Historia del desarrollo de zk-SNARKs: de la teoría a la aplicación de ZK Rollup

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El desarrollo y la aplicación de zk-SNARKs

I. Historia del zk-SNARKs

El concepto moderno del sistema de prueba de cero conocimiento se originó en el artículo coescrito en 1985 por Goldwasser, Micali y Rackoff. Este artículo explora la cantidad de conocimiento que debe intercambiarse para demostrar la veracidad de una afirmación a través de interacciones limitadas en un sistema interactivo. Si se puede realizar un intercambio de cero conocimiento, se denomina prueba de cero conocimiento.

Los sistemas de zk-SNARKs en sus etapas iniciales presentaban deficiencias en términos de practicidad, permaneciendo principalmente en el ámbito teórico. En la última década, con el auge de la criptografía en el campo de las criptomonedas, los zk-SNARKs han ido convirtiéndose en una dirección importante. Dentro de esto, el desarrollo de protocolos de zk-SNARKs generales, no interactivos y con un tamaño de prueba limitado es una de las direcciones clave de exploración.

Un gran avance en las pruebas de conocimiento cero fue el artículo publicado por Groth en 2010, que sentó las bases teóricas para zk-SNARKs. En el ámbito de las aplicaciones, el sistema de pruebas de conocimiento cero adoptado por Zcash en 2015 logró proteger la privacidad de las transacciones, abriendo así escenarios de aplicación más amplios para las pruebas de conocimiento cero.

A partir de entonces, una serie de importantes logros académicos surgieron continuamente:

  • El protocolo Pinocchio de 2013 comprimió el tiempo de prueba y verificación
  • En 2016, Groth16 simplificó el tamaño de la prueba y mejoró la eficiencia de verificación.
  • En 2017, Bulletproofs propuso un algoritmo de prueba corta sin necesidad de un conjunto de confianza.
  • En 2018, se propusieron los zk-STARKs como un protocolo post-cuántico seguro.

Además, los avances en PLONK, Halo2 y otros han mejorado los zk-SNARKs.

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Dos, las principales aplicaciones de zk-SNARKs

Las dos aplicaciones más amplias de zk-SNARKs son la protección de la privacidad y la escalabilidad.

En términos de protección de la privacidad, los proyectos representativos incluyen Zcash, Monero, entre otros. Tomando a Zcash como ejemplo, los pasos para implementar transacciones privadas utilizando zk-SNARKs incluyen: configuración del sistema, generación de claves, acuñación, transferencia, verificación y recepción. Sin embargo, Zcash aún presenta algunas limitaciones, como estar basado en el modelo UTXO y ser difícil de escalar.

En términos de escalabilidad, ZK Rollup es una aplicación importante. ZK Rollup incluye dos tipos de roles: Sequencer y Aggregator; el Sequencer se encarga de empaquetar las transacciones, mientras que el Aggregator se encarga de combinar una gran cantidad de transacciones y generar pruebas. Las ventajas de ZK Rollup son los bajos costos, la rápida finalización, entre otros, pero también existen desventajas como la gran carga computacional y posibles problemas de seguridad.

Los principales proyectos de ZK Rollup en el mercado actual incluyen StarkNet, zkSync, Aztec Connect, Polygon Hermez, entre otros. Estos proyectos principalmente eligen entre SNARK y STARK en su hoja de ruta técnica, así como el grado de soporte para EVM.

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Tres, el principio básico de zk-SNARKs

ZK-SNARK ( zk-SNARKs ) tiene las siguientes características:

  • zk-SNARKs: el proceso de prueba no revela información adicional
  • Conciso: tamaño de verificación pequeño
  • No interactivo: no se requieren múltiples interacciones
  • Fiabilidad: los probadores de capacidad limitada no pueden falsificar
  • Conocimiento: el probador debe conocer la información válida

Tomando como ejemplo Groth16, el principio de prueba de ZK-SNARKs incluye:

  1. Convertir el problema en un circuito
  2. Convertir el circuito a la forma R1CS
  3. Convertir R1CS a la forma QAP
  4. Establecer una configuración confiable, generar claves de prueba y claves de verificación
  5. Generación y verificación de pruebas zk-SNARKs

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ZK-SNARKs ha sentado las bases para la amplia aplicación de los zk-SNARKs, pero aún existen algunas limitaciones. En el futuro, será necesario optimizar y mejorar aún más para adaptarse a las necesidades de más escenarios de aplicación.

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NotFinancialAdvicevip
· 07-22 06:54
Este mercado de ZK se ha estabilizado.
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PerennialLeekvip
· 07-21 23:31
zk solo entiende rollup
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MetaverseLandladyvip
· 07-21 17:51
La primera fila está comiendo sandías y viendo la obra.
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RuntimeErrorvip
· 07-21 17:40
Se propuso en 1985 explotar.
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NotSatoshivip
· 07-21 17:34
¿Por qué hay zkp solo ahora?
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AllInAlicevip
· 07-21 17:28
zkp alcista ah no digas más
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