Quante volte hai perso minuti preziosi cercando di effettuare transazioni su Ethereum o hai speso un sacco di gas ($) quando il traffico era eccessivo? Ma non temere. Esiste una soluzione alla lentezza delle transazioni e agli elevati costi del gas: l'introduzione delle dimostrazioni a conoscenza zero (ZKP).

Storia

Il concetto di ZKP è un'affascinante applicazione della crittografia che consente a una parte di dimostrare a un'altra che un'affermazione è vera senza rivelare alcuna informazione aggiuntiva oltre alla validità dell'affermazione stessa.

Il primo articolo che introdusse il concetto di ZKP fu pubblicato nel 1985 da Shafi Goldwasser e Silvio Micali del Massachusetts Institute of Technology (MIT). Il loro articolo "Probabilistic Encryption" dimostrò che era possibile dimostrare proprietà specifiche di un numero senza rivelare il numero stesso o informazioni aggiuntive su di esso. Questa scoperta rivoluzionaria aprì la strada allo sviluppo delle ZKP come strumento fondamentale nella crittografia moderna.

Come funziona (ELI5)

Concetto: dimostratori e verificatori

Nelle dimostrazioni a conoscenza zero, i ruoli fondamentali sono quelli dei dimostratori e dei verificatori. I dimostratori mirano a convincere i verificatori di essere a conoscenza di un particolare segreto, senza rivelarlo. I verificatori, a loro volta, tentano di verificare le affermazioni dei dimostratori senza apprendere il segreto. Questo viene fatto chiedendo ai dimostratori di eseguire compiti che possono essere completati solo se si possiede il segreto. Il modo più semplice per dimostrare di conoscere qualcosa senza rivelarlo può essere illustrato con il frequente esempio "Dov'è Wally?".

Tu e un amico volete trovare Waldo. Sai dove si trova Waldo nell'immagine, ma il tuo amico non ti crede. Come dimostri al tuo amico che sai dove si trova Waldo senza rivelargli la sua posizione?

Prendi un enorme foglio di carta per coprire l'intera immagine, mostrando al tuo amico l'immagine di Waldo attraverso un ritaglio. Puoi dimostrare di conoscere la posizione di Waldo, ma il tuo amico non saprà dove si trova Waldo, poiché le coordinate esatte di Waldo rispetto all'immagine gli sarebbero ancora sconosciute.

Questa è una semplice analogia di uno ZKP. Chiunque veda Waldo attraverso il buco ha la prova che Waldo esiste e che chi lo ha provato sa dove si trova, senza rivelare altre informazioni.

ZKP nella blockchain

Sebbene la blockchain ci abbia portato grandi vantaggi come trasparenza, immutabilità e decentralizzazione, le attuali blockchain pubbliche sono totalmente prive di privacy, che a volte sarebbe "piacevole avere". Tuttavia, combinando le ZKP con la tecnologia blockchain, i progetti possono ora elaborare più transazioni più rapidamente, mantenendo al contempo i dati degli utenti al sicuro. Permette inoltre di eseguire calcoli complessi senza rivelare dati sensibili. Le ZKP offrono flessibilità e possibilità di scelta agli utenti che desiderano controllo e libertà sulle proprie informazioni. Pertanto, è logico che, se combinate, blockchain e ZKP possano avere molteplici utilizzi.

I casi d'uso degli ZKP sono:

  • ZKP aumenta la privacy degli utenti evitando di rivelare informazioni personali nelle blockchain pubbliche.

  • ZKP rafforza la sicurezza delle informazioni sostituendo metodi di autenticazione inefficaci. ZKP elimina numerose debolezze consentendo agli utenti di dimostrare la proprietà o l'accesso ai dati senza rivelare informazioni sensibili.

  • ZKP aumenta la produttività e la scalabilità della blockchain. ZKP risolve alcune delle sfide di scalabilità associate alla tecnologia blockchain consentendo transazioni più veloci e sicure.

Esempi di progetti blockchain basati su ZK

Ecco alcuni dei protocolli blockchain più diffusi che utilizzano la tecnologia ZK:

Archiviazione decentralizzata tramite zk-SNARK

  • Filecoin: Filecoin è la più grande rete zk-SNARK implementata fino ad oggi. Filecoin utilizza SNARK sia per la Proof of Replication (PoRep) che per la Proof of Space-time (PoSt), che sono i principali protocolli crittografici da cui dipende la rete. Filecoin ha raccolto un totale di $ 258,2 milioni in finanziamenti in 7 round. Il loro ultimo finanziamento è stata un'offerta iniziale di monete da $ 205,8 milioni. Il token FIL di Filecoin è attualmente scambiato a $ 7 e ha una capitalizzazione di mercato di $ 2,7 miliardi. L'archiviazione di Filecoin è attiva e gli sviluppatori utilizzano le API o le librerie per inviare dati agli helper di archiviazione. Dietro le quinte, gli helper di archiviazione ricevono i dati e gestiscono i processi sottostanti per archiviarli in modo affidabile e decentralizzato.

