zk SNARK

O que é ZK-SNARK?

ZK-SNARK é um tipo de prova de conhecimento zero que permite comprovar a correção de um cálculo sem revelar qualquer detalhe sobre o input em si. Destaca-se por provas sucintas, verificação rápida e não exigir múltiplas rondas de interação.

Pode imaginar uma prova de conhecimento zero como “provar que conhece a combinação de um cofre sem nunca divulgar o código.” Os ZK-SNARK tornam este conceito prático: os utilizadores geram uma prova compacta offline e a blockchain pode verificar a validade do resultado com um esforço computacional mínimo. Isto é extremamente valioso para proteger a privacidade e aumentar a capacidade da blockchain.

Como funcionam os ZK-SNARK?

O princípio fundamental dos ZK-SNARK é transformar um cálculo a ser verificado num conjunto de regras verificáveis e, através de métodos matemáticos, gerar uma prova muito curta. O verificador, recorrendo a parâmetros públicos, pode rapidamente confirmar a validade.

• “Sucinto” significa que a prova é extremamente pequena e requer um esforço computacional mínimo para ser verificada.
• “Não interativo” significa que não há comunicação bidirecional; a prova é submetida uma única vez.
• “Argumento de conhecimento” significa que o provador tem realmente de possuir o segredo (por exemplo, um input privado) para gerar uma prova válida.

Existem várias implementações práticas (como Groth16 ou PLONK), que representam diferentes abordagens para construir estas provas. Todas seguem os princípios acima, mas variam em desempenho e aplicabilidade.

Como são utilizados os ZK-SNARK nas blockchains?

O funcionamento on-chain envolve normalmente duas partes: o provador, que gera a prova, e o verificador (geralmente um smart contract), que valida a sua correção.

O processo geral é:

• O provador modela o cálculo a verificar como um “circuito”, semelhante à criação de uma checklist de regras a validar.
• O provador gera a prova offline e submete-a, juntamente com a informação pública necessária, à blockchain.
• O contrato usa uma chave de verificação previamente publicada para validar a prova. Se for aprovada, atualiza o estado ou executa uma transação.

Como a verificação é extremamente eficiente, apenas é necessário um pequeno valor de gas para validação on-chain. Isto torna os ZK-SNARK ideais para comprimir grandes volumes de cálculos off-chain numa única prova curta, aliviando a mainnet.

Quais são as principais utilizações dos ZK-SNARK?

Os ZK-SNARK são utilizados sobretudo para preservação da privacidade e escalabilidade. Permitem manter ocultos montantes de transações, relações de contas ou detalhes de identidade, continuando a provar que “as contas batem certo.”

Exemplos principais incluem:

• Transações privadas em Zcash: Desde 2016, a Zcash utiliza ZK-SNARK para permitir transações em que montantes e endereços estão ocultos, mas os saldos e a validade podem ser verificados publicamente.
• Compliance e provas: Por exemplo, provar que se tem “mais de 18 anos” ou “ativos acima de determinado limiar” sem revelar a data de nascimento exata ou detalhes dos ativos.
• Jogos e votação: Provar que as suas ações ou votos on-chain são legítimos, mantendo privados os detalhes subjacentes.

Como são utilizados os ZK-SNARK na Layer 2 do Ethereum?

As soluções ZK Rollup do Ethereum usam ZK-SNARK para comprimir a validade de milhares de transações numa única prova curta, que é submetida à mainnet para verificação—reduzindo drasticamente as exigências computacionais e de armazenamento no Ethereum.

Um rollup pode ser entendido como “executar muitas transações off-chain, com verificação on-chain da sua correção.” Redes como Polygon zkEVM e zkSync Era submetem periodicamente atualizações de estado de lotes de transações, juntamente com provas ZK-SNARK, à mainnet do Ethereum. O smart contract na mainnet verifica rapidamente estas provas e confirma os resultados. Desde 2023, várias mainnet de layer 2 baseadas em ZK foram lançadas; em 2024, o ecossistema ZK continua a expandir-se com otimizações contínuas e melhorias nas ferramentas para programadores.

Em que diferem os ZK-SNARK dos ZK-STARK?

Ambos são sistemas de provas de conhecimento zero, mas cada um tem os seus próprios compromissos. As provas ZK-SNARK são mais curtas e verificam-se mais rapidamente, resultando em custos de gas mais baixos. Os ZK-STARK, por outro lado, não requerem trusted setup, oferecendo maior transparência e resistência a computadores quânticos—mas as suas provas são geralmente maiores.

Em resumo: Se a prioridade for um custo de verificação on-chain reduzido e ferramentas maduras, os projetos optam frequentemente por ZK-SNARK. Se evitar trusted setup ou considerar a segurança quântica a longo prazo for mais relevante, os ZK-STARK são preferidos. A escolha depende de fatores como a complexidade do circuito, o ecossistema de desenvolvimento e o estado das auditorias.

Quais são os riscos e limitações dos ZK-SNARK?

O principal risco está no processo de “trusted setup”. Trusted setup refere-se à geração inicial dos parâmetros públicos—se componentes secretos (por vezes chamados “toxic waste”) forem mantidos, podem ser usados para forjar provas. Os projetos mitigam este risco através de cerimónias multi-partes, processos open-source e destruição dos elementos secretos após o processo.

