¿ Qué es la prueba de conocimiento cero (ZKP)? Una tecnología innovadora para proteger la privacidad en la era de la cadena de bloques

Supongamos que David tiene la receta del mejor espagueti a la boloñesa del mundo. Sin embargo, John quiere confirmar que David realmente posee la receta sin conocer su contenido específico. Aquí es donde entra en juego la prueba de conocimiento cero (ZKP). Utilizando esta tecnología, se puede demostrar la existencia de la receta sin revelar ningún detalle de ella.

Esta tecnología no es solo una teoría criptográfica, sino una herramienta práctica que está ganando atención rápidamente en ámbitos como blockchain, finanzas, votaciones digitales y cualquier escenario donde la privacidad sea esencial.

Funcionamiento básico de la prueba de conocimiento cero: entender en 3 pasos

El mecanismo de la prueba de conocimiento cero se compone de cinco procesos principales.

Primero, el demostrador (David) y el verificador (John) acuerdan parámetros criptográficos y algoritmos comunes. Luego, el demostrador realiza un compromiso criptográfico de la existencia de la receta sin revelarla. Después, el verificador presenta un desafío aleatorio al demostrador, quien responde en función del compromiso realizado. Finalmente, el verificador comprueba si la respuesta es coherente con el desafío y el compromiso, validando así la prueba.

Curiosamente, estos pasos se pueden repetir varias veces, acumulando mayor confianza en cada iteración. En esencia, la prueba de conocimiento cero funciona mediante un ciclo de tres fases: compromiso, desafío y respuesta.

¿Por qué es importante la prueba de conocimiento cero? Equilibrando privacidad y escalabilidad

La razón por la que las ZKP están ganando tanta importancia es sencilla y fundamental. En la sociedad moderna, existen simultáneamente dos demandas aparentemente opuestas: protección de la privacidad y transparencia.

Con la aceleración en la recopilación de datos por parte de grandes empresas tecnológicas, la necesidad de anonimato y protección de datos de los usuarios nunca ha sido tan alta. Al mismo tiempo, no queremos perder la transparencia que ofrece la tecnología blockchain. La prueba de conocimiento cero es una solución valiosa para resolver esta contradicción. Permite verificar la validez de la información sin comprometer la privacidad, siendo clave para mantener un equilibrio entre confianza y confidencialidad.

Principales tipos de pruebas de conocimiento cero: diferencias entre SNARKs y STARKs

Existen principalmente dos formas de implementar las ZKP.

ZK-SNARKs (Zero-Knowledge Succinct Non-Interactive Argument of Knowledge) permiten que el demostrador y el verificador generen una prueba concisa sin interacción. Utilizan criptografía de curvas elípticas, lo que las hace muy eficientes, aunque requieren una fase de configuración confiable.

Por otro lado, ZK-STARKs (Zero-Knowledge Scalable Transparent Argument of Knowledge) emplean funciones hash en lugar de curvas elípticas. La mayor diferencia con los SNARKs es que no necesitan una configuración confiable y son resistentes a ataques con computadoras cuánticas. Debido a su potencial, se consideran una opción más prometedora a largo plazo.

Implementación de las ZKP: expansión en soluciones Layer 2

La aplicación más práctica e importante de las ZKP es en la resolución de problemas de escalabilidad en blockchain. En particular, los ZK Rollups funcionan como una tecnología de capa 2 que reduce significativamente la carga en cadenas principales como Ethereum.

Los ZK Rollups agrupan múltiples transacciones fuera de la cadena y comprimen su validez en una única prueba criptográfica (zk-SNARK), que se registra en la cadena principal. Esto aumenta la capacidad de procesamiento y reduce las tarifas para los usuarios, manteniendo la seguridad inherente a la blockchain.

El proceso de ZK Rollups consta de tres pasos principales: primero, muchas transacciones se agrupan fuera de la cadena en una estructura de datos; segundo, se genera una zk-SNARK que prueba la validez del agrupamiento; y tercero, esta prueba se envía y verifica en la cadena principal, actualizando el estado del libro mayor.

Proyectos destacados en zk-rollup: principales actores del sector

Cada vez más proyectos en blockchain buscan implementar tecnologías de ZKP y zk-rollup.

zkSync es un proyecto dedicado a escalar Ethereum, logrando mayor velocidad y menores costos. Linea, desarrollado por ConsenSys, usa zkEVM para mantener compatibilidad con Ethereum y mejorar la escalabilidad.

Starknet se basa en zk-rollup para abordar la velocidad y costo de transacciones en Ethereum. Polygon zkEVM aprovecha la tecnología zk-rollup dentro del ecosistema Polygon para reducir tarifas y mejorar la velocidad.

Por último, Scroll es un proyecto de capa 2 en Ethereum que usa zk-rollup, ofreciendo compatibilidad nativa con EVM y una solución de escalabilidad fácil de usar para desarrolladores.

Estos proyectos están integrando la teoría de las ZKP en ecosistemas blockchain reales, avanzando en la privacidad, escalabilidad y transparencia, y compitiendo por ofrecer soluciones cada vez más eficientes.