ZKApps 101: Una visión general y perspectiva del panorama de ZKApps

Intermedio8/15/2024, 10:15:30 AM
La industria ZK está evolucionando de un enfoque en la infraestructura a un enfoque en ZKApps. Los avances en los sistemas de prueba criptográfica y la infraestructura de prueba descentralizada han hecho que ZKApps sean más rápidos y rentables, acercando la tecnología de conocimiento cero a la adopción generalizada. Este artículo ofrece a los lectores una visión general completa de ZKP y ZKApps, y explica por qué los expertos de la industria ven a ZK como una solución prometedora para el trilema de blockchain, equilibrando la seguridad, la escalabilidad y la descentralización sin comprometer la seguridad.

Resumen

  • El panorama actual de ZK se puede clasificar ampliamente en función de dos criterios principales. El primer criterio es si funciona como una aplicación o como infraestructura, y el segundo es si prioriza la privacidad o se centra en una mejor utilidad y escalabilidad.
  • Entre ellos, las aplicaciones de ZK (ZKApps) son aplicaciones que aprovechan las pruebas de conocimiento cero para mejorar la privacidad y la utilidad. Las ZKApps pueden beneficiar nuestras vidas especialmente en áreas como credenciales, pagos e incluso ingeniería biomédica.
  • Las tendencias de inversión y los datos en cadena sugieren un creciente reconocimiento de la creciente demanda de uso de Prueba de Conocimiento Cero (ZKP), lo que indica que el lado minorista ha comenzado a adoptar aplicaciones relevantes.
  • Las ZKApps se han vuelto más prácticas y factibles gracias a los avances técnicos en los sistemas de prueba criptográfica y las infraestructuras de prueba descentralizadas. Estos desarrollos han reducido las barreras en la generación y verificación de ZKP, lo que permite a más personas utilizar ZKApps.

1. Introducción

¿Por qué deberíamos prestar atención a ZKApps ahora?

La emoción en torno a la tecnología de conocimiento cero (ZK) en la industria de Blockchain y Web3 ha continuado durante varios años y persiste en la segunda mitad de 2024. Como Vitalik Buterin declarado, "Si bien se necesitará un mayor desarrollo de la infraestructura y la optimización de los probadores, ZK será el final claro dentro de 10 años", ZK es sin duda considerado por los expertos de la industria como una tecnología prometedora para resolver el trilema de la cadena de bloques, que implica equilibrar la seguridad, la escalabilidad y la descentralización sin sacrificar ninguno de ellos.

Montados en esta ola de hype, muchos inversores, independientemente de su experiencia técnica, probablemente han oído hablar de términos como SNARKs, STARKs y KZG, que son campos tecnológicamente complejos y están siendo investigados y desarrollados especialmente dentro de la comunidad de Ethereum. Sin embargo, desde la perspectiva del consumidor, surge inevitablemente una pregunta fundamental: 'Entiendo que ZK es una tecnología impresionante, ¿pero cuándo podemos realmente usar un producto genial que la aproveche? ¿Y la tecnología es lo suficientemente madura como para reemplazar las soluciones no Web3 existentes?'

Incluso hace unos años, la respuesta a esta pregunta hubiera sido: "Todavía no, y no lo sabemos". Como mencionó Vitalik, la infraestructura y las tecnologías de prueba criptográfica necesarias para ejecutar de manera práctica aplicaciones basadas en ZK (ZKApps) en el lado del cliente aún eran insuficientes, lo que dificultaba su desarrollo. Sin embargo, a partir de 2024, aunque todavía hay mucho margen de mejora, se han realizado avances tecnológicos significativos, lo que permite que la comercialización de ZKApps arraigue. Por lo tanto, ahora debemos centrar nuestra atención en identificar los campos donde se necesita realmente la tecnología ZK y contemplar cómo aprovecharla para mejorar prácticamente la calidad de nuestras vidas. Desde la perspectiva de un inversor, estudiar las categorías de ZKApps que serán ampliamente adoptadas en el futuro también puede presentar nuevas oportunidades prometedoras.

En esta investigación conjunta de ZK realizada por Presto Research y Ocular VC, proporcionamos una visión general y perspectivas de la industria de ZKApp, aprovechando el análisis de tendencias de marketing y conocimientos de tecnología de vanguardia de ambos grupos de investigación. En la Sección 2, cubrimos primero el panorama actual de adopción de ZK y destacamos qué Infraestructuras de ZK y ZKApps están ganando atención. Entre ellos, la Sección 3 se centra en la historia del desarrollo de ZKApps, discutiendo su necesidad y beneficios prácticos. En la siguiente Sección 4, examinamos las tendencias de inversión y el análisis de datos en la cadena en la industria de ZK a partir de 2024, explicando por qué los ZKApps están listos para convertirse en la próxima gran tendencia. Por último, en la Sección 5, discutiremos los esfuerzos actuales de I+D y los logros técnicos hasta ahora en las infraestructuras para hacer que los ZKApps sean prácticos y una tendencia principal.

2. Paisaje actual de adopción de ZK

El panorama actual de adopción de ZK se puede categorizar bajo muchos criterios diferentes, pero aquí los clasificamos ampliamente en función de lo siguiente: si el servicio funciona como una infraestructura o como una aplicación, y si prioriza la privacidad aprovechando la propiedad de conocimiento cero, o prioriza la utilidad aprovechando la propiedad de concisión.

Figura 1: Actual paisaje de adopción de ZK

Fuente: Ocular VC

2.1. Infraestructura ZK

Tipo 1: Infraestructura centrada en la privacidad

Los servicios en esta categoría tienen como objetivo principal abordar problemas de privacidad en sistemas ZK, ya que muchos proveedores de ZKP todavía pueden tener la capacidad de inspeccionar transacciones, lo que supone un riesgo de exposición de datos sensibles. En otras palabras, la fuga de privacidad a menudo ocurre durante el proceso en el que los clientes envían sus transacciones a un proveedor de ZKP para crear una prueba ZK. Por lo tanto, esta infraestructura centrada en la privacidad se puede ofrecer tanto a través de la capa de verificación (más explicaciones en la Sección 5.2) como a través del componente de máquina virtual (VM) para mejorar el control de acceso y garantizar la privacidad de los datos de extremo a extremo. Ejemplos representativos incluyen Ingonyama, Succincto, y Espresso.

Tipo 2: Infraestructura centrada en la utilidad

La tecnología ZK no solo es útil para preservar la privacidad, sino también para mejorar la utilidad de las ZKApps. Uno de los mejores ejemplos de aprovechar la utilidad de ZK es ZK L2 (es decir, ZK-rollups). Ahora es un hecho bien conocido que entre los ZK L2 en curso, hay muy pocas instancias que realmente garantizan la privacidad de la transacción de extremo a extremo. Sin embargo, cadenas ZK L2 como Taiko, zkSync, IntmaxyZekoaprovechar la propiedad de concisión de la tecnología ZK para mejorar en gran medida la escalabilidad de la cadena de bloques al consolidar la validez de miles de transacciones en una única prueba ZK y enviarla a L1. Otro caso de uso centrado en la utilidad es la capa de probador. Las capas de probador son entidades que proporcionan potencia computacional para ayudar a las personas con dispositivos débiles a participar en el proceso de generación y verificación de ZKP. Servicios como RiscZero, Cysic, Irreducible, y Capa Alineadaactualmente están operando en este espacio.

