O que é prova de conhecimento zero (zkP) e quais são seus casos de uso em cripto?

Você já apresentou um registro financeiro ou de saúde que pode conter informações privadas embaraçosas, apenas para provar que pode pagar um empréstimo ou que não há problemas graves com sua saúde? E se você puder mostrar a eles que sua fonte de renda é estável e ampla, ou que você tem boa saúde, sem revelar que acabou de comprar R$ 100 em Nutella ou que machucou o joelho ao cair da bicicleta? Este é um excelente exemplo — e também um caso de uso potencial — da prova de conhecimento zero.

O que é prova de conhecimento zero (ZKP)?

Você deve ter percebido pelo nosso exemplo que a prova de conhecimento zero (ZKP) é um método ou processo para comprovar a validade de uma afirmação sem revelar a afirmação.

Digamos que você acabou de terminar o Wordle de hoje (sim, as pessoas ainda jogam isso) antes que seus amigos conseguissem. Em vez de dizer a palavra, basta compartilhar a imagem do resultado do Wordle com cinco caixas verdes consecutivas. Dessa forma, todos que vissem a imagem saberiam que você acertou a palavra, mas ninguém saberia dizer qual é, a menos que já a conhecesse. O mais prático é que você só precisa compartilhar essa imagem no Twitter uma vez e todos saberão que você resolveu o problema, sem precisar interagir com você (eles nem precisam conhecê-lo). Isso é conhecido como ZKP não interativo, em contraste com os ZKPs interativos, nos quais os verificadores precisam se envolver em uma série de trocas com os provadores para decidir se estão convencidos.

Não é preciso dizer que esse mecanismo complexo (interativo e não interativo) criará muitos casos de uso novos e interessantes, especialmente em setores nos quais a privacidade é valorizada acima de quase tudo — as criptomoedas vêm à mente. Dois dos avanços mais famosos neste campo são os zk-SNARKs e os zk-STARKs.

zk-SNARKs x zk-STARKs

zk-SNARK, traduzido para o português, significa Argumento de Conhecimento Sucinto Não Interativo de Conhecimento Zero, com destaque para o termo não interativo, o que significa que qualquer pessoa pode verificar uma declaração sem interagir com o provador. Isso permite que uma rede blockchain verifique a propriedade das contas, bem como garanta que o remetente em uma determinada transação tenha saldo suficiente, sem revelar endereços ou valores de transações.

Curvas elípticas aleatórias estão no centro do modelo de segurança do zk-SNARKs. Além disso, uma configuração confiável também é necessária para iniciar um protocolo usando zk-SNARKs. Isso envolve a criação de chaves privadas que são posteriormente utilizadas para criar provas para transações e verificações. Como resultado, os zk-SNARKs estão sujeitos a ataques quânticos e vazamentos de chaves privadas. Dito isso, os zk-SNARKs podem reduzir significativamente os tamanhos dos blocos e o consumo de gás e já acumularam uma grande comunidade desde sua criação, em 2012.

zk-STARKs, sigla para zero-knowledge Scalable Transparent Argument of Knowledge (no português, Argumento de Conhecimento Transparente Escalável de Conhecimento Zero), foi introduzido em 2018. Como o nome sugere, os zk-STARKs se concentram na escalabilidade e na transparência. Os tempos de comprovação e verificação dos zk-SNARKs aumentam linearmente com o tamanho da testemunha, mas no caso dos zk-STARKs, isso ocorre de forma quase linear, tornando-os muito mais ágeis ao lidar com grandes conjuntos de dados. Os zk-STARKs também aproveitam a aleatoriedade verificável publicamente e as funções hash, o que significa que não requerem uma configuração inicial confiável e são resistentes à tecnologia quântica.

Dito isso, os zk-STARKs geram blocos muito maiores e exigem muito mais poder de computação, o que se traduz em maior consumo de gás e maior tempo de verificação. Os zk-STARKs também têm muito menos desenvolvedores e recursos disponíveis em comparação com seu irmão mais velho.

Quais são os casos de uso de ZKP no mundo cripto?

Prova de identidade

Não há lugar com maior concentração de dados privados do que nossas informações de identidade. Tradicionalmente, uma prova de identidade exige que o provador — você — envie suas informações de identidade — tudo sobre você, relevante ou não, com detalhes — ao verificador.

Com as ZKPs, por outro lado, tudo o que você precisa fazer é gerar uma credencial que sirva como prova da propriedade e da solidez da sua identidade. Os verificadores precisam apenas realizar alguns cálculos para verificar a validade da sua credencial, em vez de ter acesso a todas as suas informações pessoais.

Prova de Reservas na árvore de Merkle

Uma árvore de Merkle é uma árvore binária com dados armazenados em suas folhas. Cada folha tem seu próprio valor hash e esses valores hash serão classificados em diferentes grupos (nós) para hash adicional até que haja apenas um valor – o hash raiz.

Os verificadores precisam apenas obter valores hash de vários nós para verificar a integridade de tudo na árvore de Merkle, sem mergulhar em um mar de 1s e 0s. Isso é amplamente utilizado para comprovar que uma corretora possui fundos reservados suficientes e não transferiu os fundos de seus traders para outro lugar com fins inconfessáveis.

A Bitget sempre priorizou nossos clientes e nossa Prova de Reservas na árvore de Merkle está disponível para todos verificarem: Prova de Reservas da Bitget.

Para mais informações sobre nossa Prova de Reservas na árvore de Merkle, consulte nossa introdução à árvore de Merkle.

Zk-rollups

Um rollup, como o próprio nome sugere, é uma solução de escalabilidade que agrupa uma coleção de transações em uma única. Isso permite transações muito mais rápidas e baratas do que, por exemplo, a mainnet do Ethereum. Existem duas facções nas soluções de rollups do Ethereum: Optimistic e Zero-knowledge (zk). Neste artigo, vamos nos concentrar no último ponto.

Os rollups de conhecimento zero (zk-rollups) executam cálculos off-chain e enviam apenas uma prova de validade (um “resumo” de todas as transações acumuladas) on-chain. Assim que essa prova for verificada on-chain, todas as transações de rollup-up serão finalizadas de uma só vez.

Existem vários participantes importantes nas soluções zk-rollup do Ethereum. A Polygon anunciou que a versão beta da sua mainnet zkEVM está prevista para ser lançada no final de março. Em um esforço para combater a Polygon, a zkSync — outra concorrente — abriu as inscrições para desenvolvedores em sua “mainnet”, apenas um dia após o anúncio da Polygon.

Outros participantes notáveis nesta corrida incluem a Loopring, uma corretora descentralizada que oferece alto rendimento e baixo custo de liquidação, aproveitando o zk-rollup; a Immutable X, uma solução de camada 2 focada em NFTs que oferece uma experiência quase instantânea e sem taxas de gás com zk-rollups.

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Aviso Legal: as opiniões expressas neste artigo são apenas para fins informativos. Este artigo não tem o intuito de sugerir nenhum dos produtos e serviços mencionados, nem se trata de uma recomendação de investimento, financeira ou de trading. Consulte um profissional qualificado antes de tomar decisões financeiras.