zk snark

¿Qué es ZK-SNARK?

ZK-SNARK es un tipo de prueba de conocimiento cero que permite demostrar la corrección de un cálculo sin revelar ningún detalle sobre los datos de entrada. Sus características clave son: pruebas sucintas, verificación rápida y ausencia de múltiples rondas de interacción.

Se puede entender una prueba de conocimiento cero como una forma de “demostrar que conoces la combinación de una caja fuerte sin revelar nunca el código”. Los ZK-SNARK convierten este concepto en una herramienta práctica: los usuarios generan una prueba compacta fuera de línea y la blockchain puede verificar la validez del resultado con un cálculo mínimo. Esto resulta especialmente valioso para la protección de la privacidad y el aumento del rendimiento en blockchain.

¿Cómo funcionan los ZK-SNARK?

La idea central de los ZK-SNARK es transformar un cálculo a verificar en un conjunto de reglas comprobables y, mediante métodos matemáticos, generar una prueba extremadamente breve. El verificador, usando parámetros públicos, puede comprobar rápidamente su validez.

• “Sucinto” significa que la prueba es muy pequeña y requiere un cálculo mínimo para verificarse.
• “No interactivo” implica que no hay comunicación bidireccional; la prueba se presenta una sola vez.
• “Argumento de conocimiento” significa que el generador de la prueba debe poseer realmente el secreto (por ejemplo, un dato privado) para producir una prueba válida.

Existen varias implementaciones prácticas (como Groth16 o PLONK), que abordan la construcción de estas pruebas desde distintos enfoques. Todas siguen los principios anteriores, pero difieren en rendimiento y aplicabilidad.

¿Cómo se utilizan los ZK-SNARK en las blockchains?

El funcionamiento on-chain suele involucrar a dos partes: el generador de la prueba, que la crea, y el verificador (normalmente un smart contract), que comprueba su validez.

El proceso general es:

• El generador modela el cálculo objetivo como un “circuito”, es decir, una lista de reglas a verificar.
• El generador produce la prueba fuera de línea y la envía junto con la información pública necesaria a la blockchain.
• El contrato utiliza una clave de verificación previamente publicada para validar la prueba. Si es válida, actualiza el estado o ejecuta una transacción.

Como la verificación es sumamente eficiente, solo se requiere una pequeña cantidad de gas para la validación on-chain. Esto hace que los ZK-SNARK sean ideales para comprimir grandes volúmenes de cálculos off-chain en una única prueba breve, reduciendo la carga sobre la red principal.

¿Cuáles son los principales casos de uso de los ZK-SNARK?

Los ZK-SNARK se emplean principalmente para preservar la privacidad y mejorar la escalabilidad. En el ámbito de la privacidad, permiten que los importes de las transacciones, las relaciones entre cuentas o los detalles de identidad permanezcan ocultos, mientras se demuestra que “las cuentas cuadran”.

Ejemplos clave:

• Transacciones privadas en Zcash: Desde 2016, Zcash utiliza ZK-SNARK para permitir transacciones donde los importes y las direcciones se mantienen ocultos, pero los saldos y la validez pueden verificarse públicamente.
• Compliance y pruebas: Por ejemplo, demostrar que eres “mayor de 18 años” o que tienes “activos por encima de cierto umbral” sin mostrar tu fecha de nacimiento exacta ni los detalles de tus activos.
• Juegos y votaciones: Demostrar que tus acciones o votos son legítimos on-chain manteniendo privados los detalles subyacentes.

¿Cómo se usan los ZK-SNARK en Ethereum Layer 2?

Las soluciones ZK Rollup de Ethereum emplean ZK-SNARK para comprimir la validez de miles de transacciones en una sola prueba breve, que se envía a la red principal para su verificación, reduciendo drásticamente la carga computacional y de almacenamiento en Ethereum.

Un rollup consiste en “ejecutar muchas transacciones fuera de la cadena, con verificación de la corrección en la cadena”. Redes como Polygon zkEVM y zkSync Era envían periódicamente actualizaciones de estado para lotes de transacciones junto con pruebas ZK-SNARK a la mainnet de Ethereum. El smart contract de la mainnet verifica estas pruebas de forma eficiente y confirma los resultados. Desde 2023, varias mainnets de layer 2 basadas en ZK han sido lanzadas; en 2024, el ecosistema ZK sigue creciendo con mejoras continuas en optimización y herramientas para desarrolladores.

¿En qué se diferencian los ZK-SNARK de los ZK-STARK?

Ambos son sistemas de pruebas de conocimiento cero, pero cada uno presenta sus propias ventajas y desventajas. Las pruebas ZK-SNARK son más cortas y se verifican más rápido, lo que reduce los costes de gas. Los ZK-STARK, en cambio, no requieren trusted setup, ofrecen mayor transparencia y resistencia cuántica, pero sus pruebas suelen ser más grandes.

En resumen: si la prioridad es el bajo coste de verificación on-chain y la disponibilidad de herramientas maduras, los proyectos suelen optar por ZK-SNARK. Si es más relevante evitar el trusted setup o considerar la seguridad cuántica a largo plazo, se prefieren los ZK-STARK. La elección óptima depende de factores como la complejidad del circuito, el ecosistema de desarrolladores y el estado de las auditorías.

¿Cuáles son los riesgos y limitaciones de los ZK-SNARK?

El principal riesgo radica en el proceso de “trusted setup”. El trusted setup es la generación inicial de parámetros públicos: si se conservan componentes secretos (a veces denominados “toxic waste”), podrían ser usados para falsificar pruebas. Los proyectos suelen mitigar este riesgo mediante ceremonias multipartitas, procesos open source y la destrucción de los elementos secretos tras su uso.

