Quantas vezes você gastou minutos preciosos tentando fazer transações no Ethereum ou gastou muito gás ($) quando havia muito tráfego? Mas não tema. Há uma solução para as transações lentas e o alto custo do gás, introduzindo provas de conhecimento zero (ZKP).

História

O conceito de ZKP é uma aplicação fascinante da criptografia que permite que uma parte prove à outra que uma declaração é verdadeira sem revelar nenhuma informação adicional além da validade da declaração em si.

O primeiro artigo introduzindo o conceito de ZKP foi publicado em 1985 por Shafi Goldwasser e Silvio Micali do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT). Seu artigo "Criptografia Probabilística" demonstrou que era possível provar propriedades específicas de um número sem revelar o número em si ou qualquer informação adicional sobre ele. Essa descoberta inovadora abriu caminho para o desenvolvimento de ZKPs como uma ferramenta crítica na criptografia moderna.

Como funciona (ELI5)

Conceito: provadores e verificadores

Em provas de conhecimento zero, os papéis fundamentais são os provadores e verificadores. Os provadores visam convencer os verificadores de que eles possuem conhecimento de um segredo em particular, sem revelar o segredo em si. Os verificadores, por sua vez, tentam verificar as alegações dos provadores sem aprender o segredo. Isso é feito pedindo aos provadores que realizem tarefas que só podem ser concluídas se eles possuírem o segredo. A maneira mais simples de provar que você sabe algo sem revelá-lo pode ser mostrada com o exemplo frequentemente usado "Onde está o Wally?".

Você e um amigo querem encontrar Waldo. Você sabe onde Waldo está na imagem, mas seu amigo não acredita em você. Como você prova ao seu amigo que sabe onde Waldo está sem revelar sua localização?

Você pega um pedaço enorme de papel para cobrir a imagem inteira, mostrando ao seu amigo a imagem de Waldo através de um recorte. Você pode provar que sabe a localização de Waldo, mas seu amigo não ganhará conhecimento de onde Waldo está, já que as coordenadas exatas de Waldo em relação à imagem ainda seriam desconhecidas para ele.

Esta é uma analogia simples de um ZKP. Qualquer um que veja Waldo através do buraco tem prova de que Waldo existe, e que o provador sabe onde ele está, sem dar nenhuma outra informação.

ZKPs em Blockchain

Embora o blockchain tenha nos trazido grandes vantagens como transparência, imutabilidade e descentralização, os blockchains públicos atuais carecem totalmente de qualquer privacidade, o que seria "bom ter" às vezes. No entanto, ao combinar ZKPs com a tecnologia blockchain, os projetos agora podem processar mais transações rapidamente, ao mesmo tempo em que mantêm os dados do usuário seguros e protegidos. Também permite que cálculos complexos sejam realizados sem revelar nenhum dado sensível. Os ZKPs fornecem flexibilidade e escolha aos usuários que desejam controle e liberdade sobre suas informações. Portanto, faz sentido que, quando combinados, o blockchain e os ZKPs tenham múltiplos usos.

Os casos de uso dos ZKPs são:

  • O ZKP aumenta a privacidade dos usuários evitando revelar informações pessoais em blockchains públicos.

  • O ZKP fortalece a segurança das informações ao substituir métodos de autenticação ineficazes. O ZKP elimina muitas fraquezas ao permitir que os usuários provem propriedade ou acesso aos dados sem revelar informações confidenciais.

  • O ZKP aumenta o rendimento e a escalabilidade do blockchain. O ZKP aborda alguns desafios de escalabilidade associados à tecnologia blockchain ao permitir transações mais rápidas e seguras.

Exemplos de projetos líderes de blockchain baseados em ZK

Aqui estão alguns dos protocolos de blockchain mais populares que empregam a tecnologia ZK:

Armazenamento descentralizado usando zk-SNARK

  • Filecoin: Filecoin é a maior rede zk-SNARK implantada até o momento. Filecoin usa SNARKs para Prova de Replicação (PoRep) e Prova de Espaço-tempo (PoSt), que são os principais protocolos criptográficos dos quais a rede depende. Filecoin levantou um total de $ 258,2 milhões em financiamento em 7 rodadas. Seu financiamento mais recente foi uma Oferta Inicial de Moedas de $ 205,8 milhões. O token FIL da Filecoin está sendo negociado atualmente a $ 7 e tem uma capitalização de mercado de $ 2,7 bilhões. O armazenamento da Filecoin está ativo e os desenvolvedores usam as APIs ou bibliotecas para enviar dados aos auxiliares de armazenamento. Nos bastidores, os auxiliares de armazenamento recebem os dados e lidam com os processos subjacentes para armazená-los de forma confiável e descentralizada.

