Prova a conoscenza zero – ZKP (prova a conoscenza zero) sta cambiando il modo in cui proteggiamo i dati su blockchain, fornendo maggiore sicurezza e privacy.

Zero-Knowledge Proof (ZKP) è un concetto importante nella crittografia moderna. Gli ZKP consentono a una parte (il dimostratore) di dimostrare che un'affermazione è vera a un'altra parte (il verificatore) senza rivelare alcuna informazione diversa dalla verità dell'affermazione. Questo principio rappresenta un importante passo avanti nella protezione delle informazioni personali e delle transazioni sulla blockchain.

I principi ZKP comprendono tre elementi principali: completezza, correttezza e non divulgazione. La completezza garantisce che, se l'affermazione è vera, il verificatore accetterà sempre la prova. La correttezza garantisce che, se l'affermazione è falsa, il verificatore non sarà convinto da alcuna prova. Infine, la non divulgazione garantisce che il verificatore non apprenda altro che la correttezza della dichiarazione.

Tipi ZKP

Esistono due tipi principali di ZKP: prova interattiva e prova non interattiva. Le prove interattive richiedono scambi multipli tra il dimostratore e il verificatore, mentre le prove non interattive non richiedono l'interazione dopo che la prova è stata generata.

Le dimostrazioni interattive richiedono una serie di scambi avanti e indietro tra il dimostratore e il verificatore. Durante questo processo, il verificatore lancia sfide a cui il dimostratore deve rispondere. Se il sperimentatore riesce ad affrontare correttamente tutte le sfide, il verificatore crederà che l'affermazione sia vera senza rivelare ulteriori informazioni.

Ad esempio, immagina di dover dimostrare di conoscere la password di una cassaforte senza rivelarla. Chiederai al verificatore di sottoporti a sfide casuali relative all'apertura della cassaforte ed eseguirai i passaggi di prova senza mai rivelare la password. Tuttavia, queste prove interattive vengono utilizzate raramente nei sistemi blockchain perché sono inefficienti e richiedono che due parti siano online contemporaneamente.

zk-SNARK (Succinct Non-Interactive Arguments of Knowledge) è un tipo di ZKP non interattivo. zk-SNARKs ti consente di dimostrare che possiedi determinate informazioni senza rivelare dettagli su tali informazioni. Sulla blockchain di Ethereum, gli zk-SNARK sono utili per i contratti intelligenti che proteggono la privacy. zk-SNARK viene utilizzato anche da ZCash per verificare transazioni anonime, garantendo che nessuna informazione sul mittente, sul destinatario o sull'importo venga rivelata.

zk-STARKs (Scalable Transparent Arguments of Knowledge) funziona in modo simile a zk-SNARKs ma è progettato per scalare calcoli di grandi dimensioni. Grazie ai vantaggi in termini di trasparenza e scalabilità, zk-STARKs è compatibile con molte diverse applicazioni blockchain.

I bulletproof dimostrano che un valore rientra in un intervallo specifico senza rivelare quel valore. Attraverso l'uso di concetti matematici avanzati, i bulletproof possono rendere le prove più piccole, riducendo così le dimensioni della transazione e i tempi di verifica. Monero utilizza i bulletproof per migliorare la privacy e le prestazioni delle transazioni di criptovaluta.

Applicazione di ZKP nella blockchain

Le applicazioni di ZKP nella blockchain sono diverse, dalla sicurezza delle transazioni alla garanzia della privacy nelle votazioni e della trasparenza nella catena di approvvigionamento. Anche le soluzioni Layer 2 su Ethereum utilizzano ZKP per migliorare la scalabilità e la sicurezza.

Gli Zk-rollup sono soluzioni di scalabilità di livello 2 che raggruppano i dati delle transazioni off-chain in una prova crittografica, quindi utilizzano ZKP per pubblicare la validità della transazione sulla rete principale di Ethereum come dati di chiamata. Poiché le transazioni vengono pubblicate sulla rete principale in forma aggregata, in genere occupano meno spazio, riducendo così il carico computazionale su Ethereum. I popolari zk-rollup includono ZkSync e Loopring.

Zk-Plasma è una variante della rete Plasma che utilizza ZKP per creare una sidechain che preserva la privacy su Ethereum. Invece di verificare tutti i dati sulla rete principale, gli utenti possono verificare le transazioni sulla sidechain e quindi utilizzare ZKP per pubblicare la loro validità su Ethereum.

Scambi decentralizzati (DEX): ZKP può supportare la negoziazione di più asset senza rivelare la cronologia di trading, le strategie o i saldi dei conti degli utenti. Ciò aiuta a proteggere la privacy e la sicurezza dei partecipanti che commerciano sugli scambi decentralizzati.

Sicurezza delle transazioni: ZKP consente che le transazioni sulla blockchain siano condotte in privato senza rivelare dettagli. Ciò è particolarmente importante per le transazioni di criptovaluta, dove la privacy è fondamentale.

Voto sicuro: la ZKP può essere utilizzata per garantire che i voti vengano conteggiati accuratamente senza rivelare le scelte dei singoli elettori. Ciò si traduce in un sistema di voto più trasparente e sicuro.

Trasparenza della catena di fornitura: nella catena di fornitura, la ZKP può essere utilizzata per dimostrare l'origine e l'integrità del prodotto senza rivelare informazioni sensibili sui fornitori o sui processi di produzione.

Sfide e futuro della ZKP

Sebbene gli ZKP offrano molti vantaggi, devono affrontare anche alcune sfide. Le elevate esigenze computazionali rappresentano uno degli ostacoli principali, poiché gli algoritmi ZKP richiedono una grande potenza di elaborazione. Altre sfide da affrontare sono la complessità della configurazione e la garanzia della compatibilità tra sistemi diversi.

Tuttavia, il potenziale di ZKP per migliorare la sicurezza e la privacy della blockchain è enorme. La ricerca e lo sviluppo continuano a migliorare le prestazioni e a ridurre i costi di ZKP. In futuro, possiamo vedere la ZKP applicata più ampiamente nei sistemi finanziari, nei contratti intelligenti e in molti altri campi.

Zero-Knowledge Proof è un potente strumento per proteggere i dati e le transazioni sulla blockchain. Nonostante le numerose sfide da affrontare, ZKP sta aprendo nuove opportunità per migliorare la sicurezza e la privacy nell’era digitale.