Progetti sulla privacy

  • Aztec Network: Aztec Network è il primo ZK-rollup privato sulla rete Ethereum. Si tratta di un motore di privacy che le DApp utilizzano per ottenere accesso a privacy e scalabilità. Aztec ha raccolto 119,1 milioni di dollari in finanziamenti in 4 round. Il loro ultimo finanziamento è stato di 100 milioni di dollari da un round di Serie B guidato da A16z. Aztec Connect, che consente agli utenti di interagire con le DApp DeFi di Ethereum, è attivo sulla mainnet di Ethereum. Non esiste un token per Aztec, ma è possibile un airdrop.

Zk-rollup

La sfida principale che Ethereum deve affrontare è la scalabilità. Si tratta di un problema critico in quanto limita il numero di persone che possono utilizzare la rete e rende le transazioni più costose a causa dell'elevata domanda di storage on-chain e risorse di calcolo.

La tecnologia Rollup sta guadagnando terreno a un ritmo rapido. I Rollup sono contratti intelligenti che riducono i requisiti di elaborazione e archiviazione di Ethereum per la convalida di un blocco di transazione. I Rollup lo fanno raggruppando un gruppo di transazioni in una; è compito del contratto intelligente di rollup disassemblarle e verificare tutti i trasferimenti contenuti in una singola transazione prima che venga inviata come un nuovo blocco a Ethereum. Esistono due categorie principali di rollup L2: Rollup ottimistici (OP Rollup) e rollup a conoscenza zero (ZK-rollup).

  • Ottimista: presuppone che le transazioni siano valide per impostazione predefinita, ma sarebbe necessario annullare le transazioni effettuate fino a 7 giorni prima se qualcuno potesse dimostrare che una transazione non era valida.

  • ZK - esegue calcoli off-chain e invia una prova di validità alla catena. Utilizza crittografia avanzata per dimostrare l'assenza di frode.

Esistono compromessi complessi tra i due tipi di rollup.

Gli ZK-rollup possono aumentare notevolmente la produttività delle transazioni di Ethereum, mantenendo al contempo sicurezza e decentralizzazione. Utilizzano due contratti, il contratto principale e quello di verifica, e una macchina virtuale off-chain per elaborare batch di transazioni e convalidare le dimostrazioni a conoscenza zero.

La correttezza delle prove di validità negli zk-rollup può essere garantita tramite dimostrazione matematica, senza ritardi nella finalizzazione delle transazioni. Pertanto, gli Zk-rollup sono visti da molti come una potenziale soluzione definitiva per la scalabilità di Ethereum.

  • zkSync: zkSync è una soluzione di scaling e privacy trustless per Ethereum basata su ZK Roll-up, progettata per portare su Ethereum un throughput di migliaia di transazioni al secondo pari a quello di VISA, mantenendo i fondi al sicuro come nei conti L1 sottostanti e mantenendo un elevato grado di resistenza alla censura. Matter Labs è l'azienda dietro zkSync. Complessivamente, Matter Labs ha raccolto 458 milioni di dollari. Il loro ultimo finanziamento è stato un round di Serie C da 200 milioni di dollari guidato da Blockchain Capital. La testnet pubblica di zkSync è attualmente attiva. Non esiste un token zkSync, ma ci sono numerose voci su un imminente airdrop.

  • Polygon è emersa come una delle soluzioni di scalabilità blockchain più note. Polygon, inizialmente nota come Ethereum Sidechain, si è evoluta in una soluzione di scalabilità domestica. Polygon ha raccolto 451,5 milioni di dollari in finanziamenti in 8 round. Il loro ultimo round è stato un round di serie D da 450 milioni di dollari guidato da Sequoia Capital. Il token Matic di Polygon ha una capitalizzazione di mercato di 11 miliardi di dollari e attualmente viene scambiato a 1,22 dollari. Polygon è diventato un coltellino svizzero per risolvere i problemi di scalabilità di Ethereum. zkEVM di Polygon è una soluzione di scalabilità decentralizzata di Ethereum Layer 2 che utilizza prove crittografiche a conoscenza zero. Il lancio è previsto per la fine di marzo e promette di offrire l'esecuzione di smart contract compatibili con Ethereum a velocità maggiore e costi inferiori. Restate sintonizzati