Otras limitaciones son: el diseño de circuitos complejo que requiere alta especialización de los desarrolladores; tiempos de cálculo y requisitos de hardware significativos para la generación de pruebas; posibles riesgos de seguridad si los circuitos o parámetros presentan fallos; y la privacidad no exime del cumplimiento normativo: las obligaciones legales deben cumplirse igualmente al gestionar activos y realizar comprobaciones de compliance.

Para los usuarios: interactúa solo con contratos y redes auditados y transparentes; diversifica el riesgo entre plataformas; y nunca comprometas todos tus fondos de una sola vez.

¿Cómo empezar con ZK-SNARK?

Paso 1: Comprende el concepto. Comienza con materiales introductorios sobre pruebas de conocimiento cero y ZK-SNARK, centrándote en su sucintez, velocidad y naturaleza no interactiva.

Paso 2: Prepara tu wallet y una pequeña cantidad de fondos. Instala un wallet de Ethereum reconocido y reserva algo de ETH para comisiones de la red de layer 2 y costes de bridge.

Paso 3: Elige una red de layer 2 que soporte ZK-SNARK. Por ejemplo, prueba Polygon zkEVM o zkSync Era; consulta la documentación oficial y los avisos de riesgo.

Paso 4: Realiza pequeñas transacciones. Haz bridge de una pequeña cantidad de fondos a layer 2, inicia una transferencia o interacción y monitoriza el estado del lote y el progreso de la prueba a través de block explorers o paneles oficiales.

Paso 5: Combina investigación y gestión de activos. En los mercados o secciones de noticias de Gate, busca proyectos relacionados con ZK (como monedas de privacidad o tokens de escalado), revisa los resúmenes de proyectos e informes de investigación, infórmate sobre la dirección técnica y auditorías, y gestiona el tamaño de tu posición y stop-losses en consecuencia.

Advertencia de riesgo: Realizar bridge de activos o interactuar con contratos nuevos implica riesgos financieros; comienza siempre con cantidades pequeñas, verifica las direcciones de contrato y enlaces oficiales, comprueba comisiones, tiempos de espera previstos y reglas de retirada antes de proceder.

Resumen de ZK-SNARK y próximos pasos

ZK-SNARK lleva la “corrección demostrable sin divulgación de datos” a la blockchain mediante pruebas extremadamente cortas y de verificación rápida, satisfaciendo necesidades de privacidad y escalabilidad. Comprender sus tres propiedades clave y el flujo de trabajo on-chain permite clarificar su papel en Zcash y Ethereum layer 2; conocer la diferencia con los ZK-STARK y los riesgos asociados al trusted setup ayuda a tomar decisiones técnicas y de inversión más seguras. Los próximos pasos incluyen consultar documentación open source, seguir guías para desarrolladores de redes layer 2, experimentar con pequeñas cantidades y mantenerse al día con las actualizaciones de investigación de Gate para profundizar en el ecosistema ZK.

FAQ

¿Cuál es el nombre completo en inglés de ZK-SNARK?

ZK-SNARK significa “Zero-Knowledge Succinct Non-Interactive Argument of Knowledge”. Este nombre resalta sus principales características: zero knowledge (sin divulgación de información), sucintez (pruebas compactas), no interactivo (sin múltiples rondas de comunicación) y argumento de conocimiento (demostrar que conoces un secreto). En términos sencillos, permite demostrar conocimiento sin revelar lo que sabes.

¿Cómo puedo experimentar aplicaciones ZK-SNARK en el ecosistema Ethereum?

Las soluciones de layer 2 de Ethereum como zkSync y StarkNet utilizan ampliamente la tecnología ZK-SNARK para transacciones más rápidas. Puedes hacer bridge de activos a estas plataformas para disfrutar de transacciones rápidas y con bajas comisiones. Se recomienda informarse primero sobre los proyectos relevantes en plataformas como Gate antes de utilizar wallets o aplicaciones oficiales para experimentar procesos de transacción ZK específicos.

¿Por qué algunos consideran que ZK-SNARK es menos adecuado que ZK-STARK para una adopción a gran escala?

Los ZK-SNARK requieren un trusted setup (participación multipartita en la generación de parámetros iniciales), lo que añade complejidad al despliegue y posibles riesgos. En cambio, los ZK-STARK no requieren trusted setup y ofrecen mayor transparencia. Sin embargo, los ZK-SNARK proporcionan pruebas más pequeñas y verificación más rápida; cada enfoque tiene sus propios compromisos según el caso de uso.

¿Qué desafíos fundamentales de blockchain aborda ZK-SNARK?

ZK-SNARK aborda principalmente la privacidad y la escalabilidad. En privacidad, permite demostrar la validez de transacciones sin exponer sus detalles. En escalabilidad, comprime múltiples transacciones en una sola prueba compacta, reduciendo significativamente el uso de datos on-chain. Esto permite que las blockchains gestionen más transacciones protegiendo la privacidad del usuario.

¿Qué conocimientos previos necesito para aprender sobre la tecnología ZK-SNARK?

Idealmente, conviene tener formación en criptografía y matemáticas (especialmente teoría de números y álgebra abstracta). Sin embargo, si solo buscas una visión práctica, basta con entender conceptos básicos de blockchain y tener algunas habilidades de programación. Lo mejor es empezar con una comprensión intuitiva de las “pruebas de conocimiento cero” antes de profundizar gradualmente en las bases matemáticas.