Oráculos ZK: Desbloqueando uma nova referência para segurança blockchain

A tecnologia Blockchain revolucionou todas as esferas da vida, permitindo transações seguras e transparentes sem intermediários. Apesar de suas implicações transformadoras, a integração de dados do mundo real em sistemas blockchain continua sendo um desafio duradouro. Os oráculos desempenham um papel intermediário fundamental nesse processo, conectando perfeitamente o blockchain com fontes de dados externas. No entanto, os oráculos tradicionais muitas vezes dependem de terceiros confiáveis, levantando preocupações sobre confiabilidade e segurança.

Como resultado, surgiu uma nova e promissora solução, o oráculo ZK. Ele aproveita o poder das provas de conhecimento zero (ZKPs) para enfrentar esses desafios. Esta abordagem inovadora combina de forma inteligente os pontos fortes do ZKP e dos oráculos para garantir um nível mais elevado de privacidade de dados no espaço blockchain.

O que é um oráculo?

O oráculo atua como um provedor de informações sobre como confiar em fontes externas, fornecendo à cadeia informações de vários bancos de dados, incluindo preços de tokens, atividade de transações, saldos de carteiras e muito mais. Os Oracles fornecem interfaces de programação de aplicativos (APIs) que permitem que cálculos sejam executados com base em eventos e dados do mundo real. Simplificando, os oráculos coletam, consultam, verificam e validam dados de várias fontes e os passam para contratos inteligentes.

No entanto, as redes oracle tradicionais, como Chainlink ou The Graph, geralmente dependem de mecanismos de staking que exigem que os nós estabeleçam ativos para participar. Existem limitações inerentes a esta abordagem, especialmente em termos de confiança e vulnerabilidade à manipulação.

É aqui que os oráculos ZK entram em jogo e, ao inovar o ZKP, promete revolucionar a eficiência e a confiabilidade dos oráculos.

Então, o que é um oráculo ZK?

Os oráculos ZK, abreviação de oráculos de conhecimento zero, integram inteligentemente o ZKP com contratos inteligentes para criar uma solução on-chain/off-chain flexível. Essa abordagem inovadora melhora a eficiência e a segurança dos oráculos no ecossistema blockchain, permitindo computação e armazenamento off-chain com boa relação custo-benefício.

Para enfrentar os desafios dos oráculos tradicionais, os oráculos ZK fornecem várias soluções:

1. Estabelecer uma rede autónoma.

2. Melhorar a segurança da camada de base.

3. Adote um modelo de confiança 1-of-N para garantir que, desde que pelo menos um nó tenha o desempenho esperado, a função do sistema possa ser garantida.

4. Reforçar a descentralização.

5. Alocação eficiente de poder de computação projetado para minimizar o desperdício.

A vantagem significativa dos oráculos ZK é que eles protegem a privacidade dos dados, garantindo a integridade e autenticidade das informações transmitidas. Ao contrário dos oráculos tradicionais, que transmitem dados para o blockchain publicamente, os oráculos ZK lhes dão uma vantagem única, fornecendo evidências dos dados sem expor os dados em si. Isto torna-o particularmente bom em casos de utilização em que é necessário um equilíbrio cuidadoso entre transparência e privacidade.

Arquitetura Oracle ZK

Imagem cortesia de Gu e Nawab

De acordo com Gu e Nawab, a arquitetura de um oráculo ZK inclui os seguintes componentes exclusivos:

1. Fontes de dados: Essas entidades coletam ou geram dados brutos de uma variedade de fontes, como dispositivos IoT, que atuam como ponto de partida para o processo computacional.

2. Provadores off-chain: essas entidades recebem dados brutos da fonte de dados e realizam cálculos. Usando cálculos zk-SNARKs (zero-knowledge concise non-interactive knowledge proofs), eles geram evidências que são usadas para provar sua computação.

3. Consumidor: Interagindo com o blockchain através de um contrato inteligente, o consumidor envia solicitações de leitura e escrita. Baseiam-se nos dados e provas fornecidos por provadores fora da cadeia para tomar decisões informadas.

4. Smart Contracts: Responsável por verificar e manter os resumos associados aos resultados do cálculo e dados de prova ZK, o contrato inteligente garante a integridade das provas ZK. Eles também aplicam uma política de penalidade se o atestado inválido for encontrado.

Acelere a geração de provas ZK com algoritmos de lote avançados

Gu e Nawab propuseram um algoritmo de lote projetado para acelerar a geração de provas ZK, que usa técnicas de processamento em lote horizontal e vertical. O lote horizontal combina várias provas em uma única prova, enquanto o lote vertical combina cálculos semelhantes em uma única prova unificada. Essas estratégias melhoram significativamente a eficiência da geração à prova de zk, com melhorias de desempenho de até 550x em comparação com os métodos padrão.

Áreas práticas de aplicação

Os oráculos ZK demonstraram sua versatilidade em uma variedade de aplicações, incluindo:

1. Feeds de preços: Em aplicativos DeFi, os oráculos ZK simplificam a operação de feeds de preços, eliminando a necessidade de atualizações contínuas e armazenamento caro no blockchain.