2.2. Aplicaciones de ZK

Tipo 3: Aplicaciones centradas en la privacidad

Las aplicaciones enfocadas en la privacidad son a menudo el caso de uso que nos viene a la mente cuando pensamos en las “Aplicaciones ZK”. Los servicios en esta categoría son principalmente aplicaciones que aprovechan la propiedad de conocimiento cero de la tecnología ZK y priorizan la privacidad sobre otras propiedades. Esta propiedad se adopta ampliamente en campos que manejan información personal sensible, como KYC, verificación y credenciales, para proteger la privacidad de los clientes. Los proyectos destacados en curso incluyen zkPass, Lumina, 0xKYC, y zkMe. Este panorama también se está expandiendo a áreas como billeteras seguras y correos electrónicos, con ejemplos como ZKSafe y zkEmail.

Tipo 4: aplicaciones centradas en la utilidad

Las aplicaciones centradas en la utilidad operan principalmente en las capas ZK L2. Actualmente, las aplicaciones relacionadas con DeFi, como DEX y plataformas de préstamos, dominan este espacio. Aunque las capas ZK L2 no garantizan privacidad, estas aplicaciones aprovechan la utilidad de las capas ZK L2 para ofrecer un procesamiento de transacciones rápido y de bajo costo, lo cual es crucial en el sector DeFi. Las aplicaciones destacadas actualmente en funcionamiento incluyen zkFinance, ZKX, zkEra Finanzas, zkLend, y eZKalibur.

3. ZKApps: Origen y Evolución

3.1. Los caminos hacia el panorama moderno de ZK

Las pruebas de conocimiento cero (ZKPs) han surgido como una tecnología transformadora dentro de la industria blockchain, ofreciendo avances revolucionarios en privacidad y escalabilidad. Provenientes de la investigación criptográfica, las ZKPs han evolucionado de conceptos teóricos a aplicaciones prácticas de ZK (ZKApps), dando forma de manera significativa al panorama de las finanzas descentralizadas (DeFi), la ciberseguridad y más allá.

El Génesis de ZKPs

El concepto de ZKPs fue introducido por primera vez en 1985 por Shafi Goldwasser, Silvio Micali y Charles Rackoff. Inicialmente, fue un avance teórico en criptografía, demostrando la capacidad de demostrar la posesión de ciertos conocimientos sin revelar esos conocimientos en sí. Las ZKPs son particularmente útiles en sistemas de autenticación en los que se utilizan contraseñas, ya que permiten la verificación sin exponerlas. Es importante destacar que empresas de infraestructura web como Cloudflare han adoptado mecanismos de ZKP para la verificación web segura utilizando hardware de proveedores.

Transición a la Tecnología Blockchain

La integración de ZKPs en la tecnología blockchain marcó un momento crucial en su evolución. Uno de los primeros en adoptarla fue Zcash, que introdujo el concepto de ZK en su sistema de pagos para garantizar la privacidad de las transacciones de extremo a extremo. Los ZKPs permiten verificar las transacciones (es decir, que el remitente tiene suficiente cantidad de moneda y que no se ha gastado dos veces) sin revelar al remitente, al destinatario ni al monto de la transacción. Este caso de uso resalta el potencial de integrar ZKPs directamente en las plataformas blockchain, lo que presenta una aplicación intrigante.

La expansión de la integración de ZKP ha cobrado impulso con la implementación inicial en soluciones de capa 2 de Ethereum como zkSync y Starknet. Estas plataformas utilizan ZKP como soluciones de escalabilidad para abordar las bajas tasas de TPS que son un cuello de botella común en los sistemas blockchain. La implementación exitosa de ZKP en estos contextos ha estimulado un mayor interés en desarrollar aplicaciones más prácticas que aprovechen la infraestructura existente, mejorando tanto la privacidad como la eficiencia.

A medida que la infraestructura se ha consolidado y madurado en los últimos años, la gente está empezando a mirar a las ZKApps. Hablamos sobre los detalles y beneficios de las ZKApps en la siguiente sección.

3.2. Definición y Beneficios de ZKApps

Como se introdujo brevemente en la Sección 2, definimos ZKApps como una aplicación que utiliza ZKPs e infraestructuras ZK para generar transacciones que tienen como objetivo principal 1) preservar la privacidad del usuario y/o 2) aumentar la eficiencia.

Centrándose en el aspecto de la privacidad, las aplicaciones que prefieren no almacenar sus datos de transacción (es decir, procedimientos de KYC, pruebas genéticas y datos personales confidenciales) en cadenas públicas presentan casos de uso convincentes. Aprovechando los ZKPs, estos datos pueden almacenarse de forma segura en una base de datos local sin revelarse al público, pero pueden ser verificados (por ejemplo, demostrar que el tipo de sangre de Alicia es B, demostrar que Bob tiene más de 20 años) a nivel mundial. Este enfoque es particularmente ventajoso para aplicaciones sensibles a la privacidad donde también se requiere responsabilidad y transparencia. Los proyectos que trabajan en este tema incluyen zkPass, nuAuth, y BioSnark.

Bhután, un pequeño país asiático situado entre India y China, es un caso que lo demuestra. El país ha sido utilizando ZKPsEn los últimos años, ha habido una tendencia nacional a construir su infraestructura de identidad digital. Este enfoque facilita la gestión de datos por parte del gobierno mientras se garantiza que se puedan verificar en todo el mundo sin entrar en conflicto con las regulaciones de privacidad de datos de otros países.

Curiosamente, este uso de ZKPs podría implementarse aún más en los sistemas de préstamos crediticios y mecanismos de verificación de identidad, facilitando la cooperación internacional y la confianza en los servicios digitales compartidos. Por ejemplo, los préstamos USDT podrían utilizar ZKPs para proteger y verificar créditos fuera de la cadena. Este enfoque podría facilitar aún más la emisión de préstamos sin garantía en la cadena utilizando stablecoins. Tales aplicaciones de ZKPs podrían revolucionar la forma en que se evalúa el crédito y se emiten préstamos, mejorando la seguridad y la confianza al mismo tiempo que se expande el acceso a los servicios financieros.

Todavía hay algunos campos poco explorados, como GambleFi, donde este enfoque podría ser particularmente beneficioso. Los ZKP permiten el juego justo y resistente al fraude al verificar criptográficamente los resultados y las acciones sin exponer los datos subyacentes. Un ejemplo puede ser la creación de piscinas de apuestas donde las contribuciones y ganancias de los usuarios se mantienen anónimas, pero el tamaño total de la piscina y la distribución son verificables. Estos beneficios esperanzadamente pueden atraer a más usuarios a GambleFi fomentando la confianza y ofreciendo una experiencia de juego más privada y escalable.