Outras limitações incluem: design de circuitos complexo, que exige elevada especialização dos programadores; tempo de cálculo significativo e requisitos de hardware para gerar provas; potenciais riscos de segurança se os circuitos ou parâmetros estiverem incorretos; e a privacidade não isenta os projetos do cumprimento regulatório—obrigações legais continuam a aplicar-se quando se lida com ativos e verificações de compliance.

Para utilizadores comuns: interaja apenas com contratos e redes auditados e transparentes; diversifique o risco entre plataformas; e nunca coloque todos os fundos de uma só vez.

Como começar com ZK-SNARK?

Passo 1: Compreenda o conceito. Comece com materiais introdutórios sobre provas de conhecimento zero e ZK-SNARK, focando-se na sua sucintez, rapidez e natureza não interativa.

Passo 2: Prepare a sua wallet e uma pequena quantia de fundos. Instale uma wallet Ethereum popular e reserve algum ETH para taxas de rede layer 2 e custos de bridge.

Passo 3: Escolha uma rede layer 2 compatível com ZK-SNARK. Por exemplo, experimente Polygon zkEVM ou zkSync Era; consulte a documentação oficial e as divulgações de risco.

Passo 4: Realize pequenas transações. Transfira uma pequena quantia de fundos para layer 2, inicie uma transferência ou interação e acompanhe o estado dos lotes e progresso das provas através de block explorers ou dashboards oficiais.

Passo 5: Combine investigação com gestão de ativos. Nos mercados ou secções de notícias da Gate, procure projetos relacionados com ZK (como privacy coins ou tokens de escalabilidade), leia resumos de projetos e relatórios de investigação, informe-se sobre direção técnica e auditorias, e ajuste o tamanho das suas posições e stop-losses em conformidade.

Aviso de risco: Realizar bridge de ativos ou interagir com novos contratos envolve riscos financeiros; comece sempre com montantes reduzidos, verifique endereços de contratos e links oficiais, confirme taxas, tempos de espera previstos e regras de levantamento antes de avançar.

Resumo dos ZK-SNARK & Próximos Passos

Os ZK-SNARK trazem “correção comprovável sem divulgação de dados” para on-chain, através de provas extremamente curtas e de verificação rápida—respondendo tanto à necessidade de privacidade como de escalabilidade. Compreender as suas três propriedades essenciais e o fluxo de trabalho on-chain clarifica o seu papel em Zcash e na layer 2 do Ethereum; conhecer a comparação com ZK-STARK e os riscos do trusted setup permite decisões técnicas e de investimento mais seguras. Os próximos passos incluem ler documentação open-source, seguir guias para programadores de redes layer 2, realizar experiências práticas com pequenos montantes e acompanhar as atualizações de investigação da Gate para aprofundar o conhecimento do ecossistema ZK em evolução.

FAQ

Qual é o nome completo em inglês de ZK-SNARK?

ZK-SNARK significa “Zero-Knowledge Succinct Non-Interactive Argument of Knowledge.” Este nome destaca as suas principais características: zero knowledge (não divulgação de informação), sucintez (provas compactas), não interatividade (sem múltiplas rondas de comunicação) e argumento de conhecimento (provar que se conhece um segredo). Em termos simples, permite provar conhecimento sem revelar o que se sabe.

Como posso experimentar aplicações ZK-SNARK no ecossistema Ethereum?

As soluções de layer 2 do Ethereum, como zkSync e StarkNet, utilizam amplamente ZK-SNARK para transações mais rápidas. Pode transferir ativos para estas plataformas para beneficiar de transações rápidas e com baixas comissões. Recomenda-se, antes de utilizar wallets ou aplicações oficiais, conhecer os projetos relevantes através de plataformas como a Gate, para depois experimentar processos específicos de transações ZK.

Porque é que alguns dizem que ZK-SNARK pode ser menos adequado do que ZK-STARK para adoção em larga escala?

Os ZK-SNARK requerem trusted setup (participação multi-parte na geração dos parâmetros iniciais), o que acrescenta complexidade ao deployment e risco potencial. Em contraste, os ZK-STARK não requerem trusted setup e oferecem maior transparência. Contudo, os ZK-SNARK proporcionam provas mais pequenas e verificação mais rápida—cada abordagem tem vantagens e desvantagens consoante o cenário.

Quais são os principais desafios blockchain que o ZK-SNARK resolve?

O ZK-SNARK responde sobretudo a questões de privacidade e escalabilidade. Em privacidade, permite provar a validade de transações sem expor detalhes das mesmas. Em escalabilidade, comprime múltiplas transações numa única prova compacta—reduzindo significativamente o volume de dados on-chain. Isto permite que as blockchains processem mais transações, protegendo a privacidade dos utilizadores.

Que conhecimentos prévios são necessários para aprender sobre a tecnologia ZK-SNARK?

Idealmente, deverá ter alguma base em criptografia e matemática (especialmente teoria dos números e álgebra abstrata). No entanto, para uma perspetiva prática, basta compreender conceitos básicos de blockchain e possuir algumas competências de programação. O ideal é começar por uma compreensão intuitiva das “provas de conhecimento zero” antes de explorar gradualmente os fundamentos matemáticos.