Aplicaciones de prueba de conocimiento cero

#106. Cryptocurrencies and Blockchain

La prueba de conocimiento cero (Zero-Knowledge Proof, ZKP) se emplea extensamente en el planeta digital moderno, ya que ofrece ocasiones únicas en concepto de privacidad, seguridad y verificación. Previamente abordamos la ZKP y sus mecanismos.

Ahora ahondemos en la aplicación práctica de ZKP y examinemos las áreas donde ya se está usando activamente, como ciertos proyectos blockchain triunfantes basados en ZKP.

Criptomonedas

Las tecnologías ZKP se emplean con una mayor frecuencia en proyectos de criptomonedas con un nivel alto de privacidad. Algunos de ellos son:

•  Zcash (ZEC). Establecido en dos mil dieciseis, este proyecto fue desarrollado para asegurar la completa privacidad de las transacciones en la blockchain. Zcash se fundamenta en el protocolo Zerocash, que emplea la tecnología ZKP. Gracias a ello, las transacciones con ZEC pueden continuar totalmente ocultas de miradas indiscretas, al tiempo que están sostienes a verificación por la red para asegurar seguridad y cumplimiento del acuerdo.
• Monero (XMR). Este criptoproyecto se fundamenta en el protocolo criptográfico Anillo de Transacciones Confidenciales (Ring Confidential Transactions o RingCT) basado en ZKP, que puede esconder las identidades del expedidor y del receptor, como la cantidad de transacciones. En este proyecto, ZKP deja la creación de transacciones con “firma de anillo”, donde múltiples direcciones azarosas pueden conjuntarse para transformarse en expedidores de una transacción. Esto hace que sea imposible determinar precisamente qué dirección comenzó la transacción, asegurando así el anonimato.
• Beam (BEAM). Este criptoproyecto se fundamenta en el protocolo Mimblewimble, que emplea la tecnología ZKP para otorgar completa confidencialidad a las transacciones. Gracias a ZKP, las direcciones y cantidades de las transacciones que emplean BEAM pueden esconderse, y la blockchain tiene un tamaño sólido.
• Verge (XVG). Este criptoproyecto está construido sobre múltiples protocolos de privacidad diferentes a la vez. Verge emplea los protocolos TOR (The Onion Router), I2P (Invisible Internet Project) y ZKP para otorgar el más alto nivel de anonimato y protección de la privacidad del usuario. ZKP en este proyecto deja a los usuarios seleccionar entre transacciones públicas y privadas.

Protocolos DeFi

ZKP se emplea para asegurar la confidencialidad de las transacciones financieras. Por ejemplo, un usuario puede probar que tiene suficientes fondos para una cierta transacción sin descubrir su saldo preciso. Esto puede aplicarse para contrastar la solvencia de un acreedor, la autenticidad de los pagos en línea o las auditorías de transacciones financieras.

Un ejemplo señalado de tal plataforma es Pasha Funding, que emplea ZKP para contrastar la solvencia de un acreedor y deja a los usuarios trasferir fondos con seguridad y prudente sin descubrir la cantidad ni la fuente del dinero.

“Esta tecnología ayuda a garantizar que los datos de nuestros usuarios sean seguros y privados, y que sus transacciones estén protegidas y seguras”, expresa Julia Mathers, jefe de marketing en Pasha Funding.

Las tecnologías ZKP asimismo tienen una demanda particular en el ámbito financiero como una parte del desarrollo de aplicaciones y plataformas descentralizadas. Ahora ciertos ejemplos:

• ZKSwap. Un protocolo de Capa dos para Ethereum que deja a los usuarios sostenerse totalmente anónimos merced a la tecnología ZKP y que soluciona los inconvenientes de tarifas elevadas y procesamiento lento de transacciones en la red.
• Aztec. Un protocolo para efectuar transacciones financieras sensibles en la red de Ethereum. Aztec deja la creación de “tokens seguros” — zkAssets, cuya trasferencia es verificada por ZKP sin descubrir las cantidades precisas ni las direcciones de expedidores y receptores.
• Tornado Cash. Un mezclador de criptomonedas descentralizado que emplea ZKP para entremezclar fondos de diferentes usuarios ya antes de efectuar transacciones. La tecnología garantiza que una vez que los fondos se mandan a los contratos inteligentes del proyecto, su origen es casi indetectable.

Medicina

Las tecnologías ZKP se emplean extensamente para sostener reservados los datos médicos de los pacientes. Por ejemplo, un paciente puede probar la presencia de una cierta enfermedad sin descubrir todos y cada uno de los detalles de su historial médico. Esto puede resultar útil al efectuar investigaciones y compartir datos médicos entre médicos o empresas aseguradoras.

