Què són les proves de coneixement zero?

Les proves de coneixement zero són un dels conceptes més abstractes i fascinants de la criptografia aplicada actualment. De potencialment aplicar-se a converses sobre desarmament nuclear per proporcionar transaccions anònimes i segures per a xarxes de blockchain públiques, les proves de coneixement zero són un exemple profund d’innovació criptogràfica.

Què són les proves de coneixement zero?

Antecedents i aplicacions

El concepte de proves de coneixement zero es va introduir per primera vegada el 1985 per Shafi Goldwasser, Charles Rackoff i Silvio Micali i va aparèixer en realitat a The New York Times el 1987. Van dissenyar la noció de complexitat del coneixement, una mètrica per a la quantitat de coneixement que es necessita per transferir d’un prover a un verificador perquè es consideri vàlid.

Finalment, van poder demostrar que, amb alguna interacció entre un prover i un verificador, podrien reduir essencialment la quantitat de coneixement que calia transmetre entre els dos a zero. El problema que resolien era demostrar que sí no residual quadràtic mod m. La seva principal preocupació se centrava al voltant filtració d’informació, és a dir, quanta informació aprendrà un verificador en verificar que una reclamació és vàlida.

Les matemàtiques darrere del concepte són excepcionalment sofisticades (exempció de responsabilitat: no tinc ni idea de com funcionen les matemàtiques, però podeu fer-ho) provar) i el seu treball els va guanyar el Premi Godel el 1993 per avenços en informàtica teòrica.

Altres desenvolupaments van suposar la creació de sistemes de prova de coneixement zero per a la problema de coloració de gràfics i que qualsevol cosa que es pugui demostrar amb un sistema de prova interactiu es pot demostrar amb coneixement zero. Construir proves de coneixement nul sobre protocols d’Internet era més difícil i requeria el desenvolupament de protocols de prova indistingibles de testimonis. Ara, la seva integració a xarxes descentralitzades empeny la seva aplicació encara més.

Finalment, es van inventar proves no interactives de coneixement zero i on s’elimina la interacció entre el comprovador i el verificador. En lloc d’això, es necessita una cadena de referència comuna compartida entre el verificador i el verificador per aconseguir un coneixement zero computacional. Aquest tipus d’assumpcions matemàtiques i computacionals són les raons per les quals les proves de coneixement zero s’anomenen habitualment com a “criptomàgia”, que són extremadament difícils d’entendre fins i tot des d’una perspectiva abstracta..

Guia de ZK-Snarks

Llegiu: Què són els zk-SNARKs? Una introducció a aquest protocol de privadesa

Pel que fa a les criptomonedes, també es podrien obtenir proves de coneixement zero no interactives a Model Oracle aleatori utilitzant el Heurística Fiat-Shamir. Això introduït el concepte de zk-SNARKs, que ha constituït la base de l’anonimat dins de la criptomoneda Zcash. Posteriorment, el grup de criptografia aplicada de Stanford va introduir proves de bales com a proves curtes de coneixement zero no interactives que van eliminar la necessitat del controvertit configuració de confiança dins de Zcash i altres protocols que utilitzen zk-SNARKs. Finalment, zk-STARKs es van crear a principis d’aquest any i també van eliminar la necessitat d’una configuració fiable.

Aplicacions

Les proves de coneixement zero tenen una gran varietat d’aplicacions per la seva naturalesa única. Són particularment efectius en la comunicació segura, l’autenticació i la privadesa.

L’aplicació rellevant per a les criptomonedes és l’anonimat de les transaccions. Les plataformes que utilitzen alguna forma de proves de coneixement zero inclouen ZCash, Monero, PIVX i Zerocoin. És important destacar que aquestes criptomonedes utilitzen proves de coneixement zero per ofuscar els detalls de les transaccions a les xarxes de blockchain públiques. Aquestes dades inclouen el remitent, el destinatari i l’import transferit.

Criptomonedes de privadesa

Llegiu: Monedes de privadesa: Guia per a principiants de criptomonedes anònimes

L’ús de proves de coneixement zero en una xarxa pública descentralitzada on el valor transferit suposa un avenç innovador. La possibilitat d’anonimitzar completament les transaccions de xarxa a través d’una xarxa pública és una proesa increïble que no s’ha d’oblidar.

Una altra aplicació destacada de la tecnologia és en sistemes d’autenticació. A prova de coneixement de zero coneixements es pot utilitzar per demostrar informació secreta com una contrasenya sense revelar la contrasenya. Les proves de coneixement zero solen ser massa feixugues per ser útils només amb contrasenyes, però, finalment, això pot ser molt útil per protegir les contrasenyes dels usuaris a Internet..