El uso de ZKP, por supuesto, no se limita a estos ejemplos. Más allá de los casos de uso mencionados, ZKP puede ser introducido en las redes sociales para proteger el anonimato de los creadores de contenido, y los jugadores mejor clasificados que no desean compartir sus estrategias de speedrun también podrían dar la bienvenida a la adopción de esta tecnología. Como tal, la investigación en curso explora cómo ZKP puede ofrecer servicios más avanzados en varios campos de nuestra vida diaria en comparación con los métodos existentes, y se seguirán descubriendo más casos de uso en el futuro.

4. Un análisis: Por qué ZKApps es la próxima tendencia

En esta sección, proporcionamos un análisis basado en datos de por qué la tendencia principal en la industria ZK está cambiando de la infraestructura a las aplicaciones. En la Sección 4.1, exploramos por qué ZKApps es la próxima tendencia prometedora, basándonos en las tendencias de inversión de 2024. Y en la Sección 4.2, examinamos cómo la demanda de clientes de ZKApps reales ha aumentado, utilizando datos en cadena como evidencia.

Al examinar la historia de inversión en la industria de ZK, es evidente que la mayoría de las inversiones importantes se han dirigido hacia infraestructuras de ZK (es decir, ZK L1/L2s, aceleración de hardware), incluyendo proyectos como zkSync, Starknet, Aleo y Cysics. Las inversiones acumuladas en este mercado han superado los $1 mil millones, con muchos proyectos preparándose para lanzar productos en los próximos trimestres. Esta tendencia continúa en 2024, como lo demuestra el sólido rendimiento de las 5 principales operaciones de financiamiento relacionadas con ZK (Figura 2), cuatro de las cuales recibieron inversiones que superan los $15 millones. Es importante destacar que cuatro de las 5 principales operaciones estaban relacionadas con capas probadoras, mientras que una estaba relacionada con soluciones L2.

¿Por qué la capa del probador está recibiendo tanta atención? Como se explica en la Sección 3, la capa del probador es un componente crítico que respalda la creciente demanda de ZKPs al permitir que las personas con dispositivos débiles participen en el proceso de generación y verificación de ZKP. Esta mayor demanda de capas de probador indica un aumento significativo en la demanda de ZKPs, lo que sugiere que más personas desean generar transacciones utilizando ZK L1/L2s.

Figura 2: Tendencias de inversión ZK 2024

Fuente: Cointelegraph, The Block, Ocular VC

Hay dos interpretaciones posibles para el aumento de la demanda de transacciones en las cadenas ZK L1/L2. La primera es que la demanda de ZKApps ha crecido, lo que ha llevado a que se envíen más transacciones a la cadena base ZK. La segunda es que el volumen de transferencias en las cadenas ZK ha aumentado significativamente debido a los lanzamientos de ZK L1/L2 en la red principal en los últimos dos años, lo que ha dado lugar a un aumento en el número de transacciones. Independientemente de la interpretación que sea cierta, las perspectivas para las ZKApps siguen siendo positivas. En el primer caso, indica que más personas quieren usar ZKApps. En este último caso, indica que a medida que más personas utilizan la cadena base de ZK y el ecosistema y la infraestructura maduran, se está estableciendo un entorno propicio para el desarrollo de ZKApps.

4.2. Análisis de datos en cadena

Ahora, vamos a confirmar directamente la demanda creciente de ZKApps a través de un análisis de datos en cadena. Se puede observar que las tarifas acumuladas utilizadas en el proceso de verificación ZKP durante los últimos 1.5 años, han superó los $198 millones, lo que indica un aumento significativo en la demanda de ZKPs en comparación con años anteriores. Más importante aún, la mayor parte del aumento provino de la creciente demanda de ZKApps. Después de desglosar el uso de las tarifas de verificación de ZKP en infraestructura y ZKApps, encontramos que la participación de ZKApps, que era del 40% en el pasado, ha aumentado al 70-80% en 2024. Estos datos sirven como evidencia de que el reciente aumento en la demanda de ZKPs ha venido principalmente de ZKApps.

Figura 3: Dinámica de tarifas de verificación de ZKPs

Origen: dune.xyz@nebra, Ocular VC

5. Avances técnicos que hacen que las ZKApps sean prácticas

Hasta ahora, hemos explorado qué son ZKApps, identificado los casos de uso clave a los que prestar atención y discutido por qué la principal tendencia en la industria de ZK parece estar pasando de las infraestructuras a las aplicaciones. La viabilidad de estas ZKApps, por supuesto, depende de los avances tecnológicos que las hacen prácticas y factibles. Anteriormente, señalamos que la infraestructura de ZK se ha madurado lo suficiente y que las ZKApps que aprovechan adecuadamente esta tecnología se volverán comunes en la industria de Blockchain/Web3 en los próximos años. Entonces, ¿qué avances específicos han hecho posible esto y qué más está por venir?

5.1. Sistemas de Prueba ZK

Lo primero que hay que discutir es el progreso en los sistemas de prueba de ZK. Dada la complejidad involucrada, para aquellos sin conocimientos técnicos, a menudo es opaco qué proceso emplea qué tipos de tecnologías criptográficas y cómo sus mejoras han mejorado el sistema de prueba de ZK. Por lo tanto, en esta sección, destacamos avances notables en los sistemas de prueba de ZK junto con metáforas fáciles de entender. En resumen, estos avances han traído dos grandes beneficios: "Un aumento en las funcionalidades soportadas" y "Optimización del proceso de cómputo".

*Para los lectores que deseen consultar todos los detalles sobre el ciclo de vida del sistema de prueba ZK y los avances en cada proceso específico, consulte el Apéndice.

Apoyo a más funcionalidades: Lenguajes Específicos de Dominio (DSLs)

Los lenguajes específicos de dominio (DSLs) en los sistemas de prueba ZK son lenguajes de programación especializados diseñados para manejar tareas específicas dentro del ecosistema ZK. Estos lenguajes enriquecen la creación de ZKPs al proporcionar una sintaxis y funcionalidades personalizadas que están optimizadas para las operaciones ZK. Lenguajes como Leo, Zinc, Cairo, Noir y ZoKrates se están investigando y desarrollando actualmente para admitir más funcionalidades, como variables mutables, declaraciones 'if' y matrices.

Esto es análogo a una situación en la que Bob necesita demostrarle a Alice que hizo un pastel con una receta legítima, sin revelarla. Lo primero que Bob necesita hacer es hacer su receta. La receta debe incluir todos los pasos de alto nivel y los ingredientes necesarios para hacer el pastel (por ejemplo, hacer una masa con ingredientes, luego hornearla). ¡Será genial si Bob puede usar ingredientes y habilidades culinarias más modernos en su receta (Figura 4)!

Figura 4: DSLs admiten más funcionalidad para ZKPs

Fuente: DALL E, Investigación Presto

Optimizando el proceso de cálculo: Aritmetización, Sistema de Prueba (IOP+FCS)

Después de escribir un programa con DSL, éste pasa por procesos como la Arithmetization y el Proof System (compuesto por Interactive Oracle Proof (IOP) y Functional Commitment Scheme (FCS)) para convertirse en ZKPs. El desafío común en estos procesos es minimizar la sobrecarga computacional, para hacer que la generación y verificación de ZKP sea accesible a más personas.

