Quest'anno, le prove di conoscenza zero (zk-proofs) stanno lasciando il segno come i più potenti strumenti crittografici che alimentano l'innovazione negli ecosistemi decentralizzati.
Le prove Zk sono state concepite per la prima volta dai ricercatori di informatica Shari Goldwasser, Silvio Micali e Charles Rackoff nel loro articolo del 1985, La complessità della conoscenza dei sistemi di prova interattivi. Sviluppatori, architetti di sistema e ricercatori della comunità di Ethereum, il principale ecosistema di contratti intelligenti della blockchain, hanno trascorso la maggior parte degli ultimi tre anni a mettere a dura prova le loro facoltà creative per sviluppare soluzioni e, più spesso, soluzioni temporanee. Il loro obiettivo è rimediare alle due evidenti carenze della blockchain: la capacità di operare in modo efficiente su larga scala e di salvaguardare inequivocabilmente la privacy degli utenti.
Su entrambe le prerogative, le menti migliori e più brillanti di Ethereum sono convergenti su protocolli a conoscenza zero e sulle loro implementazioni sempre versatili per costruire la prossima iterazione dell'infrastruttura blockchain completa.
La ricerca del rendimento
Una prova zk descrive un meccanismo mediante il quale una parte può provare a un'altra che una determinata affermazione è vera senza rivelare alcuna informazione aggiuntiva, in particolare il contenuto della dichiarazione stessa. Sebbene sia più immediatamente applicabile in scenari incentrati sulla privacy - il più famoso nel lancio nel 2016 di Zcash, una moneta per la privacy che utilizza zks per proteggere le transazioni - le prove zk sono diventate importanti nella folle ricerca di Ethereum di una soluzione di scalabilità che possa aprire la sua gamma di rivoluzionarie applicazioni DeFi e NFT per il mercato di massa.
Secondo il white paper di Satoshi, la blockchain è stata sviluppata per uno scopo: aggirare l'autorità attraverso la formazione di un sistema decentralizzato resistente alla censura senza un singolo punto di errore. Sebbene sia un'impresa straordinaria nell'architettura di sistema, la decentralizzazione non è priva di costi. Nei sistemi decentralizzati, i processi di scambio, archiviazione e verifica delle informazioni avvengono tra dispositivi, software e esseri umani interdipendenti. Vale a dire, sono sistemi estremamente elevati complessità della conoscenza.
A differenza dei processi semplificati nativi dei sistemi centralizzati, la complessità della conoscenza riduce necessariamente l'efficienza della rete, rallentando i tempi di transazione e aumentando i costi di transazione per gli utenti.
Poiché Il fiasco di Cryptokitties del 2017, Ethereum è stato messo sotto i riflettori perpetui delle criptovalute come il figlio poster del dilemma della scalabilità intrinseca della blockchain. In qualità di leader del settore delle applicazioni e degli utenti decentralizzati, la complessità della conoscenza di Ethereum limita il throughput delle transazioni a dieci misere transazioni al secondo, 12 in una buona giornata.
Determinati ad affrontare il problema, i team di sviluppatori in tutto l'ecosistema hanno elaborato varie soluzioni preliminari: canali di stato, che non erano compatibili con EVM e richiedevano identità utente e blocchi di capitale anticipati; Plasma, una rete di Child-Chain poco convenienti che mancava anche della compatibilità EVM; Sidechain, che operavano indipendentemente dalla sicurezza della mainchain di Ethereum; e Sharding, una modifica del consenso i cui attributi e date di consegna hanno vacillato e si sono evoluti in un modo che ricorda le promesse di campagne politiche non mantenute.
Zks è rimasto nel frame sotto forma di Zk-Rollups, un meccanismo che impiega la tecnologia zkSNARK per consolidare le transazioni off-chain tramite Merkle Trees e pubblicarle nella mainchain di Ethereum con una singola transazione: un modello altamente efficiente che ha condotto il calcolo fuori-chain e ha utilizzato la catena principale esclusivamente per l'archiviazione dei dati. Sebbene la migliore soluzione tecnica disponibile, gli Zk-Rollup non erano ancora compatibili con EVM e potevano fungere solo da canali di pagamento. Le applicazioni DeFi dovrebbero rimanere sulla catena fino a quando i roll-up non potrebbero supportare l'esecuzione di contratti intelligenti.
