22kb de tamaño. Los proyectos pueden crear aplicaciones en Mina con funcionalidad completa de contratos inteligentes.
Cómo pueden los protocolos zero-knowledge aumentar la fiabilidad y seguridad de la descentralización
Los protocolos zero-knowledge pueden mejorar sus garantías de seguridad y automatizar sus aplicaciones con los servicios de oráculo fiables y descentralizados de Chainlink. Los protocolos de todo el ecosistema Web3 pueden utilizar los servicios hiperfiables de Chainlink para acceder a cualquier API externa y aprovechar computación segura off-chain para crear aplicaciones más avanzadas.
Los protocolos zero-knowledge pueden mejorar sus dApps con:
- Datos de mercado de alta precisión — los feeds de precios Chainlink sustentan la economía DeFi con datos de mercado de precios hiperfiables y precisos que se utilizan para respaldar stablecoins descentralizadas, protocolos de préstamos, plataformas de trading y muchos otros casos de uso.
- Aleatoriedad verificable — Chainlink VRF genera aleatoriedad respaldada por una prueba criptográfica, que luego se entrega y verifica on-chain. Las plataformas NFT pueden utilizar esta aleatoriedad para acuñar de forma probadamente justa, mientras que los juegos blockchain pueden utilizarla para crear una dinámica de juego impredecible.
- Automatización de contratos inteligentes — Chainlink Automation es un servicio de automatización de transacciones descentralizado que puede utilizarse para activar automáticamente funciones cruciales de contratos inteligentes, como resolver órdenes de límite, ejecutar liquidaciones, rebase de tokens, etc.
- Prueba de reserva — Chainlink Proof of Reserve proporciona una verificación automatizada basada en la verdad criptográfica para activos de reserva, permitiendo que los protocolos zero-knowledge reduzcan riesgos, mejoren la transparencia y ayuden a prevenir fallos sistémicos en DeFi.
- Comunicación entre cadenas, el protocolo de interoperabilidad cross-chain (CCIP) proporciona a los protocolos un estándar universal y abierto para crear aplicaciones seguras cross-chain que puedan transferir tokens, enviar mensajes e iniciar acciones en toda la Web3.
Mejorando cualquier proyecto blockchain con DECO
Un proyecto no tiene que utilizar zk-rollup, validium o volition para beneficiarse de la tecnología zero-knowledge. DECO, actualmente en desarrollo, utiliza pruebas de conocimiento cero para asegurar que los datos permanezcan privados y a prueba de manipulaciones durante su entrega a través de sistemas HTTPS/TLS.
Los nodos de Chainlink habilitados para DECO pueden demostrar hechos sobre los datos sin revelar dichos datos.
Los nodos de Chainlink habilitados para DECO pueden probar hechos sobre datos procedentes de servidores de confianza sin revelar los datos on-chain, al mismo tiempo que prueban la fuente de los datos ya que se mantiene la cadena de custodia TLS. Esto permite una amplia gama de aplicaciones avanzadas, por ejemplo, protocolos de identidad descentralizada (DID) como CanDID, que permiten a los usuarios gestionar sus credenciales en lugar de depender de un tercero. También podría permitir una plataforma DeFi que admita préstamos sin garantía al comprobar con una institución reconocida si la solvencia de un usuario cumple sus requisitos, sin necesidad de ver ningún dato personal.
En última instancia, DECO ofrece garantías de seguridad que permiten a los usuarios utilizar información personal en sistemas on-chain de forma segura, sin necesidad de que esos datos estén presentes en la cadena.
Conclusión
Junto con blockchains de capa 1 y redes descentralizadas de oráculos, las pruebas de conocimiento cero van a transformar la industria de la blockchain al permitir que los proyectos construyan aplicaciones altamente escalables, eficientes en cuanto a costes y avanzadas, mientras preservan la privacidad del usuarios.
Aunque hay otras soluciones de capa 2 que pueden ofrecer una mejor arquitectura para determinadas aplicaciones, los zk-rollups, validiums y volitions están destinados a captar un gran volumen de usuarios, tanto entre particulares como entre empresas, a medida que la industria blockchain avanza hacia su adopción masiva.
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