Entre los esfuerzos para reducir la sobrecarga computacional, el más intuitivamente comprensible es la reducción del tamaño del campo en los Sistemas de Prueba. Aquí, el tamaño del campo se refiere al tamaño del campo matemático utilizado en el proceso de generación de las Pruebas de Conocimiento Cero. En palabras sencillas, representa el número total de valores posibles que se pueden utilizar para crear códigos secretos; los tamaños de campo más grandes hacen que sea más difícil para alguien adivinar el código pero tardan más en generarse. Sistemas de prueba criptográficos famosos como Groth16, Plonk y Halo2, de los que incluso aquellos que no están familiarizados con las Pruebas de Conocimiento Cero pueden haber oído hablar, utilizan un tamaño de campo de 256 bits. Sin embargo, con los avances tecnológicos, los sistemas de prueba recientes como Goldilocks y Plonky3 utilizan tamaños de campo de 31 a 64 bits sin sacrificar la seguridad. El sistema de prueba de última generación, Binius, ha aumentado significativamente la velocidad computacional al utilizar solo 1 bit (ceros y unos) como tamaño de campo.

5.2. Infraestructuras de Prueba Descentralizadas

El segundo avance tecnológico a discutir es el desarrollo de infraestructuras de demostración descentralizadas. Si bien los avances en los sistemas de demostración ZK optimizaron y simplificaron el proceso de generación y verificación de pruebas al reducir la cantidad de cálculos requeridos, las infraestructuras de demostración descentralizadas permitieron a las personas externalizar la intensa potencia informática para generar ZKPs.

Actualmente, existen dos métodos principales para implementar una infraestructura de prueba descentralizada en la industria ZK. El primer método consiste en que una cadena basada en ZK construya su propia capa de prueba interna, y el segundo consiste en operar una capa de prueba subcontratada que pueda gestionar las solicitudes de generación de ZKP de varias cadenas y aplicaciones.

Capa de verificación interna Prover

Para el método de capa de prueba interna, las entidades generadoras de ZKP (es decir, los probadores) están subordinadas a cadenas específicas. El mayor cuello de botella de una capa de prueba interna es el proceso de arranque: Dado que es económicamente inviable que los desarrolladores de cadenas se equipen con dispositivos de demostración de conocimiento cero para proporcionar una capa de probador sin problemas para todos los usuarios de la red (este enfoque también afecta negativamente la seguridad y la viabilidad de la red), típicamente despliegan protocolos que atraen a individuos o grupos con poder computacional para participar en la capa de prueba ofreciendo recompensas en forma de tokens nativos.

Un ejemplo representativo de un proyecto que opera una capa de probador interna es Aleo, una cadena de bloques de capa 1 de ZK. Al igual que PoW en Bitcoin, Aleo requiere que los probadores generen ZKP que cumplan con un cierto umbral (es decir, "Objetivo de prueba") para cada bloque. Si la suma de las pruebas acumuladas supera el "Objetivo de Coinbase", la recompensa de coinbase (token Aleo) se comparte entre los probadores a prorrata en función de sus contribuciones. Este protocolo de prueba de minería puede incentivar el desarrollo de software y hardware más rápido para los ZKP y la descentralización del ecosistema de probadores debido a la distribución generalizada de recompensas de probadores.

Capa de Verificación Externa

Por otro lado, las capas de probadores subcontratadas se encuentran fuera de la cadena de bloques; y proporciona potencia computacional a pedido de varias cadenas basadas en ZK y ZKApps. Puedes pensar en blockchains modulares como Celestia, pero con función de generación ZKP. Estas capas de probadores subcontratadas suelen funcionar en una forma de "mercado de probadores": en el que los clientes presentan sus transacciones que requieren la generación de ZKP, mientras que los probadores pujan para ofrecer sus servicios de prueba, incluida su capacidad y coste para generar ZKP.

Ejemplos representativos de proyectos que actualmente operan capas de demostración de tercero subcontratadas incluyen =nil y Gevulot. =nil mantiene un libro de órdenes para cada circuito con órdenes de compra de usuarios y órdenes de venta de demostradores. El descubrimiento de precios para generar una prueba se gestiona a través de este mecanismo de libro de órdenes. Gevulot opera de manera PoS: requiere que los demostradores depositen una apuesta y completen tareas de prueba de carga para unirse. Aparte del sistema de subasta, los trabajos de generación de pruebas se asignan al azar utilizando una función aleatoria verificable (VRF) para garantizar la equidad.

Sin embargo, el método de capa de verificador externo también tiene una preocupación importante, que es la dificultad de preservar la privacidad de extremo a extremo, ya que los datos de transacción incluidos en la solicitud de prueba se envían a los verificadores mientras están sin sellar. Para abordar este problema, proyectos como Marlin y zkPass aprovechan las enclaves (un entorno de ejecución seguro y aislado que protege la integridad de los datos) para asegurar que no haya filtración de privacidad en el proceso de generación de ZKP.

Figura 5: Visión general de las infraestructuras de demostración descentralizadas

Fuente: Presto Research

Conclusión

Hasta ahora, hemos examinado el panorama general de adopción de la industria de ZK, los beneficios que las ZKApps pueden brindarnos, la evidencia de por qué la tendencia principal en la industria de ZK está cambiando de la infraestructura a las ZKApps y los avances tecnológicos que respaldarán el aumento de las ZKApps. El desarrollo de sistemas de prueba criptográfica y una infraestructura de prueba descentralizada ha allanado el camino para que las ZKApps se utilicen de manera más rápida y asequible, acercando la tecnología de conocimiento cero a la vida cotidiana.

La industria de Blockchain/Web3 a menudo recibe críticas por desarrollar tecnologías sobrevaloradas dirigidas más a atraer inversores sin tener en cuenta la demanda real del mercado. Para superar esta crítica, los desarrolladores deben avanzar en la tecnología de maneras que realmente mejoren nuestras vidas; sin embargo, es igualmente importante para nosotros, los usuarios, evaluar constantemente en qué campos se puede aplicar esta tecnología de manera efectiva. Esperamos que este artículo proporcione a los lectores una comprensión amplia de ZKP y ZKApps, e intrigue a más personas a investigar por sí mismas hacia esta industria.

En la próxima serie de colaboración Presto Research & Ocular VC, repasaremos una lista de proyectos punteros relacionados con ZK (es decir, agrupaciones de privacidad, demostración del lado del cliente, capas preservadoras de la privacidad del demostrador) tanto en la infraestructura como en la aplicación, que están listos para lanzarse basados en avances tecnológicos que hemos mencionado en este artículo. ¡Manténganse atentos!

Descargo de responsabilidad:

  1. Este artículo es una reimpresión de [Punto Focal - Boletín Web3 de Ocular], Forward the Original Title‘ZKApps 101: An Overview and Outlook of the ZKApps Landscape’, All copyrights belong to the original author [GateYIWEI]. Si hay objeciones a esta reimpresión, por favor contacte al Gate Learnequipo, y lo manejarán rápidamente.

  2. Renuncia de responsabilidad: Las opiniones expresadas en este artículo son exclusivamente del autor y no constituyen ningún consejo de inversión.

