Este año, las pruebas de conocimiento cero (pruebas zk) están dejando su huella como los instrumentos criptográficos más potentes que impulsan la innovación en los ecosistemas descentralizados.
Las pruebas Zk fueron concebidas por primera vez por los investigadores en ciencias de la computación Shari Goldwassser, Silvio Micali y Charles Rackoff en su artículo de 1985, La complejidad del conocimiento de los sistemas de prueba interactivos. Los desarrolladores, arquitectos de sistemas e investigadores de la comunidad Ethereum, el principal ecosistema de contratos inteligentes de blockchain, han pasado la mayor parte de los últimos tres años ejerciendo presión sobre sus facultades creativas para desarrollar soluciones y, más a menudo, soluciones temporales. Su objetivo es remediar las dos deficiencias evidentes de blockchain: la capacidad de operar de manera eficiente a escala y salvaguardar la privacidad del usuario de manera inequívoca.
En ambas prerrogativas, las mejores y más brillantes mentes de Ethereum han convergido en protocolos de conocimiento cero y sus implementaciones siempre versátiles para construir la próxima iteración de la infraestructura de cadena de bloques completa de turing.
La búsqueda del rendimiento
Una prueba zk describe un mecanismo mediante el cual una parte puede probar a otra que una declaración determinada es verdadera sin revelar ninguna información adicional, especialmente el contenido de la declaración en sí. Aunque se aplican de manera más inmediata en escenarios centrados en la privacidad, el más famoso en el lanzamiento de Zcash en 2016, una moneda de privacidad que emplea zks para proteger las transacciones, las pruebas de zk han cobrado prominencia en la loca búsqueda de Ethereum de una solución de escalabilidad que pueda abrir su gama de revolucionarias aplicaciones DeFi y NFT para el mercado masivo.
Según el documento técnico de Satoshi, blockchain se desarrolló con un propósito: eludir la autoridad a través de la formación de un sistema descentralizado resistente a la censura sin un solo punto de falla. Aunque es una hazaña tremenda en la arquitectura del sistema, la descentralización no viene sin costos. En los sistemas descentralizados, los procesos de intercambio, almacenamiento y verificación de información tienen lugar entre dispositivos, software y humanos interdependientes. Es decir, son sistemas de altísima complejidad del conocimiento.
A diferencia de los procesos optimizados nativos de los sistemas centralizados, la complejidad del conocimiento necesariamente resta valor a la eficiencia de la red, lo que ralentiza los tiempos de transacción y aumenta los costos de transacción para los usuarios.
Puesto que el El fiasco de Cryptokitties de 2017, Ethereum se ha convertido en el centro de atención perpetuo de las criptomonedas como el niño del cartel del dilema de escalabilidad inherente de blockchain. Como líder de la industria en aplicaciones y usuarios descentralizados, la complejidad del conocimiento de Ethereum limita el rendimiento de sus transacciones a diez míseras transacciones por segundo: 12 en un buen día.
Decididos a abordar el problema, los equipos de desarrolladores de todo el ecosistema generaron varias soluciones preliminares: State Channels, que no eran compatibles con EVM y requerían identidades de usuario y bloqueos de capital iniciales; Plasma, una red de Child-Chains poco conveniente que también carecía de compatibilidad con EVM; Sidechains, que operaban independientemente de la seguridad de la cadena principal de Ethereum; y Sharding, una modificación de consenso cuyos atributos y fechas de entrega han vacilado y evolucionado de una manera que recuerda a las promesas de campaña políticas incumplidas.
Zks permaneció en el marco en forma de Zk-Rollups, un mecanismo que emplea la tecnología zkSNARK para consolidar transacciones fuera de la cadena a través de Merkle Trees y publicarlas en la cadena principal de Ethereum con una sola transacción: un modelo altamente eficiente que realizaba cálculos fuera de la cadena. y utilizó la cadena principal exclusivamente para el almacenamiento de datos. Aunque era la mejor solución técnica disponible, los Zk-Rollups aún no eran compatibles con EVM y solo podían actuar como canales de pago. Las aplicaciones DeFi tendrían que permanecer en la cadena hasta que los roll-ups pudieran respaldar la ejecución de contratos inteligentes.
