Cosa sono gli zkSNARK? | La guida completa

Come più persone hanno abbracciato Bitcoin e la straordinaria tecnologia che lo fa funzionare, hanno anche scoperto alcune delle sue insidie ​​più importanti. Uno di questi è il concetto di transazione completamente anonima. Mentre Bitcoin è spesso considerato "anonimo", in realtà è solo "pseudonimo", perché le transazioni di tutti gli indirizzi Bitcoin sono tracciate sul pubblico blockchain. Ci sono, tuttavia, altre criptovalute che sono state in grado di sviluppare blockchain che forniscono una completa privacy nei loro protocolli. Una di queste criptovalute è Zcash che si avvale di un'implementazione rivoluzionaria della privacy chiamata zkSNARKs.

In questo post daremo uno sguardo alle basi di zkSNARKs, come nascondono la privacy e come si svilupperanno in futuro.

Conoscenza zero di esso

Gli zkSNARK si basano su un principio crittografico relativamente recente chiamato zero prove di conoscenza. Nell'iniziale carta accademica che teorizzavano i protocolli Zero Knowledge, erano definiti come:

"Un protocollo a conoscenza zero è un metodo mediante il quale una parte (il prover) può provare a un'altra parte (il verificatore) che qualcosa è vero, senza rivelare alcuna informazione a parte il fatto che questa specifica affermazione è vera."

Quindi, essenzialmente una prova di conoscenza zero può consentire a una persona di dimostrare di conoscere qualcosa di segreto senza rivelare quale sia quel segreto. Ciò ha implicazioni importanti per molte situazioni in cui dobbiamo scambiare un segreto ma non possiamo fidarci completamente della parte a cui stiamo inviando tali informazioni.

Ad esempio, pensa al modo in cui funzionano le tue password online. Quando si inserisce la password in un sito Web, tale password viene inviata al server e archiviata in un modulo con hash. Mentre gli hash tentano di oscurare la password, nelle mani di un hacker competente, un hash può essere pericoloso quanto il semplice testo. Quindi, stai rivelando un segreto a un sito Web e facendo affidamento sulla presunta affidabilità del sito per proteggerlo. Non sarebbe molto più sicuro se potessi dimostrare la tua conoscenza della password risolvendo alcune prove crittografiche?

Questo è esattamente il modo in cui funzionano le prove di conoscenza zero e sono particolarmente importanti nei protocolli di crittografia della privacy. Vuoi essere in grado di dimostrare alla parte con cui stai effettuando la transazione che in effetti detieni la chiave privata del tuo portafoglio senza rivelare effettivamente quella chiave privata. Secondo la teoria, affinché una prova di conoscenza zero sia valida, deve soddisfare i seguenti requisiti:

• Completezza: Se l'input è vero, la prova restituirà sempre "vero".
• Solidità: Se l'input è falso, non è possibile ingannare la prova di conoscenza zero per restituire "vero".
• Conoscenza zero: Il verificatore non impara nient'altro che se l'affermazione è vera

Ora che abbiamo gettato le basi di zero prove di conoscenza, diamo un'occhiata a come sono state incorporate in zkSNARKS.

zkSNARKs e Blockchains

Gli zkSNARK si espandono sulla teoria matematica delle prove di conoscenza zero e consentono loro di essere utilizzati in blockchain con ridotta complessità computazionale. "ZkSNARKs" sta per Zero Knowledge Succinct Argomento non interattivo della conoscenza. Sì, è un boccone, ma analizziamolo parola per parola.

• Conoscenza zero: Spiegato sopra
• succinto Può essere verificato molto rapidamente
• Non interattivo: Una prova in cui un singolo messaggio può essere inviato dal prover al verificatore. Non è necessario per i messaggi avanti e indietro.
• Argomento di conoscenza: Il prover può convincere il verificatore che le informazioni esistono e che sono l'unica persona che può accedere a tali informazioni senza rivelare tali informazioni.

Nelle transazioni regolari, quando un pagamento viene inviato da una parte all'altra, i dettagli di questo pagamento sono visibili a tutti i nodi della rete. Ciò include tutti gli input e gli output della transazione che contengono informazioni sugli indirizzi e gli importi pubblici. Tuttavia, con una transazione a conoscenza zero, l'unica informazione che si è in grado di raccogliere è che è avvenuta una transazione. Non ci sono informazioni sul mittente, sul destinatario o sull'importo. Di seguito è riportata una semplice rappresentazione visiva del funzionamento di Zero Knowledge Transaction in un protocollo blockchain.