Il rollup dell'ottimismo
Nella corsa per supportare la DeFi, il team di sviluppatori di Ethereum Optimism è stato il primo a battere con il rilascio di Optimistic Rollups, una catena di rollup compatibile con EVM pronta per le implementazioni di dApp con un clic e il tutto senza una singola prova di zk. C'era solo un intoppo: il rollup di Optimism dipendeva da Fraud Proofs per pubblicare transazioni raggruppate on-chain, richiedendo così agli utenti di tollerare i Dispute Time Delay (DTD) per i prelievi mainchain, spesso superiori a una settimana. Ma con la componibilità online, Optimism è rimasta la migliore alternativa disponibile.
Questo è stato, fino agli ultimi mesi, quando Matter Labs ha rilasciato zkSync v2: uno Zk-Rollup completamente funzionale e compatibile con EVM che utilizza prove di validità computazionalmente solide con DTD brevi. Con la compatibilità EVM risolta per v2, zkSync e i suoi prelievi mainchain inferiori ai dieci minuti ora sono superiori a Optimism, il cui OVM dipende ancora da DTD prolungati per confermare le transazioni di prelievo.
Mentre l'attenzione e le risorse degli sviluppatori continuano a migrare verso il regno della conoscenza zero, la realtà diventa chiara: secondo il titolo scelto dai loro architetti, zk-proofs sono stati progettati per sistemi caratterizzati da elevata complessità conoscitivae sono i più adatti a risolvere molti dei dilemmi computazionali che devono affrontare gli ecosistemi blockchain e i loro percorsi di adozione.
In arrivo il cerchio completo: mantenere la privacy dove appartiene
Con l'ideazione della DeFi, Ethereum si è assicurato il posto di hub di riferimento per l'innovazione blockchain. Applicazioni sofisticate come quelle che costituiscono il settore DeFi delle criptovalute richiedono il salvataggio dello stato, e quindi il modello di transazione basato sulla completezza di Turing e sull'account di Ethereum. Nel frattempo, le applicazioni incentrate sulla privacy operano su blockchain con modelli di transazione UTXO, in cui gli stati globali, inclusi i saldi dei conti, sono gestiti da livelli di astrazione più elevati come le applicazioni di portafoglio e gli esploratori di blocchi.
A questo punto, nella missione di portare la privacy alla DeFi, gli sviluppatori hanno deciso di portare la DeFi alla privacy, costruendo blockchain UTXO standalone o modelli Layer 2 altamente centralizzati e opachi lontano dalla scoraggiante catena principale pubblica di Ethereum.
Non è stato fino a gennaio 2019 quando il primo standard di token confidenziale on-chain di Ethereum è stato concepito nel protocollo azteco EIP-1724. Aztec ha proposto di utilizzare zkSNARKs per generare token privati su Ethereum, sebbene a sarebbe necessaria una configurazione affidabile per distribuire chiavi private. Inoltre, l'intero processo di offuscamento che conferisce privacy ai token zk di Aztec avviene su una sorta di livello 2. Un brillante modello visionario, il costrutto Layer 2 di Aztec ha portato per la prima volta la privacy su Ethereum. Ma contrariamente alla scalabilità, il mandato cardine della privacy è che deve vivere sul livello 1, senza se e senza bridge.
Configurazione affidabile
Un anno dopo il lancio di Aztec, il team di Offshift ha presentato una pionieristica soluzione PriFi Layer 1 su Ethereum, prevista per il lancio nel primo trimestre del 1. Il modello del team utilizza Bulletproof zk, che, a differenza degli SNARK, non richiedono alcun elemento di una configurazione affidabile e vivono pienamente sul livello 2022. Per affrontare il modello di transazione basato sull'account di Ethereum, il protocollo di Offshift emette zkAsset sotto forma di impegni crittografici che vengono scambiati tra indirizzi Ethereum in un modello UTXO, consentendo così alle applicazioni PriFi di beneficiare della completezza Turing di Ethereum senza uscire dal livello 1.
Sebbene siano sfide del tutto uniche, una scalabilità efficiente e una privacy impenetrabile possono essere risolte al meglio da strumenti computazionali progettati per sistemi decentralizzati, ovvero sistemi caratterizzati da una complessità di conoscenza estremamente elevata.
Decenni in anticipo sui tempi, Goldwasser, Macali e Rackoff hanno chiarito ampiamente nel loro articolo del 1985: "La complessità della conoscenza aiuta a provare o smentire la correttezza dei protocolli crittografici poiché questi si basano sulla segretezza di alcune informazioni private e dovrebbero preservare questa segretezza. "
Hanno quindi notato poeticamente: "La privacy di alcune informazioni è ciò che ci dà un vantaggio rispetto ai nostri avversari".
Alex Shipp, Chief Strategy Officer di Fuori turno, una piattaforma di derivati PriFi (DeFi privata).
Fonte: https://thedefiant.io/zero-knowledge-ethereum-layer-1/
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