La tecnologia Blockchain ha rivoluzionato tutti gli ambiti della vita, consentendo transazioni sicure e trasparenti senza intermediari. Nonostante il suo impatto trasformativo, l’integrazione dei dati del mondo reale nei sistemi blockchain rimane una sfida persistente. Gli oracoli svolgono un ruolo di intermediario chiave in questo processo, collegando perfettamente la blockchain con fonti di dati esterne. Tuttavia, gli oracoli tradizionali spesso si affidano a terze parti fidate, sollevando preoccupazioni sull’affidabilità e sulla sicurezza.

Pertanto è emersa una nuova e promettente soluzione, vale a dire l’oracolo ZK. Sfrutta appieno la potenza di Zero-Knowledge Proofs (ZKP) per affrontare queste sfide. Questo approccio innovativo combina abilmente i vantaggi di ZKP e degli oracoli per garantire un livello più elevato di privacy dei dati nel campo blockchain.

Cos'è un oracolo?

Gli oracoli agiscono come fonti di informazioni esterne affidabili, fornendo informazioni da più database alla catena, inclusi prezzi dei token, attività di transazione, saldi dei portafogli, ecc. Gli Oracle forniscono un'interfaccia di programmazione dell'applicazione (API) che consente di eseguire calcoli in base a eventi e dati del mondo reale. In poche parole, gli oracoli raccolgono, interrogano, verificano e verificano i dati da più fonti e li passano ai contratti intelligenti.

Tuttavia, le reti Oracle tradizionali, come Chainlink o The Graph, spesso si basano su meccanismi di staking, che richiedono ai nodi di picchettare risorse per poter partecipare. Esistono limiti intrinseci a questo approccio, in particolare riguardo alla fiducia e alla suscettibilità alla manipolazione.

È qui che entrano in gioco gli oracoli ZK. Integrando in modo innovativo ZKP, si prevede che rivoluzionerà l'efficienza e la credibilità degli oracoli.

Allora, cos'è un oracolo ZK?

ZK Oracle, abbreviazione di oracolo a conoscenza zero, integra abilmente ZKP con contratti intelligenti per creare una soluzione flessibile on-chain/off-chain. Questo approccio innovativo migliora l’efficienza e la sicurezza degli oracoli nell’ecosistema blockchain, consentendo elaborazione e archiviazione off-chain a costi contenuti.

Per affrontare le sfide degli oracoli tradizionali, gli oracoli ZK forniscono diverse soluzioni:

1. Costruisci una rete autonoma.

2. Migliorare la sicurezza dello strato di base.

3. Adottare un modello di fiducia 1 su N per garantire che finché almeno un nodo funziona come previsto, le funzioni del sistema possono essere garantite.

4. Migliorare il decentramento.

5. Allocare in modo efficiente la potenza di calcolo per ridurre al minimo gli sprechi.

Il vantaggio significativo degli oracoli ZK è proteggere la privacy dei dati garantendo al tempo stesso l'integrità e l'autenticità delle informazioni trasmesse. A differenza degli oracoli tradizionali che trasmettono pubblicamente i dati alla blockchain, gli oracoli ZK apportano vantaggi unici fornendo prove dei dati senza esporre i dati stessi. Ciò lo rende particolarmente utile nei casi d’uso che richiedono un attento equilibrio tra trasparenza e privacy.

L'architettura dell'oracolo ZK

Secondo Gu e Nawab, l'architettura dell'oracolo ZK include i seguenti componenti unici:

1. Fonti dati: queste entità raccolgono o generano dati grezzi da varie fonti (come i dispositivi IoT) e fungono da punto di partenza per il processo informatico.

2. Prove fuori catena: queste entità ricevono dati grezzi dalla fonte dati ed eseguono calcoli. Utilizzando i calcoli zk-SNARK (prova di conoscenza succinta non interattiva a conoscenza zero), generano prove utilizzate per dimostrare i loro calcoli.

3. Consumatore: interagendo con la blockchain tramite contratti intelligenti, i consumatori inviano richieste di lettura e scrittura. Si affidano a dati e prove forniti da dimostratori off-chain per prendere decisioni informate.

4. Contratto intelligente: responsabile della verifica e del mantenimento del digest associato ai risultati del calcolo e ai dati della prova ZK. Il contratto intelligente garantisce l'integrità della prova ZK. Implementano anche una strategia di penalità se vengono trovate prove non valide.

Accelera la generazione di prove ZK con algoritmi avanzati di elaborazione batch

Gu e Nawab hanno proposto un algoritmo di batching progettato per accelerare la generazione di prove ZK, che utilizza tecniche di batching sia orizzontali che verticali. Il batch orizzontale combina più prove in un'unica prova, mentre il batch verticale combina calcoli simili in una prova unificata. Queste strategie migliorano significativamente l’efficienza della generazione di prove zk, con miglioramenti delle prestazioni fino a 550 volte rispetto ai metodi standard.

Aree di applicazione pratica

L'oracolo ZK ha dimostrato la sua versatilità in vari campi. Le applicazioni specifiche sono le seguenti:

1. Fonte di informazioni sui prezzi: nelle applicazioni DeFi, gli oracoli ZK semplificano il funzionamento delle fonti di informazioni sui prezzi, eliminando la necessità di aggiornamenti continui e costosi archivi sulla blockchain.