Ejemplos de proyectos que emplean ZKP para asegurar la privacidad de los datos médicos:

• MedCo. Un proyecto de investigación médica que emplea ZKP para asegurar un nivel alto de privacidad y seguridad para los datos de pacientes implicados en la investigación. El proyecto deja el análisis de datos sin descubrir la información personal de las personas que participan en el estudio.
• MediLedger. Una iniciativa de blockchain desarrollada para optimar y administrar trasparencia en la industria farmacéutica. El proyecto emplea ZKP para permitir el intercambio de información sobre productos médicos entre múltiples participantes en la cadena de suministro farmacéutico. ZKP asimismo da mecanismos para la verificación de datos, como el historial de suministro, el origen de los productos médicos, la autenticidad de sus fabricantes y otros detalles esenciales sin descubrir información personal ni secretos comerciales.
• Medicalchain. Un proyecto de blockchain para compartir datos médicos entre pacientes y distribuidores de atención médica. Con ZKP, los pacientes pueden guardar sus datos médicos de forma cifrada y compartirlos solo con instituciones y médicos escogidos.
• ProCredEx. Una plataforma para el intercambio de datos médicos y la administración de acreditaciones en la industria médica.

Sistemas de identificación

ZKP garantiza la verificación de identidad y la autentificación en sistemas de identificación digital. Por ejemplo, ZKP puede probar que una persona es mayor de edad al darse de alta en un sitio o confirmar su identidad al interaccionar con servicios gubernativos sin precisar descubrir datos personales o documentos de identificación.

A continuación ciertos ejemplos de proyectos que emplean ZKP en sistemas de identificación:

• Civic. El proyecto da a los usuarios una identificación digital para el espacio de blockchain que, merced a las tecnologías ZKP, suprime la necesidad de someterse a KYC (Conoce a tu Cliente) o autentificar la identidad.
• iden3. Un proyecto que desarrolla sistemas de identificación y autentificación privados y otras soluciones de privacidad digital impulsadas por el protocolo ZKProofs basado en ZKP.
• Serto. Una plataforma de identificación digital basada en la red blockchain de Ethereum. Los usuarios tienen control total sobre sus datos personales y pueden autenticarse en múltiples servicios sin mediadores centralizados.
• SelfKey. Una plataforma de identificación descentralizada que deja a los usuarios efectuar autentificación sin descubrir información personal completa.
• Ontology. Una plataforma para crear soluciones de identidad descentralizada que emplea ZKP para otorgar autentificación segura y fiable para los usuarios sin descubrir información personal.
• FNZ. Una solución de identidad digital basada en ZKP mediante la que los usuarios pueden probar su identidad en servicios en línea revelando solo la información precisa para la verificación.
• Sovrin. Una red de identificación abierta basada en tecnologías ZKP, merced a la que los usuarios tienen control total sobre sus datos personales.

Intercambio de datos

ZKP no solamente se emplea para habilitar el intercambio reservado de datos en redes blockchain, sino más bien asimismo como un medio eficiente para escalarlas al reducir la cantidad de datos que deben trasferirse y guardarse. George Smith, ejecutivo de marketing digital y relaciones públicas en DuoCall MSP e InfiSIM, afirmó lo siguiente:

“Las ZKPs pueden minimizar drásticamente la cantidad de datos que deben transferirse entre fragmentos en protocolos como el fragmentado (sharding), donde las transacciones se procesan en paralelo en numerosos fragmentos”.

A continuación múltiples ejemplos de proyectos que emplean ZKP para habilitar el intercambio reservado de datos en redes blockchain:

• Oasis Labs. Una plataforma blockchain para computación en la nube que emplea la tecnología ZKP para resguardar la privacidad de los datos y permitir el intercambio seguro de información entre los participantes, haciendo posible la creación de aplicaciones descentralizadas (dApps) con un nivel alto de privacidad.
• Aleo. Un servicio que deja a los usuarios emplear contratos inteligentes basados en ZKP para el intercambio de datos sin descubrir su contenido, y a los desarrolladores crear aplicaciones de blockchain totalmente anónimas.
• Incognito. Con el uso de ZKP, los usuarios pueden trasferir activos de forma anónima entre diferentes blockchains sin descubrir su información personal.
• RAILGUN. Un protocolo para el intercambio reservado de datos, cuya esencia es edificar redes paralelas para transacciones usando los principios de pruebas de conocimiento cero.

Votación y elecciones

La tecnología ZKP garantiza el anonimato y la seguridad en los sistemas de votación electrónica. Un partícipe puede probar que es seleccionable para producir su voto y hacerlo adecuadamente sin descubrir su identidad ni los aspirantes escogidos. Esto ayuda a prevenir la manipulación y asegurar la integridad del voto.