També es poden aplicar proves de coneixement zero en la verificació de la identitat. Per simplicitat, per accedir a una instal·lació d’alta seguretat, necessitareu un número PIN o una targeta d’identitat autenticada per accedir a través d’una porta. El component d’autenticació de la porta representa un forat de seguretat, ja que pot ser manipulat per aprendre el PIN d’accés. Utilitzant una prova de coneixement zero, el component podria contenir un nombre n sense la seva factorització.

Els usuaris autoritzats rebran la solució a aquesta instància de problema en particular i poden demostrar al component d’autenticació que coneixen la solució sense introduir realment res específic de la solució al component d’autenticació. Per tant, la manipulació del component d’autenticació per trobar el PIN no funcionarà, ja que en realitat no emmagatzema el PIN (solució).

Com funcionen

Una prova de coneixement zero és on un proverbis (Alice) pot demostrar que coneix informació x a un verificador (Bob) sense comunicar cap altra informació a Bob que no sigui el fet que ella sàpiga x.

Per definició, una prova de coneixement zero ha de satisfer les tres propietats següents:

  • Completes
  • Soundnes
  • Coneixement zero

Completesa és l’alta probabilitat que si Alice diu la veritat, Bob acabarà convençut que diu la veritat.

Solidesa és el fet que Alícia pot només convèncer Bob si diu la veritat.

Coneixement zero és que Bob no aprèn qualsevol cosa sobre el coneixement secret d’Alícia (solució).

La complexitat de les proves de coneixement zero resulta que normalment es descriuen amb exemples abstractes. N’hi ha diversos disponibles, incloent la cova Ali Baba, Two Balls and the Color Blind Friend i The Telecom Giant. Tots ells fan una feina sòlida a l’hora d’aclarir el concepte de proves de coneixement zero, però centrem-nos en la primera, la cova d’Ali Baba.

La història prové d’un document titulat “Com explicar les proves de coneixement zero als vostres fills“De Jean-Jacques Quisquater i generalment diu el següent:

Un exemple lleugerament ajustat i més útil es pot utilitzar amb Alice i Bob.

Alice descobreix la frase secreta per obrir una porta secreta en una estranya cova. La cova té forma d’anell amb la porta secreta que bloqueja els camins per connectar-se al final. Bob vol conèixer la paraula secreta, però Alice no li la revelarà.

Per resoldre la situació, etiqueten les dues vies A i B. Alice pren un camí mentre Bob espera fora i no pot veure quin camí tria. Bob entra a la cova i crida per quin camí vol que torni Alice. Com que Alice té la frase secreta a la porta, pot tornar per qualsevol dels dos camins, tornant fàcilment pel camí que Bob crida. Tampoc no ha de revelar la frase secreta per fer-ho.

Si Alice no coneix la paraula secreta, tindrà un 50% de possibilitats de tornar pel camí desitjat. Tanmateix, a causa dels intents continus, les probabilitats que pogués anticipar-se a la petició de Bob serien negligents.

Com que té la frase secreta, la seva capacitat per tornar pel camí desitjat demostra constantment a Bob (amb una probabilitat extremadament alta) que coneix la frase secreta. Per a tercers observadors, no poden veure Alice a la cova per la seva forma, de manera que només veurien Alice tornar pel camí correcte. Això fa que tota la interacció entre Alice i Bob sigui anònima.

Les proves de coneixement zero es continuaran aplicant allà on siguin útils mentre es continuen desenvolupant. La tecnologia subjacent pot ser extremadament complexa, però no es pot exagerar el seu potencial de privadesa, autenticitat i seguretat.

L’ús de proves de coneixement zero en criptomonedes està impulsant encara més la innovació de la tecnologia. Si busqueu un desglossament més tècnic o exemples del món real des d’una perspectiva tècnica, Matthew Green us proporciona un excel·lent anàlisi de la tecnologia amb alguns experiments de pensament genials.

Conclusió

Les proves de coneixement zero ocupen el lloc correctament com una de les tecnologies més complicades i úniques que s’utilitzen a les xarxes blockchain. Les seves implicacions són avançades i fins i tot han atret la admiració del cofundador de Google, Sergey Brin.

L’aplicació de proves de coneixement zero en criptomonedes continuarà liderant el camí en la revelació d’una de les tecnologies més emocionants i anònimes disponibles en l’actualitat.

Mike Owergreen Administrator
Sorry! The Author has not filled his profile.
follow me