Resumen del optimismo
En la carrera por respaldar DeFi, el equipo de desarrolladores de Ethereum, Optimism, fue el primero en seguir el ritmo con su lanzamiento de Optimistic Rollups, una cadena de resumen compatible con EVM lista para implementaciones de dApp con un solo clic, y todo sin una sola prueba de zk. Solo hubo un problema: Optimism's Rollup dependía de Fraud Proofs para publicar transacciones agrupadas en la cadena, lo que requería que los usuarios toleraran los retrasos en el tiempo de disputa (DTD) para los retiros de la cadena principal, a menudo más de una semana. Pero con la compatibilidad en línea, Optimism siguió siendo la mejor alternativa disponible.
Eso fue hasta hace unos meses, cuando Matter Labs lanzó zkSync v2: un Zk-Rollup compatible con EVM completamente funcional que emplea pruebas de validez computacionalmente sólidas con DTD cortos. Con la compatibilidad con EVM resuelta para v2, zkSync y sus retiros de la cadena principal de menos de diez minutos ahora son superiores a Optimism, cuyo OVM aún depende de DTD prolongados para confirmar las transacciones de retiro.
A medida que la atención y los recursos de los desarrolladores continúan migrando hacia el reino del conocimiento cero, la realidad se vuelve clara: según el título de elección de sus arquitectos, las pruebas zk se diseñaron para sistemas caracterizados por alta complejidad del conocimiento, y son los más adecuados para resolver muchos de los dilemas computacionales que enfrentan los ecosistemas de blockchain y sus caminos hacia la adopción.
Llegando al círculo completo: mantener la privacidad donde pertenece
Con la concepción de DeFi, Ethereum ha asegurado su lugar como el centro de referencia para la innovación de blockchain. Las aplicaciones sofisticadas como las que constituyen el sector DeFi de las criptomonedas requieren el ahorro del estado y, por lo tanto, el modelo de transacción basado en la cuenta y la integridad de Turing de Ethereum. Mientras tanto, las aplicaciones centradas en la privacidad operan en cadenas de bloques con modelos de transacciones UTXO, donde los estados globales, incluidos los saldos de las cuentas, son manejados por niveles más altos de abstracción, como aplicaciones de billetera y exploradores de bloques.
Hasta este punto, en la misión de brindar privacidad a DeFi, los desarrolladores se han conformado con llevar DeFi a la privacidad, ya sea construyendo cadenas de bloques UTXO independientes o modelos de Capa 2 altamente centralizados y opacos lejos de la abrumadora cadena principal pública de Ethereum.
No fue hasta enero de 2019 cuando se concibió el primer estándar de token confidencial en cadena de Ethereum en Aztec Protocol. EIP-1724. Aztec propuso utilizar zkSNARK para generar tokens privados en Ethereum, aunque un se requeriría una configuración confiable para distribuir claves privadas. Además, todo el proceso de ofuscación que confiere privacidad a los zk-tokens de Aztec se lleva a cabo en una especie de Capa 2. Un modelo visionario brillante, la construcción de Capa 2 de Aztec trajo privacidad a Ethereum por primera vez. Pero en contra de la escalabilidad, el mandato cardinal de la privacidad es que debe vivir en la Capa 1, sin condicionantes ni puentes.
Configuración de confianza
Un año después del lanzamiento de Aztec, el equipo de Offshift presentó una solución PriFi de capa 1 pionera en Ethereum cuyo lanzamiento está programado para el primer trimestre de 1. El modelo del equipo emplea zks a prueba de balas que, a diferencia de los SNARK, no requieren ningún elemento de una configuración confiable y viven plenamente en la capa 2022. Para abordar el modelo de transacción basado en la cuenta de Ethereum, el protocolo de Offshift emite zkAssets en forma de compromisos criptográficos que se intercambian entre las direcciones de Ethereum en un modelo UTXO, lo que permite que las aplicaciones PriFi se beneficien de la integridad de Turing de Ethereum sin salir de la capa 1.
Aunque los desafíos son completamente únicos, la escalabilidad eficiente y la privacidad impenetrable se resuelven mejor con herramientas computacionales diseñadas para sistemas descentralizados, es decir, sistemas caracterizados por una complejidad de conocimiento extremadamente alta.
Décadas antes de su tiempo, Goldwasser, Macali y Rackoff dejaron muy claro en su artículo de 1985: “La complejidad del conocimiento ayuda a probar o refutar la corrección de los protocolos criptográficos, ya que estos se basan en el secreto de cierta información privada y deben preservar este secreto. ”
Luego señalaron poéticamente: “La privacidad de cierta información es lo que nos da una ventaja sobre nuestros adversarios”.
Alex Shipp, director de estrategia de Fuera de turno, una plataforma de derivados PriFi (DeFi privado).
Fuente: https://thedefiant.io/zero-knowledge-ethereum-layer-1/
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