2. Fonte dati sicura: ZK Oracle fornisce un modo sicuro per ottenere fonti dati da parti che non collaborano. Ad esempio, gli utenti possono generare prove a conoscenza zero dei propri saldi bancari senza rivelare dettagli sensibili. Questo viene utilizzato come garanzia per ottenere prestiti nel settore della finanza decentralizzata, rafforzando la fiducia nelle transazioni finanziarie.

3. Sistema di voto riservato: gli oracoli ZK possono essere applicati a sistemi di voto riservati per ottenere risultati verificabili senza esporre i voti individuali.

4. Verifica dell'identità: nello scenario della verifica dell'identità, ZK Oracle fornisce un prezioso supporto per la verifica dell'identità. Autenticano gli utenti senza rivelare dettagli complessi dei loro record, garantendo un approccio incentrato sulla sicurezza e sulla privacy.

5. Sistema di catena di fornitura: ZK Oracle facilita la verifica dell'autenticità del prodotto senza divulgare informazioni proprietarie. Questa applicazione garantisce fiducia e trasparenza nei processi della catena di fornitura.

Panoramica del progetto per costruire ZK Oracle

Iper Oracolo

Hyper Oracle si concentra sulla costruzione di un'esclusiva rete Oracle ZK per la blockchain di Ethereum. Il sistema estrae in modo efficiente i dati da ciascun blocco Ethereum, utilizza zkPoS per il recupero e utilizza zkGraph programmabili basati su zkWASM per l'elaborazione dei dati. L'approccio adottato garantisce un calcolo off-chain sicuro e con fiducia ridotta al minimo attraverso la tecnologia ZK. Questo approccio innovativo non solo crea la possibilità di estendere i contratti intelligenti di Ethereum, ma dà loro anche la capacità di gestire compiti complessi come l'automazione e l'apprendimento automatico.

Protocollo Mina

(0)1Labs, in qualità di partner dell'ecosistema del protocollo Mina, sta costruendo attivamente un oracolo ZK. Ciò che rende unico l'oracolo ZK di Mina è il suo esclusivo modello di esecuzione in due fasi, coordinato da zkApps. I passaggi iniziali prevedono la verifica fuori catena, la conferma dell'esistenza di informazioni specifiche e calcoli completati. Questa verifica fuori catena consente di eseguire calcoli localizzati su singole macchine.

Prendiamo ad esempio le fonti di informazioni sui prezzi: gli utenti possono interrogare in modo flessibile più API affidabili, calcolare i prezzi medi ed eseguire complesse operazioni fuori catena. Attraverso l’oracolo ZK gli utenti possono interrogare i prezzi senza incorrere in commissioni fino al raggiungimento del risultato desiderato. Solo dopo aver raggiunto i risultati desiderati, avviene l'esecuzione on-chain, consentendo una progettazione dell'architettura più snella ed economica. Questo esclusivo modello di esecuzione in due fasi è esclusivo di ZK Oracle su Mina e fornisce un metodo potente per un'interazione sicura ed efficiente con i dati fuori catena.

Fondazione zero

Nell’agosto 2023, Lido Finance, pioniere nel campo dello staking di liquidità, ha annunciato un piano importante. La società ha rivelato che utilizzerà il Lido Grant per finanziare la Nil Foundation, una società di ricerca e sviluppo di Ethereum, per sviluppare gli oracoli ZK. L'obiettivo esplicito di questa collaborazione strategica è quello di stabilire controlli di integrità che riducano al minimo la fiducia sui resoconti contabili di Lido Finance, rafforzando in definitiva la liquidità di Lido Finance. In particolare, le prove dei calcoli dell'oracolo ZK saranno firmate direttamente dalla Ethereum Virtual Machine (EVM) utilizzando Proof Market, un'interfaccia gateway lanciata di recente che garantisce una componibilità computazionale dimostrabile per tutte le applicazioni EVM, segnando progressi significativi in ​​questo campo.

Le prospettive future degli oracoli ZK

Mentre gli oracoli ZK lasciano il segno nel mondo degli oracoli, ci sono ancora alcune sfide che devono essere affrontate. Le complessità coinvolte tra sorgenti, nodi e utenti nel protocollo di handshake a tre vie richiedono ulteriori ricerche e sviluppo per ottimizzare il sistema. Alcuni team, come Mina, stanno lavorando attivamente per affrontare queste sfide, ma ci vorrà tempo.

Con i suoi vantaggi unici e l'ampia gamma di scenari applicativi, gli oracoli ZK sono in prima linea nel rivoluzionare il sistema blockchain. Hanno il potenziale per supportare applicazioni trustless e decentralizzate che si basano su dati off-chain accurati e verificabili, segnando un importante passo avanti nel campo della tecnologia blockchain. Il percorso di sviluppo dell'oracolo ZK non rappresenta solo l'innovazione, ma ridefinisce anche il modo in cui comprendiamo e interagiamo con il sistema blockchain.