A continuación ciertos ejemplos de estas plataformas:

• Horizon State. Una plataforma para votación anónima y toma de resoluciones colectivas, donde ZKP garantiza el anonimato de los votos y la autenticidad de los resultados.
• Follow My Vote. Una plataforma para elecciones anónimas y trasparentes que emplea protocolos ZKP para asegurar el anonimato de los votantes y autentificar los resultados.
• Agora. Una plataforma blockchain para votación en línea anónima que emplea ZKP para confirmar la integridad de los datos.
• SecureVote. Una plataforma que cifra los datos del votante y los autentica, tras lo que pueden continuar totalmente anónimos.
• Voatz. Una plataforma de votación electrónica que emplea ZKP para resguardar la privacidad de la información del votante.
• Helios Voting. Un sistema de votación electrónica que emplea ZKP para cifrar los votos de forma que la información personal del votante continúe privada, sin embargo, pudiendo contrastar los datos.

Subastas online

La tecnología ZKP resguarda la privacidad de los pujadores y los resultados de las subastas. Los participantes pueden probar su capacidad para abonar la oferta ganadora sin descubrir su oferta real ni datos personales. Esto garantiza el anonimato y la protección contra posibles manipulaciones.

A continuación, se presentan ejemplos de proyectos que emplean ZKP para asegurar la privacidad de los participantes y los resultados de las subastas:

• Bounce Finance. Una plataforma de subastas descentralizada basada en blockchain.
• OpenSea. Un esencial mercado de tokens no fungibles (NFT) que emplea ZKP para resguardar la información de los participantes y los resultados de las subastas, garantizando privacidad y seguridad en el proceso de negociación.

Acceso a bases de datos

La tecnología ZKP da privacidad para las peticiones de bases de datos. Los usuarios pueden probar que tienen el derecho de acceder a determinados datos sin descubrir los propios datos ni su identidad.

Por ejemplo, el proyecto Seven Marketing emplea ZKP para efectuar análisis de datos complejos, resguardando los datos por una parte y edificando confianza en la información por otro.

“Nuestra integración con ZKP potencia el intercambio seguro y confidencial de datos entre socios de comercio electrónico internacionales, empresas de software a gran escala y entidades deportivas de renombre, todo ello manteniendo los más altos estándares de privacidad”, asegura Chris Stott, directivo de Seven Marketing.

Otro ejemplo de una plataforma que emplea ZKP para asegurar la privacidad de las peticiones de bases de datos es EY OpsChain. Las tecnologías ZKP del proyecto administran cadenas de suministro y otros procesos empresariales habilitados para la tokenización.

Sistemas de recomendación

La tecnología ZKP se emplea para resguardar las preferencias personales de los usuarios en plataformas en línea donde se efectúan recomendaciones adaptadas de contenido o productos. Los usuarios pueden probar que coinciden con determinadas peculiaridades o preferencias sin descubrir detalles sobre sus intereses personales.

A continuación, ciertos ejemplos de proyectos y sistemas de recomendación que pueden emplear la tecnología de Prueba de conocimiento cero (ZKP):

• AdEx. Una plataforma de publicidad descentralizada que aplica ZKP para análisis anónimos y anuncios amoldados a los intereses de los usuarios.
• Recombee. Un sistema de recomendación adaptado basado en inteligencia artificial.

Sistemas de aprendizaje automático

Cuando se procesan datos en sistemas de aprendizaje automático, la tecnología ZKP garantiza que se respete la privacidad. Por ejemplo, ZKP deja a los usuarios contrastar la corrección del adiestramiento del modelo sin descubrir los datos sobre los que se efectuó el adiestramiento.

Por ejemplo, IBM Research prueba activamente esta tecnología como una parte de su investigación sobre el cifrado homomórfico y su aplicación en el aprendizaje automático. Los ensayos implican que los analistas prueban cálculos usando datos cifrados con ZKP.

La MPC Alliance, una comunidad global que trabaja en protocolos de cálculo multi-partes (MPC) en el aprendizaje automático, asimismo está usando activamente ZKP para la privacidad.

Otro ejemplo de ZKP empleada en este género de sistemas es PySyft, una biblioteca para el aprendizaje automático distribuido seguro y que conserva la privacidad, desarrollada por la comunidad OpenMined. La tecnología ZKP en el proyecto da seguridad para los datos y los modelos.

En resumen, merece la pena apuntar que el alcance de la aplicación práctica de las tecnologías ZKP va alén de los ejemplos y proyectos mentados, ya que su potencial abre una extensa pluralidad de casos de uso para los desarrolladores. De hecho, cualquier ecosistema que requiera privacidad puede incorporar de manera exitosa ZKP y asegurar a sus usuarios.