2. Fontes de dados seguras: os oráculos ZK fornecem uma maneira segura de obter fontes de dados de não parceiros. Por exemplo, os usuários podem gerar provas de conhecimento zero de seus saldos bancários sem revelar detalhes confidenciais. Este é usado como garantia para obter empréstimos no setor financeiro descentralizado, aumentando a confiança nas transações financeiras.

3. Sistema de votação confidencial: os oráculos ZK podem ser aplicados a sistemas de votação confidenciais para alcançar resultados verificáveis sem expor votos individuais.

4. Autenticação: Em cenários de autenticação, os oráculos ZK fornecem suporte valioso para autenticação. Eles verificam as identidades dos usuários sem revelar detalhes complexos em seus registros, garantindo uma abordagem focada na segurança e na privacidade.

5. Sistema da cadeia de suprimentos: os oráculos ZK facilitam a verificação da autenticidade do produto sem revelar informações proprietárias. Esta aplicação garante confiança e transparência no processo da cadeia de abastecimento.

Visão geral do projeto Building ZK Oracle

Hiper Oracle

A Hyper Oracle está focada na construção de sua própria rede oráculo ZK para o blockchain Ethereum. O sistema extrai dados de forma eficiente de cada bloco Ethereum, usa zkPoS para recuperação e aproveita zkGraphs programáveis alimentados por zkWASM para processamento de dados. A abordagem adotada garante computação off-chain segura e minimizada pela confiança por meio da tecnologia ZK. Esta abordagem inovadora não só cria a possibilidade de escalar contratos inteligentes Ethereum, mas também lhe dá a capacidade de lidar com tarefas complexas, como automação e aprendizado de máquina.

** **

Imagem cortesia de Hyper Oracle

Em janeiro de 2023, a Hyper Oracle concluiu com sucesso uma rodada de financiamento totalizando US$ 3 milhões, coliderada pelo fundo de incubação Dao5 da Sequoia China e outras instituições bem conhecidas e investidores-anjo. O financiamento incidirá em mais investigação e desenvolvimento de oráculos ZK, bem como na infraestrutura de cadeias de blocos.

Protocolo Mina

(0) A 1Labs, como parceira do ecossistema do Protocolo Mina, está construindo ativamente um oráculo ZK. O oráculo ZK de Mina é único por ter um modelo de execução único em duas etapas, coordenado pela zkApps. A etapa inicial envolve a verificação off-chain, confirmando a existência de informações específicas e cálculos concluídos. Esta verificação off-chain torna possível realizar cálculos localizados em máquinas individuais.

Tome os feeds de preços como exemplo: os usuários têm a flexibilidade de consultar várias APIs confiáveis, calcular preços médios e executar operações off-chain complexas. Com os oráculos ZK, os usuários podem consultar preços sem incorrer em taxas até que o resultado desejado seja alcançado. A execução on-chain é realizada somente após a obtenção dos resultados desejados, resultando em um projeto arquitetônico mais simplificado e econômico. Este modelo de execução exclusivo em duas etapas, exclusivo dos oráculos ZK no Mina, fornece uma maneira poderosa de interagir com dados off-chain de forma segura e eficiente.

Fundação Nil

Em agosto de 2023, a Lido Finance, pioneira no espaço de staking líquida, anunciou uma grande iniciativa. A empresa revelou que usará o Lido Grant para financiar a Nil Foundation, uma empresa de pesquisa e desenvolvimento Ethereum, para desenvolver o oráculo ZK. O objetivo expresso desta parceria estratégica é estabelecer uma verificação de solidez minimizada para os relatórios contábeis da Lido Finance, em última análise, aumentando a liquidez da Lido Finance. Notavelmente, as provas de computação oráculo ZK serão assinadas diretamente da Máquina Virtual Ethereum (EVM) usando o Proof Market, uma interface de gateway recentemente introduzida que garante compatibilidade comprovadamente composable para todas as aplicações EVM, marcando um avanço significativo no campo.

As perspetivas futuras dos oráculos ZK

À medida que os oráculos ZK surgem no espaço oráculo, ainda existem alguns desafios que precisam ser enfrentados. A complexidade envolvida em um protocolo de handshake de três vias entre fontes, nós e usuários requer mais pesquisa e desenvolvimento para otimizar o sistema. Algumas equipes, como a Mina, estão trabalhando ativamente para enfrentar esses desafios, mas levará tempo.

Com vantagens únicas e uma ampla gama de cenários de aplicação, os oráculos ZK estão na vanguarda da revolução dos sistemas blockchain. Eles têm o potencial de suportar aplicativos descentralizados e sem confiança, confiando em dados off-chain precisos e verificáveis, marcando um grande salto em frente no espaço da tecnologia blockchain. O desenvolvimento de oráculos ZK não é apenas sobre inovação, mas também sobre redefinir a maneira como reconhecemos e interagimos com sistemas blockchain.