  3. Las traducciones del artículo a otros idiomas son realizadas por el equipo de Gate Learn. A menos que se mencione, está prohibido copiar, distribuir o plagiar los artículos traducidos.

ZKApps 101: Una visión general y perspectiva del panorama de ZKApps

Intermedio8/15/2024, 10:15:30 AM
La industria ZK está evolucionando de un enfoque en la infraestructura a un enfoque en ZKApps. Los avances en los sistemas de prueba criptográfica y la infraestructura de prueba descentralizada han hecho que ZKApps sean más rápidos y rentables, acercando la tecnología de conocimiento cero a la adopción generalizada. Este artículo ofrece a los lectores una visión general completa de ZKP y ZKApps, y explica por qué los expertos de la industria ven a ZK como una solución prometedora para el trilema de blockchain, equilibrando la seguridad, la escalabilidad y la descentralización sin comprometer la seguridad.

Resumen

  • El panorama actual de ZK se puede clasificar ampliamente en función de dos criterios principales. El primer criterio es si funciona como una aplicación o como infraestructura, y el segundo es si prioriza la privacidad o se centra en una mejor utilidad y escalabilidad.
  • Entre ellos, las aplicaciones de ZK (ZKApps) son aplicaciones que aprovechan las pruebas de conocimiento cero para mejorar la privacidad y la utilidad. Las ZKApps pueden beneficiar nuestras vidas especialmente en áreas como credenciales, pagos e incluso ingeniería biomédica.
  • Las tendencias de inversión y los datos en cadena sugieren un creciente reconocimiento de la creciente demanda de uso de Prueba de Conocimiento Cero (ZKP), lo que indica que el lado minorista ha comenzado a adoptar aplicaciones relevantes.
  • Las ZKApps se han vuelto más prácticas y factibles gracias a los avances técnicos en los sistemas de prueba criptográfica y las infraestructuras de prueba descentralizadas. Estos desarrollos han reducido las barreras en la generación y verificación de ZKP, lo que permite a más personas utilizar ZKApps.

1. Introducción

¿Por qué deberíamos prestar atención a ZKApps ahora?

La emoción en torno a la tecnología de conocimiento cero (ZK) en la industria de Blockchain y Web3 ha continuado durante varios años y persiste en la segunda mitad de 2024. Como Vitalik Buterin declarado, "Si bien se necesitará un mayor desarrollo de la infraestructura y la optimización de los probadores, ZK será el final claro dentro de 10 años", ZK es sin duda considerado por los expertos de la industria como una tecnología prometedora para resolver el trilema de la cadena de bloques, que implica equilibrar la seguridad, la escalabilidad y la descentralización sin sacrificar ninguno de ellos.

Montados en esta ola de hype, muchos inversores, independientemente de su experiencia técnica, probablemente han oído hablar de términos como SNARKs, STARKs y KZG, que son campos tecnológicamente complejos y están siendo investigados y desarrollados especialmente dentro de la comunidad de Ethereum. Sin embargo, desde la perspectiva del consumidor, surge inevitablemente una pregunta fundamental: 'Entiendo que ZK es una tecnología impresionante, ¿pero cuándo podemos realmente usar un producto genial que la aproveche? ¿Y la tecnología es lo suficientemente madura como para reemplazar las soluciones no Web3 existentes?'

Incluso hace unos años, la respuesta a esta pregunta hubiera sido: "Todavía no, y no lo sabemos". Como mencionó Vitalik, la infraestructura y las tecnologías de prueba criptográfica necesarias para ejecutar de manera práctica aplicaciones basadas en ZK (ZKApps) en el lado del cliente aún eran insuficientes, lo que dificultaba su desarrollo. Sin embargo, a partir de 2024, aunque todavía hay mucho margen de mejora, se han realizado avances tecnológicos significativos, lo que permite que la comercialización de ZKApps arraigue. Por lo tanto, ahora debemos centrar nuestra atención en identificar los campos donde se necesita realmente la tecnología ZK y contemplar cómo aprovecharla para mejorar prácticamente la calidad de nuestras vidas. Desde la perspectiva de un inversor, estudiar las categorías de ZKApps que serán ampliamente adoptadas en el futuro también puede presentar nuevas oportunidades prometedoras.

En esta investigación conjunta de ZK realizada por Presto Research y Ocular VC, proporcionamos una visión general y perspectivas de la industria de ZKApp, aprovechando el análisis de tendencias de marketing y conocimientos de tecnología de vanguardia de ambos grupos de investigación. En la Sección 2, cubrimos primero el panorama actual de adopción de ZK y destacamos qué Infraestructuras de ZK y ZKApps están ganando atención. Entre ellos, la Sección 3 se centra en la historia del desarrollo de ZKApps, discutiendo su necesidad y beneficios prácticos. En la siguiente Sección 4, examinamos las tendencias de inversión y el análisis de datos en la cadena en la industria de ZK a partir de 2024, explicando por qué los ZKApps están listos para convertirse en la próxima gran tendencia. Por último, en la Sección 5, discutiremos los esfuerzos actuales de I+D y los logros técnicos hasta ahora en las infraestructuras para hacer que los ZKApps sean prácticos y una tendencia principal.

2. Paisaje actual de adopción de ZK

El panorama actual de adopción de ZK se puede categorizar bajo muchos criterios diferentes, pero aquí los clasificamos ampliamente en función de lo siguiente: si el servicio funciona como una infraestructura o como una aplicación, y si prioriza la privacidad aprovechando la propiedad de conocimiento cero, o prioriza la utilidad aprovechando la propiedad de concisión.

Figura 1: Actual paisaje de adopción de ZK

Fuente: Ocular VC

2.1. Infraestructura ZK

Tipo 1: Infraestructura centrada en la privacidad

Los servicios en esta categoría tienen como objetivo principal abordar problemas de privacidad en sistemas ZK, ya que muchos proveedores de ZKP todavía pueden tener la capacidad de inspeccionar transacciones, lo que supone un riesgo de exposición de datos sensibles. En otras palabras, la fuga de privacidad a menudo ocurre durante el proceso en el que los clientes envían sus transacciones a un proveedor de ZKP para crear una prueba ZK. Por lo tanto, esta infraestructura centrada en la privacidad se puede ofrecer tanto a través de la capa de verificación (más explicaciones en la Sección 5.2) como a través del componente de máquina virtual (VM) para mejorar el control de acceso y garantizar la privacidad de los datos de extremo a extremo. Ejemplos representativos incluyen Ingonyama, Succincto, y Espresso.

Tipo 2: Infraestructura centrada en la utilidad

La tecnología ZK no solo es útil para preservar la privacidad, sino también para mejorar la utilidad de las ZKApps. Uno de los mejores ejemplos de aprovechar la utilidad de ZK es ZK L2 (es decir, ZK-rollups). Ahora es un hecho bien conocido que entre los ZK L2 en curso, hay muy pocas instancias que realmente garantizan la privacidad de la transacción de extremo a extremo. Sin embargo, cadenas ZK L2 como Taiko, zkSync, IntmaxyZekoaprovechar la propiedad de concisión de la tecnología ZK para mejorar en gran medida la escalabilidad de la cadena de bloques al consolidar la validez de miles de transacciones en una única prueba ZK y enviarla a L1. Otro caso de uso centrado en la utilidad es la capa de probador. Las capas de probador son entidades que proporcionan potencia computacional para ayudar a las personas con dispositivos débiles a participar en el proceso de generación y verificación de ZKP. Servicios como RiscZero, Cysic, Irreducible, y Capa Alineadaactualmente están operando en este espacio.

