ZeroSync habilita pruebas de conocimiento cero para validar la cadena de Bitcoin

El equipo de ZeroSync desarrolló un sistema para verificar el estado más reciente del archivo y la red de Bitcoin, que se basa en pruebas STARK, un tipo de prueba criptográfica de conocimiento cero. La herramienta se puede usar desde el navegador o se puede instalar en una computadora, y tiene la ventaja de que utiliza menos recursos computacionales que las pruebas criptográficas actualmente implementadas.

En una primera etapa, los nodos y los clientes ligeros de Bitcoin pueden verificar los cabezales de los bloques, que tienen un hash de identificación, información sobre la validez de las transacciones contenidas, la prueba de trabajo y el nivel de dificultad de la red.

De acuerdo con el equipo de ZeroSync, luego de completar la primera etapa del proyecto, sucesivas actualizaciones ofrecerán estados más completos de Bitcoin que se verifiquen con prueba de conocimiento cero, un protocolo criptográfico que permite a una parte (el probador) demostrar a otra parte (el verificador) que sabe un secreto sin revelar ninguna información adicional sobre ese conocimiento (por ejemplo, demostrar que se realizó una transacción sin revelardesde cuál dirección). En otras palabras, en esta etapa del desarrollo de la herramienta no se pueden verificar transacciones individuales ni firmas digitales.

Cabe destacar que este protocolo no requiere ninguna modificación del código de Bitcoin, porque funciona del lado del cliente (nodos o computadoras que ejecutan el software de Bitcoin).

El protocolo puede ser utilizado desde el navegador (demo), desde un iPhone (demo) y por clientes ligeros de wallets o nodos que instalen la herramienta disponible en código abierto en GitHub.

En términos prácticos, la verificación del estado de Bitcoin con conocimiento cero podría proporcionar una mayor escalabilidad, privacidad y seguridad en aplicaciones y redes de segunda capa, como indican los desarrolladores de ZeroSync.

Por ejemplo, la red Lightning puede obtener mayores niveles de privacidad a través de enrutamiento de canales privados o la compresión del historial de transacciones para protocolos de validación del lado del cliente como Taproot Asset y RGB. También podría ser aprovechada por cadenas laterales como Liquid o Counterparty.

La prueba STARK

ZeroSync utiliza una prueba de conocimiento cero (ZKP por sus siglas en inglés) denominada prueba zkSTARK (zero knowledge scalable transparent proof of knowledge). Este tipo de prueba no requiere grandes recursos computacionales ni descargar el estado completo de Bitcoin, algo similar a lo que hacen los clientes ligeros de las wallets.

De esta manera, ZeroSync permite a cualquier nodo conocer el estado por lotes de cabezales (simultáneos o en secuencia) de bloque, utilizando entre otras características la recursividad, que es un proceso mediante una función que se llama a sí misma o llama a otras. El cabezal de los bloques proporciona información vital del estado de la red, que permite mantener la integridad del archivo.

Como indicó Olaoluwan Osuntokun, desarrollador y CTO de Lightning Labs, una simple prueba de los cabezales de los bloques, sin importar el número de bloques, solo requirió 1,4 kb de almacenamiento.

Por su parte, Robin Linus, uno de los desarrolladores de ZeroSync, explicó que si 14 equipos (servidores) realizan pruebas, con una velocidad de reloj de 5Ghz, de 500 GB de almacenamiento y 1T de información intercambiada, durante 8 días, probablemente cueste USD 4.000. La verificación (del lado del cliente), por su parte, solo requiere 200 KB y solo tardaría 5 segundos en un iPhone.

El lenguaje Cairo

La herramienta utiliza una arquitectura de CPU (o lenguaje) denominada Cairo, que permite verificar de manera instantánea la validez de las pruebas que se ejecutan en la cadena de Bitcoin.

Las pruebas de conocimiento cero convencionales, técnicas criptográficas que permiten a un participante demostrar a otro que conoce un secreto sin revelarlo, son computacionalmente exigentes. “Esto hace que el proceso de representar una afirmación que se desea probar o verificar sea bastante complicado, ya que este proceso requiere un nuevo conjunto de ecuaciones para cada afirmación”, se lee en el documento técnico del proyecto.

El lenguaje Cairo, junto con la prueba STARK, reduce la exigencia computacional debido a que permite escribir un programa que describe una afirmación que se desea probar (por ejemplo, cuál es el más reciente estado de la red y del archivo de Bitcoin) sin escribir conjuntos de ecuaciones complejas.

Para usar Cairo, es necesario activar el entorno Python en el que está instalada la herramienta. Sin embargo, ya existe un prototipo que se puede ejecutar desde el navegador. Este verificador de cabezales de Bitcoin se ejecuta como un demo y utiliza miniSTARK, una implementación que funciona con GPU, a través de WebAssembly, un formato de código binario portátil para la ejecución íntegra en navegador de scripts de lado del cliente.

“Este prototipo es un trabajo en progreso”, se lee en la página web, por lo que advierten que en este punto del desarrollo no se puede verificar todavía ninguna transacción. “Es demasiado temprano para invertir importantes recursos computacionales en generar una prueba de toda la cadena. Sin embargo, a medida que avancemos, mantendremos esta demostración actualizada con pruebas en cadena más largas y completas”, indican.

Desde hace varios años, los desarrolladores de Bitcoin han discutido sobre la posibilidad de integrar pruebas de conocimiento cero, compatibles con Bitcoin. Este parece ser un paso importante en esa dirección, donde ya los desarrolladores de Ethereum han dado un interesante recorrido.