Projetos de Privacidade

  • Aztec Network: Aztec Network é o primeiro ZK-rollup privado na rede Ethereum. É um mecanismo de privacidade que DApps usam para obter acesso à privacidade e escalabilidade. Aztec levantou $ 119,1 milhões em financiamento em 4 rodadas. Seu financiamento mais recente foi de $ 100 milhões de uma rodada da Série B liderada pela A16z. Aztec Connect, que permite que os usuários interajam com Ethereum DeFi Dapps, está ativo na rede principal Ethereum. Não há token para Aztec, mas um airdrop é possível.

Zk-rollups

O principal desafio que o Ethereum enfrenta é a escalabilidade. Esta é uma questão crítica, pois limita o número de pessoas que podem usar a rede e também torna as transações mais caras devido à alta demanda por armazenamento on-chain e recursos computacionais.

A tecnologia rollup está ganhando força em um ritmo rápido. Rollups são contratos inteligentes que reduzem os requisitos de computação e armazenamento do Ethereum para validar um bloco de transações. Rollups fazem isso rolando um monte de transações em uma; É o trabalho do contrato inteligente rollup desmontá-los e verificar todas essas transferências mantidas em uma única transação antes de serem enviadas como um novo bloco para o Ethereum. Existem duas categorias principais de rollups L2 – Rollups otimistas (OP Rollups) e rollups de conhecimento zero (ZK-rollups).

  • Otimista - Assume que as transações são válidas por padrão, mas precisaria reverter transações de até 7 dias atrás se alguém pudesse provar que uma transação não era válida.

  • ZK - executa computação off-chain e envia uma prova de validade para a cadeia. Ele usa criptografia avançada para provar que não há fraude.

Existem compensações complexas entre os dois tipos de rollups.

ZK-rollups podem aumentar muito o rendimento de transações do Ethereum, mantendo a segurança e a descentralização. Eles usam dois contratos, os contratos principal e verificador, e uma máquina virtual off-chain para processar lotes de transações e validar provas de conhecimento zero.

A correção das provas de validade em zk-rollups pode ser garantida com prova matemática sem atrasos na finalidade da transação. Portanto, ZK-rollups são vistos como uma solução final potencial para o escalonamento do Ethereum por muitos.

  • zkSync: zkSync é uma solução de privacidade e dimensionamento sem confiança para Ethereum baseada no ZK Roll-up, projetada para trazer uma taxa de transferência de milhares de transações por segundo em escala VISA para Ethereum, mantendo os fundos tão seguros quanto nas contas L1 subjacentes e mantendo um alto grau de resistência à censura. A Matter Labs é a empresa por trás do zkSync. No geral, a Matter Labs levantou US$ 458 milhões. Seu financiamento mais recente foi uma rodada da Série C de US$ 200 milhões liderada pela Blockchain Capital. A rede de teste pública zkSync está atualmente ativa. Não há token zkSync, mas há vários rumores de um airdrop chegando.

  • O Polygon surgiu como uma das soluções de dimensionamento de blockchain mais notáveis. O Polygon, conhecido inicialmente como Ethereum Sidechain, se tornou uma solução de dimensionamento doméstico. O Polygon levantou US$ 451,5 milhões em financiamento em 8 rodadas. Sua última rodada foi uma rodada da Série D de US$ 450 milhões liderada pela Sequoia Capital. O token Matic do Polygon tem uma capitalização de mercado de US$ 11 bilhões e está sendo negociado atualmente a US$ 1,22. O Polygon se tornou um canivete suíço para consertar os problemas de escalabilidade do Ethereum. O zkEVM do Polygon é uma solução de escalabilidade descentralizada da Camada 2 do Ethereum que usa provas criptográficas de conhecimento zero. Está planejado para ser lançado no final de março e promete oferecer execução de contrato inteligente compatível com Ethereum em maior velocidade e menor custo. Fique ligado