2.2. Aplicaciones de ZK

Tipo 3: Aplicaciones centradas en la privacidad

Las aplicaciones enfocadas en la privacidad son a menudo el caso de uso que nos viene a la mente cuando pensamos en las “Aplicaciones ZK”. Los servicios en esta categoría son principalmente aplicaciones que aprovechan la propiedad de conocimiento cero de la tecnología ZK y priorizan la privacidad sobre otras propiedades. Esta propiedad se adopta ampliamente en campos que manejan información personal sensible, como KYC, verificación y credenciales, para proteger la privacidad de los clientes. Los proyectos destacados en curso incluyen zkPass, Lumina, 0xKYC, y zkMe. Este panorama también se está expandiendo a áreas como billeteras seguras y correos electrónicos, con ejemplos como ZKSafe y zkEmail.

Tipo 4: aplicaciones centradas en la utilidad

Las aplicaciones centradas en la utilidad operan principalmente en las capas ZK L2. Actualmente, las aplicaciones relacionadas con DeFi, como DEX y plataformas de préstamos, dominan este espacio. Aunque las capas ZK L2 no garantizan privacidad, estas aplicaciones aprovechan la utilidad de las capas ZK L2 para ofrecer un procesamiento de transacciones rápido y de bajo costo, lo cual es crucial en el sector DeFi. Las aplicaciones destacadas actualmente en funcionamiento incluyen zkFinance, ZKX, zkEra Finanzas, zkLend, y eZKalibur.

3. ZKApps: Origen y Evolución

3.1. Los caminos hacia el panorama moderno de ZK

Las pruebas de conocimiento cero (ZKPs) han surgido como una tecnología transformadora dentro de la industria blockchain, ofreciendo avances revolucionarios en privacidad y escalabilidad. Provenientes de la investigación criptográfica, las ZKPs han evolucionado de conceptos teóricos a aplicaciones prácticas de ZK (ZKApps), dando forma de manera significativa al panorama de las finanzas descentralizadas (DeFi), la ciberseguridad y más allá.

El Génesis de ZKPs

El concepto de ZKPs fue introducido por primera vez en 1985 por Shafi Goldwasser, Silvio Micali y Charles Rackoff. Inicialmente, fue un avance teórico en criptografía, demostrando la capacidad de demostrar la posesión de ciertos conocimientos sin revelar esos conocimientos en sí. Las ZKPs son particularmente útiles en sistemas de autenticación en los que se utilizan contraseñas, ya que permiten la verificación sin exponerlas. Es importante destacar que empresas de infraestructura web como Cloudflare han adoptado mecanismos de ZKP para la verificación web segura utilizando hardware de proveedores.

Transición a la Tecnología Blockchain

La integración de ZKPs en la tecnología blockchain marcó un momento crucial en su evolución. Uno de los primeros en adoptarla fue Zcash, que introdujo el concepto de ZK en su sistema de pagos para garantizar la privacidad de las transacciones de extremo a extremo. Los ZKPs permiten verificar las transacciones (es decir, que el remitente tiene suficiente cantidad de moneda y que no se ha gastado dos veces) sin revelar al remitente, al destinatario ni al monto de la transacción. Este caso de uso resalta el potencial de integrar ZKPs directamente en las plataformas blockchain, lo que presenta una aplicación intrigante.

La expansión de la integración de ZKP ha cobrado impulso con la implementación inicial en soluciones de capa 2 de Ethereum como zkSync y Starknet. Estas plataformas utilizan ZKP como soluciones de escalabilidad para abordar las bajas tasas de TPS que son un cuello de botella común en los sistemas blockchain. La implementación exitosa de ZKP en estos contextos ha estimulado un mayor interés en desarrollar aplicaciones más prácticas que aprovechen la infraestructura existente, mejorando tanto la privacidad como la eficiencia.

A medida que la infraestructura se ha consolidado y madurado en los últimos años, la gente está empezando a mirar a las ZKApps. Hablamos sobre los detalles y beneficios de las ZKApps en la siguiente sección.

3.2. Definición y Beneficios de ZKApps

Como se introdujo brevemente en la Sección 2, definimos ZKApps como una aplicación que utiliza ZKPs e infraestructuras ZK para generar transacciones que tienen como objetivo principal 1) preservar la privacidad del usuario y/o 2) aumentar la eficiencia.

Centrándose en el aspecto de la privacidad, las aplicaciones que prefieren no almacenar sus datos de transacción (es decir, procedimientos de KYC, pruebas genéticas y datos personales confidenciales) en cadenas públicas presentan casos de uso convincentes. Aprovechando los ZKPs, estos datos pueden almacenarse de forma segura en una base de datos local sin revelarse al público, pero pueden ser verificados (por ejemplo, demostrar que el tipo de sangre de Alicia es B, demostrar que Bob tiene más de 20 años) a nivel mundial. Este enfoque es particularmente ventajoso para aplicaciones sensibles a la privacidad donde también se requiere responsabilidad y transparencia. Los proyectos que trabajan en este tema incluyen zkPass, nuAuth, y BioSnark.

Bhután, un pequeño país asiático situado entre India y China, es un caso que lo demuestra. El país ha sido utilizando ZKPsEn los últimos años, ha habido una tendencia nacional a construir su infraestructura de identidad digital. Este enfoque facilita la gestión de datos por parte del gobierno mientras se garantiza que se puedan verificar en todo el mundo sin entrar en conflicto con las regulaciones de privacidad de datos de otros países.

Curiosamente, este uso de ZKPs podría implementarse aún más en los sistemas de préstamos crediticios y mecanismos de verificación de identidad, facilitando la cooperación internacional y la confianza en los servicios digitales compartidos. Por ejemplo, los préstamos USDT podrían utilizar ZKPs para proteger y verificar créditos fuera de la cadena. Este enfoque podría facilitar aún más la emisión de préstamos sin garantía en la cadena utilizando stablecoins. Tales aplicaciones de ZKPs podrían revolucionar la forma en que se evalúa el crédito y se emiten préstamos, mejorando la seguridad y la confianza al mismo tiempo que se expande el acceso a los servicios financieros.

Todavía hay algunos campos poco explorados, como GambleFi, donde este enfoque podría ser particularmente beneficioso. Los ZKP permiten el juego justo y resistente al fraude al verificar criptográficamente los resultados y las acciones sin exponer los datos subyacentes. Un ejemplo puede ser la creación de piscinas de apuestas donde las contribuciones y ganancias de los usuarios se mantienen anónimas, pero el tamaño total de la piscina y la distribución son verificables. Estos beneficios esperanzadamente pueden atraer a más usuarios a GambleFi fomentando la confianza y ofreciendo una experiencia de juego más privada y escalable.