Un altro termine per queste transazioni è una "transazione protetta". zkSNARKs viene utilizzato per dimostrare che le condizioni di una transazione valida sono state soddisfatte senza rivelare nulla. Il mittente di questa transazione dovrà costruire una prova che mostri quanto segue:

• I valori di input corrispondono ai valori di output
• Il mittente ha effettivamente il controllo delle chiavi private del portafoglio
• Esiste un collegamento crittografico tra la chiave di spesa privata e la firma della transazione. Ciò eliminerà la possibilità che una terza parte possa manomettere la transazione.

Naturalmente, questa è la teoria di base dietro zkSNARKS e zero prove di conoscenza. Uno sguardo più approfondito richiederebbe una comprensione della matematica computazionale avanzata e della crittografia (matematica lunare secondo Vitalik Buterin).

zkSNARKS in uso

Dato che gli zkSNARK hanno un impatto così importante sulle criptovalute, sono già in uso su un numero di catene e sono considerati da altri. In particolare, sono stati resi popolari per il loro uso nel Protocollo Zcash.

Zcash è una delle criptovalute più popolari al mondo con a attuale capitalizzazione di mercato di $ 4.3 miliardi. Ci sono state anche diverse forcelle di Zcash e forchette di forchette. Ad esempio, hai Zclassic che è un fork di Zcash. Zclassic ha anche generato due delle sue monete biforcute ZenCash ed Bitcoin privato. Entrambe queste catene usano zkSNARK per le loro transazioni protette. Quindi, ci sono anche le ambizioni della seconda criptovaluta più preziosa, Ethereum, per includere zkSNARKs nel loro protocollo. Questo arriverà come parte dell'aggiornamento Metropolis che includerà una serie di funzionalità come Proof-of-Palo.

Il supporto di zk-SNARK è una caratteristica chiave della roadmap di ethereum

- Vitalik "Non regalare ETH" Buterin (@VitalikButerin) 3 Febbraio 2017

Attualmente, la complessità computazionale legata alla generazione di molte di queste prove è piuttosto elevata. Ciò limita la loro applicazione in molti altri casi d'uso potenziali. Tuttavia, man mano che si lavora di più su questo e il progresso della potenza di calcolo, è probabile che vedremo una tecnologia simile in una serie di applicazioni dipendenti dalla privacy.

Potenziali sfide

Una delle preoccupazioni più importanti sulle blockchain a conoscenza zero è che devono fare affidamento su una certa "chiave master". Avere una chiave master attiva per una blockchain del valore di miliardi è senza dubbio un grosso problema. Questa è un'ombra che è rimasta sulla blockchain di Zcash sin dal suo inizio. Sebbene il team di ZCash abbia affermato di aver distrutto la chiave principale durante la cerimonia di Zcash, c'è sempre il rischio che possa essere trapelato o che qualcuno ne abbia una copia. Tuttavia, potrebbe presto esserci un'alternativa a questo nella forma di un altro adattamento unico chiamato "zkSTARK". Il vantaggio principale di questa tecnologia rispetto a zkSNARKs è che non dovrebbe fare affidamento su una chiave master o una crittografia a chiave pubblica. Tutto ciò di cui avrebbero bisogno è un semplice algoritmo per funzionare. zkSTARKs potrebbe anche essere molto più efficiente in termini di potenza di elaborazione richiesta per completare le prove. La tecnologia è ancora agli inizi ed è ancora oggetto di ricerche da numerosi crittografi. Sarebbe interessante vedere come si svilupperà la tecnologia nei prossimi anni.

Conclusione

Bitcoin è stato sviluppato per una serie di motivi, uno dei quali era quello di restituire il controllo finanziario personale agli individui. La privacy del titolare potrebbe essere stata un'altra delle considerazioni più importanti. Ma man mano che l'adozione della criptovaluta è cresciuta, anche la capacità di governi e agenzie di monitorare meticolosamente queste transazioni sulla blockchain molto pubblica.

Con tecnologie come zkSNARKs, tuttavia, tali transazioni saranno protette e le parti rimarranno completamente anonime. Vi sono anche molte altre applicazioni che trarranno vantaggio da questi progressi tecnologici. Mentre la tecnologia è ancora nuova e le domande rimangono, non si può scartare la domanda di una criptovaluta veramente privata.

Fonte: https://unhashed.com/cryptocurrency-coin-guides/what-are-zksnarks/