Oráculos ZK: Desbloqueando un nuevo punto de referencia para la seguridad de la cadena de bloques

La tecnología blockchain ha revolucionado todos los ámbitos de la vida, permitiendo transacciones seguras y transparentes sin intermediarios. A pesar de sus implicaciones transformadoras, la integración de datos del mundo real en los sistemas blockchain sigue siendo un desafío duradero. Los oráculos desempeñan un papel intermediario clave en este proceso, conectando a la perfección la cadena de bloques con fuentes de datos externas. Sin embargo, los oráculos tradicionales a menudo dependen de terceros de confianza, lo que genera preocupaciones sobre la confiabilidad y la seguridad.

Como resultado, ha surgido una nueva y prometedora solución, el oráculo ZK. Aprovecha el poder de las pruebas de conocimiento cero (ZKP) para hacer frente a estos desafíos. Este enfoque innovador combina inteligentemente las fortalezas de ZKP y los oráculos para garantizar un mayor nivel de privacidad de datos en el espacio blockchain.

¿Qué es un oráculo?

El oráculo actúa como proveedor de información sobre la confianza en fuentes externas, proporcionando a la cadena información de múltiples bases de datos, incluidos los precios de los tokens, la actividad de las transacciones, los saldos de los monederos y mucho más. Los oráculos proporcionan interfaces de programación de aplicaciones (API) que permiten realizar cálculos basados en eventos y datos del mundo real. En pocas palabras, los oráculos recopilan, consultan, verifican y validan datos de múltiples fuentes y los pasan a contratos inteligentes.

Sin embargo, las redes de oráculos tradicionales, como Chainlink o The Graph, a menudo se basan en mecanismos de participación que requieren que los nodos apuesten activos para participar. Este enfoque tiene limitaciones inherentes, especialmente en términos de confianza y vulnerabilidad a la manipulación.

Aquí es donde entran en juego los oráculos ZK, y al innovar ZKP, promete revolucionar la eficiencia y la confiabilidad de los oráculos.

Entonces, ¿qué es un oráculo ZK?

Los oráculos ZK, abreviatura de oráculos de conocimiento cero, integran inteligentemente ZKP con contratos inteligentes para crear una solución flexible dentro y fuera de la cadena. Este enfoque innovador mejora la eficiencia y la seguridad de los oráculos en el ecosistema blockchain, lo que permite un cálculo y almacenamiento rentables fuera de la cadena.

Para hacer frente a los desafíos de los oráculos tradicionales, los oráculos ZK ofrecen varias soluciones:

1. Establecer una red autónoma.

2. Mejorar la seguridad de la capa base.

3. Adopte un modelo de confianza 1 de N para garantizar que, siempre que al menos un nodo funcione como se espera, se pueda garantizar el funcionamiento del sistema.

4. Mejorar la descentralización.

5. Asignación eficiente de la potencia de cómputo diseñada para minimizar el desperdicio.

La ventaja significativa de los oráculos ZK es que protegen la privacidad de los datos al tiempo que garantizan la integridad y autenticidad de la información transmitida. A diferencia de los oráculos tradicionales, que transmiten datos a la cadena de bloques públicamente, los oráculos ZK les dan una ventaja única al proporcionar evidencia de los datos sin exponer los datos en sí. Esto lo hace especialmente bueno en casos de uso en los que se requiere un cuidadoso equilibrio entre transparencia y privacidad.

Arquitectura ZK Oracle

Imagen cortesía de Gu y Nawab

Según Gu y Nawab, la arquitectura de un oráculo ZK incluye los siguientes componentes únicos:

1. Fuentes de datos: Estas entidades recopilan o generan datos sin procesar de una variedad de fuentes, como dispositivos IoT, que actúan como punto de partida para el proceso computacional.

2. Probadores fuera de la cadena: Estas entidades reciben datos sin procesar de la fuente de datos y realizan cálculos. Mediante el uso de cálculos zk-SNARK (pruebas de conocimiento no interactivas concisas de conocimiento cero), generan evidencia que se utiliza para probar su cálculo.

3. Consumidor: Al interactuar con la cadena de bloques a través de un contrato inteligente, el consumidor envía solicitudes de lectura y escritura. Se basan en los datos y las pruebas proporcionadas por los probadores fuera de la cadena para tomar decisiones informadas.

4. Contratos inteligentes: Responsable de verificar y mantener los resúmenes asociados con los resultados del cálculo y los datos de prueba de ZK, el contrato inteligente garantiza la integridad de las pruebas de ZK. También aplican una política de penalización si se encuentra una certificación no válida.

Acelere la generación de pruebas de ZK con algoritmos avanzados por lotes

Gu y Nawab propusieron un algoritmo por lotes diseñado para acelerar la generación de pruebas de ZK, que utiliza técnicas de procesamiento por lotes horizontales y verticales. El procesamiento por lotes horizontal combina varias pruebas en una sola prueba, mientras que el procesamiento por lotes vertical combina cálculos similares en una sola prueba unificada. Estas estrategias mejoran significativamente la eficiencia de la generación a prueba de zk, con mejoras de rendimiento de hasta 550 veces en comparación con los métodos estándar.