El uso de ZKP, por supuesto, no se limita a estos ejemplos. Más allá de los casos de uso mencionados, ZKP puede ser introducido en las redes sociales para proteger el anonimato de los creadores de contenido, y los jugadores mejor clasificados que no desean compartir sus estrategias de speedrun también podrían dar la bienvenida a la adopción de esta tecnología. Como tal, la investigación en curso explora cómo ZKP puede ofrecer servicios más avanzados en varios campos de nuestra vida diaria en comparación con los métodos existentes, y se seguirán descubriendo más casos de uso en el futuro.

4. Un análisis: Por qué ZKApps es la próxima tendencia

En esta sección, proporcionamos un análisis basado en datos de por qué la tendencia principal en la industria ZK está cambiando de la infraestructura a las aplicaciones. En la Sección 4.1, exploramos por qué ZKApps es la próxima tendencia prometedora, basándonos en las tendencias de inversión de 2024. Y en la Sección 4.2, examinamos cómo la demanda de clientes de ZKApps reales ha aumentado, utilizando datos en cadena como evidencia.

Al examinar la historia de inversión en la industria de ZK, es evidente que la mayoría de las inversiones importantes se han dirigido hacia infraestructuras de ZK (es decir, ZK L1/L2s, aceleración de hardware), incluyendo proyectos como zkSync, Starknet, Aleo y Cysics. Las inversiones acumuladas en este mercado han superado los $1 mil millones, con muchos proyectos preparándose para lanzar productos en los próximos trimestres. Esta tendencia continúa en 2024, como lo demuestra el sólido rendimiento de las 5 principales operaciones de financiamiento relacionadas con ZK (Figura 2), cuatro de las cuales recibieron inversiones que superan los $15 millones. Es importante destacar que cuatro de las 5 principales operaciones estaban relacionadas con capas probadoras, mientras que una estaba relacionada con soluciones L2.

¿Por qué la capa del probador está recibiendo tanta atención? Como se explica en la Sección 3, la capa del probador es un componente crítico que respalda la creciente demanda de ZKPs al permitir que las personas con dispositivos débiles participen en el proceso de generación y verificación de ZKP. Esta mayor demanda de capas de probador indica un aumento significativo en la demanda de ZKPs, lo que sugiere que más personas desean generar transacciones utilizando ZK L1/L2s.

Figura 2: Tendencias de inversión ZK 2024

Fuente: Cointelegraph, The Block, Ocular VC

Hay dos interpretaciones posibles para el aumento de la demanda de transacciones en las cadenas ZK L1/L2. La primera es que la demanda de ZKApps ha crecido, lo que ha llevado a que se envíen más transacciones a la cadena base ZK. La segunda es que el volumen de transferencias en las cadenas ZK ha aumentado significativamente debido a los lanzamientos de ZK L1/L2 en la red principal en los últimos dos años, lo que ha dado lugar a un aumento en el número de transacciones. Independientemente de la interpretación que sea cierta, las perspectivas para las ZKApps siguen siendo positivas. En el primer caso, indica que más personas quieren usar ZKApps. En este último caso, indica que a medida que más personas utilizan la cadena base de ZK y el ecosistema y la infraestructura maduran, se está estableciendo un entorno propicio para el desarrollo de ZKApps.

4.2. Análisis de datos en cadena

Ahora, vamos a confirmar directamente la demanda creciente de ZKApps a través de un análisis de datos en cadena. Se puede observar que las tarifas acumuladas utilizadas en el proceso de verificación ZKP durante los últimos 1.5 años, han superó los $198 millones, lo que indica un aumento significativo en la demanda de ZKPs en comparación con años anteriores. Más importante aún, la mayor parte del aumento provino de la creciente demanda de ZKApps. Después de desglosar el uso de las tarifas de verificación de ZKP en infraestructura y ZKApps, encontramos que la participación de ZKApps, que era del 40% en el pasado, ha aumentado al 70-80% en 2024. Estos datos sirven como evidencia de que el reciente aumento en la demanda de ZKPs ha venido principalmente de ZKApps.

Figura 3: Dinámica de tarifas de verificación de ZKPs

Origen: dune.xyz@nebra, Ocular VC

5. Avances técnicos que hacen que las ZKApps sean prácticas

Hasta ahora, hemos explorado qué son ZKApps, identificado los casos de uso clave a los que prestar atención y discutido por qué la principal tendencia en la industria de ZK parece estar pasando de las infraestructuras a las aplicaciones. La viabilidad de estas ZKApps, por supuesto, depende de los avances tecnológicos que las hacen prácticas y factibles. Anteriormente, señalamos que la infraestructura de ZK se ha madurado lo suficiente y que las ZKApps que aprovechan adecuadamente esta tecnología se volverán comunes en la industria de Blockchain/Web3 en los próximos años. Entonces, ¿qué avances específicos han hecho posible esto y qué más está por venir?

5.1. Sistemas de Prueba ZK

Lo primero que hay que discutir es el progreso en los sistemas de prueba de ZK. Dada la complejidad involucrada, para aquellos sin conocimientos técnicos, a menudo es opaco qué proceso emplea qué tipos de tecnologías criptográficas y cómo sus mejoras han mejorado el sistema de prueba de ZK. Por lo tanto, en esta sección, destacamos avances notables en los sistemas de prueba de ZK junto con metáforas fáciles de entender. En resumen, estos avances han traído dos grandes beneficios: "Un aumento en las funcionalidades soportadas" y "Optimización del proceso de cómputo".

*Para los lectores que deseen consultar todos los detalles sobre el ciclo de vida del sistema de prueba ZK y los avances en cada proceso específico, consulte el Apéndice.

Apoyo a más funcionalidades: Lenguajes Específicos de Dominio (DSLs)

Los lenguajes específicos de dominio (DSLs) en los sistemas de prueba ZK son lenguajes de programación especializados diseñados para manejar tareas específicas dentro del ecosistema ZK. Estos lenguajes enriquecen la creación de ZKPs al proporcionar una sintaxis y funcionalidades personalizadas que están optimizadas para las operaciones ZK. Lenguajes como Leo, Zinc, Cairo, Noir y ZoKrates se están investigando y desarrollando actualmente para admitir más funcionalidades, como variables mutables, declaraciones 'if' y matrices.

Esto es análogo a una situación en la que Bob necesita demostrarle a Alice que hizo un pastel con una receta legítima, sin revelarla. Lo primero que Bob necesita hacer es hacer su receta. La receta debe incluir todos los pasos de alto nivel y los ingredientes necesarios para hacer el pastel (por ejemplo, hacer una masa con ingredientes, luego hornearla). ¡Será genial si Bob puede usar ingredientes y habilidades culinarias más modernos en su receta (Figura 4)!

Figura 4: DSLs admiten más funcionalidad para ZKPs

Fuente: DALL E, Investigación Presto

Optimizando el proceso de cálculo: Aritmetización, Sistema de Prueba (IOP+FCS)

Después de escribir un programa con DSL, éste pasa por procesos como la Arithmetization y el Proof System (compuesto por Interactive Oracle Proof (IOP) y Functional Commitment Scheme (FCS)) para convertirse en ZKPs. El desafío común en estos procesos es minimizar la sobrecarga computacional, para hacer que la generación y verificación de ZKP sea accesible a más personas.