Ámbitos prácticos de aplicación

Los oráculos ZK han demostrado su versatilidad en una variedad de aplicaciones, que incluyen:

1. Fuentes de precios: En las aplicaciones DeFi, los oráculos ZK simplifican el funcionamiento de las fuentes de precios, eliminando la necesidad de actualizaciones continuas y un costoso almacenamiento en la cadena de bloques.

2. Fuentes de datos seguras: Los oráculos de ZK proporcionan una forma segura de obtener fuentes de datos de personas que no son socios. Por ejemplo, los usuarios pueden generar pruebas de conocimiento cero de sus saldos bancarios sin revelar detalles confidenciales. Esto se utiliza como garantía para obtener préstamos en el sector de las finanzas descentralizadas, lo que aumenta la confianza en las transacciones financieras.

3. Sistema de votación confidencial: Los oráculos de ZK se pueden aplicar a los sistemas de votación confidencial para lograr resultados verificables sin exponer votos individuales.

4. Autenticación: En escenarios de autenticación, los oráculos ZK proporcionan un valioso soporte para la autenticación. Verifican las identidades de los usuarios sin revelar detalles complejos en sus registros, lo que garantiza un enfoque centrado en la seguridad y la privacidad.

5. Sistema de cadena de suministro: Los oráculos ZK facilitan la verificación de la autenticidad del producto sin revelar información patentada. Esta aplicación garantiza la confianza y la transparencia en el proceso de la cadena de suministro.

Descripción general del proyecto Building ZK Oracle

Hiperoráculo

Hyper Oracle se centra en la construcción de su propia red de oráculos ZK para la cadena de bloques Ethereum. El sistema extrae datos de manera eficiente de cada bloque de Ethereum, utiliza zkPoS para la recuperación y aprovecha los zkGraphs programables impulsados por zkWASM para el procesamiento de datos. El enfoque adoptado garantiza una computación fuera de la cadena segura y con una confianza minimizada a través de la tecnología ZK. Este enfoque innovador no solo crea la posibilidad de escalar los contratos inteligentes de Ethereum, sino que también le da la capacidad de manejar tareas complejas como la automatización y el aprendizaje automático.

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Imagen cortesía de Hyper Oracle

En enero de 2023, Hyper Oracle completó con éxito una ronda de financiación por un total de 3 millones de dólares, codirigida por el fondo de incubación Dao5 de Sequoia China y otras instituciones conocidas e inversores ángeles. La financiación se centrará en una mayor investigación y desarrollo de los oráculos ZK, así como en la infraestructura de blockchain.

Protocolo de Mina

(0) 1Labs, como socio del ecosistema de Mina Protocol, está construyendo activamente un oráculo ZK. El oráculo ZK de Mina es único en el sentido de que tiene un modelo de ejecución único de dos pasos, coordinado por zkApps. El paso inicial consiste en la verificación fuera de la cadena, confirmando la existencia de información específica y cálculos completados. Esta verificación fuera de la cadena permite realizar cálculos localizados en máquinas individuales.

Tomemos como ejemplo las fuentes de precios: los usuarios tienen la flexibilidad de consultar múltiples API de confianza, calcular precios medios y realizar operaciones complejas fuera de la cadena. Con los oráculos ZK, los usuarios pueden consultar los precios sin incurrir en tarifas hasta que se logre el resultado deseado. La ejecución en cadena se lleva a cabo solo después de que se obtienen los resultados deseados, lo que resulta en un diseño arquitectónico más simplificado y rentable. Este modelo único de ejecución de dos pasos, exclusivo de los oráculos ZK en Mina, proporciona una forma poderosa de interactuar de manera segura y eficiente con datos fuera de la cadena.

Fundación Nil

En agosto de 2023, Lido Finance, pionera en el espacio del staking líquido, anunció una importante iniciativa. La compañía reveló que utilizará la beca Lido para financiar a la Fundación Nil, una empresa de investigación y desarrollo de Ethereum, para desarrollar el oráculo ZK. El objetivo expreso de esta asociación estratégica es establecer un control de solidez minimizado de la confianza para los informes contables de Lido Finance, mejorando en última instancia la liquidez de Lido Finance. En particular, las pruebas del cálculo del oráculo ZK se firmarán directamente desde la máquina virtual de Ethereum (EVM) utilizando Proof Market, una interfaz de puerta de enlace recientemente introducida que garantiza la componibilidad demostrable para todas las aplicaciones de EVM, lo que marca un importante paso adelante en el campo.

Las perspectivas futuras de los oráculos ZK

A medida que los oráculos ZK surgen en el espacio de los oráculos, todavía hay algunos desafíos que deben abordarse. La complejidad que implica un protocolo de protocolo de enlace de tres vías entre fuentes, nodos y usuarios requiere más investigación y desarrollo para optimizar el sistema. Algunos equipos, como Mina, están trabajando activamente para abordar estos desafíos, pero llevará tiempo.

Con ventajas únicas y una amplia gama de escenarios de aplicación, los oráculos ZK están a la vanguardia de la revolución de los sistemas blockchain. Tienen el potencial de admitir aplicaciones descentralizadas y sin confianza, basándose en datos precisos y verificables fuera de la cadena, lo que marca un gran salto adelante en el espacio de la tecnología blockchain. El desarrollo de los oráculos ZK no se trata solo de innovación, sino también de redefinir la forma en que reconocemos e interactuamos con los sistemas blockchain.