Entre los esfuerzos para reducir la sobrecarga computacional, el más intuitivamente comprensible es la reducción del tamaño del campo en los Sistemas de Prueba. Aquí, el tamaño del campo se refiere al tamaño del campo matemático utilizado en el proceso de generación de las Pruebas de Conocimiento Cero. En palabras sencillas, representa el número total de valores posibles que se pueden utilizar para crear códigos secretos; los tamaños de campo más grandes hacen que sea más difícil para alguien adivinar el código pero tardan más en generarse. Sistemas de prueba criptográficos famosos como Groth16, Plonk y Halo2, de los que incluso aquellos que no están familiarizados con las Pruebas de Conocimiento Cero pueden haber oído hablar, utilizan un tamaño de campo de 256 bits. Sin embargo, con los avances tecnológicos, los sistemas de prueba recientes como Goldilocks y Plonky3 utilizan tamaños de campo de 31 a 64 bits sin sacrificar la seguridad. El sistema de prueba de última generación, Binius, ha aumentado significativamente la velocidad computacional al utilizar solo 1 bit (ceros y unos) como tamaño de campo.

5.2. Infraestructuras de Prueba Descentralizadas

El segundo avance tecnológico a discutir es el desarrollo de infraestructuras de demostración descentralizadas. Si bien los avances en los sistemas de demostración ZK optimizaron y simplificaron el proceso de generación y verificación de pruebas al reducir la cantidad de cálculos requeridos, las infraestructuras de demostración descentralizadas permitieron a las personas externalizar la intensa potencia informática para generar ZKPs.

Actualmente, existen dos métodos principales para implementar una infraestructura de prueba descentralizada en la industria ZK. El primer método consiste en que una cadena basada en ZK construya su propia capa de prueba interna, y el segundo consiste en operar una capa de prueba subcontratada que pueda gestionar las solicitudes de generación de ZKP de varias cadenas y aplicaciones.

Capa de verificación interna Prover

Para el método de capa de prueba interna, las entidades generadoras de ZKP (es decir, los probadores) están subordinadas a cadenas específicas. El mayor cuello de botella de una capa de prueba interna es el proceso de arranque: Dado que es económicamente inviable que los desarrolladores de cadenas se equipen con dispositivos de demostración de conocimiento cero para proporcionar una capa de probador sin problemas para todos los usuarios de la red (este enfoque también afecta negativamente la seguridad y la viabilidad de la red), típicamente despliegan protocolos que atraen a individuos o grupos con poder computacional para participar en la capa de prueba ofreciendo recompensas en forma de tokens nativos.

Un ejemplo representativo de un proyecto que opera una capa de probador interna es Aleo, una cadena de bloques de capa 1 de ZK. Al igual que PoW en Bitcoin, Aleo requiere que los probadores generen ZKP que cumplan con un cierto umbral (es decir, "Objetivo de prueba") para cada bloque. Si la suma de las pruebas acumuladas supera el "Objetivo de Coinbase", la recompensa de coinbase (token Aleo) se comparte entre los probadores a prorrata en función de sus contribuciones. Este protocolo de prueba de minería puede incentivar el desarrollo de software y hardware más rápido para los ZKP y la descentralización del ecosistema de probadores debido a la distribución generalizada de recompensas de probadores.

Capa de Verificación Externa

Por otro lado, las capas de probadores subcontratadas se encuentran fuera de la cadena de bloques; y proporciona potencia computacional a pedido de varias cadenas basadas en ZK y ZKApps. Puedes pensar en blockchains modulares como Celestia, pero con función de generación ZKP. Estas capas de probadores subcontratadas suelen funcionar en una forma de "mercado de probadores": en el que los clientes presentan sus transacciones que requieren la generación de ZKP, mientras que los probadores pujan para ofrecer sus servicios de prueba, incluida su capacidad y coste para generar ZKP.

Ejemplos representativos de proyectos que actualmente operan capas de demostración de tercero subcontratadas incluyen =nil y Gevulot. =nil mantiene un libro de órdenes para cada circuito con órdenes de compra de usuarios y órdenes de venta de demostradores. El descubrimiento de precios para generar una prueba se gestiona a través de este mecanismo de libro de órdenes. Gevulot opera de manera PoS: requiere que los demostradores depositen una apuesta y completen tareas de prueba de carga para unirse. Aparte del sistema de subasta, los trabajos de generación de pruebas se asignan al azar utilizando una función aleatoria verificable (VRF) para garantizar la equidad.

Sin embargo, el método de capa de verificador externo también tiene una preocupación importante, que es la dificultad de preservar la privacidad de extremo a extremo, ya que los datos de transacción incluidos en la solicitud de prueba se envían a los verificadores mientras están sin sellar. Para abordar este problema, proyectos como Marlin y zkPass aprovechan las enclaves (un entorno de ejecución seguro y aislado que protege la integridad de los datos) para asegurar que no haya filtración de privacidad en el proceso de generación de ZKP.

Figura 5: Visión general de las infraestructuras de demostración descentralizadas

Fuente: Presto Research

Conclusión

Hasta ahora, hemos examinado el panorama general de adopción de la industria de ZK, los beneficios que las ZKApps pueden brindarnos, la evidencia de por qué la tendencia principal en la industria de ZK está cambiando de la infraestructura a las ZKApps y los avances tecnológicos que respaldarán el aumento de las ZKApps. El desarrollo de sistemas de prueba criptográfica y una infraestructura de prueba descentralizada ha allanado el camino para que las ZKApps se utilicen de manera más rápida y asequible, acercando la tecnología de conocimiento cero a la vida cotidiana.

La industria de Blockchain/Web3 a menudo recibe críticas por desarrollar tecnologías sobrevaloradas dirigidas más a atraer inversores sin tener en cuenta la demanda real del mercado. Para superar esta crítica, los desarrolladores deben avanzar en la tecnología de maneras que realmente mejoren nuestras vidas; sin embargo, es igualmente importante para nosotros, los usuarios, evaluar constantemente en qué campos se puede aplicar esta tecnología de manera efectiva. Esperamos que este artículo proporcione a los lectores una comprensión amplia de ZKP y ZKApps, e intrigue a más personas a investigar por sí mismas hacia esta industria.

En la próxima serie de colaboración Presto Research & Ocular VC, repasaremos una lista de proyectos punteros relacionados con ZK (es decir, agrupaciones de privacidad, demostración del lado del cliente, capas preservadoras de la privacidad del demostrador) tanto en la infraestructura como en la aplicación, que están listos para lanzarse basados en avances tecnológicos que hemos mencionado en este artículo. ¡Manténganse atentos!

Descargo de responsabilidad:

  1. Este artículo es una reimpresión de [Punto Focal - Boletín Web3 de Ocular], Forward the Original Title‘ZKApps 101: An Overview and Outlook of the ZKApps Landscape’, All copyrights belong to the original author [GateYIWEI]. Si hay objeciones a esta reimpresión, por favor contacte al Gate Learnequipo, y lo manejarán rápidamente.

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