Ahora se puede probar una blockchain completa con un problema matemático

The Electric Coin Company (ECC) dice que descubrió una nueva forma de escalar blockchains con «composición de prueba recursiva», una prueba para verificar la totalidad de una cadena de bloques en una función. Para ECC y zcash, el nuevo proyecto, Halo, puede tener la clave de la privacidad a gran escala.

Una moneda sustentada en la privacidad basada en pruebas de zero-knowledge, conocida como zk-SNARK, el protocolo subyacente actual de zcash se basa en «configuraciones confiables». Estos parámetros matemáticos se usaron dos veces en la breve historia de zcash: tras su lanzamiento en 2016 y el primer gran cambio de protocolo, Sapling, en 2018.

Zcash enmascara las transiciones a través de zk-SNARK, pero la creación de parámetros iniciales sigue siendo un problema. Al no destruir la base matemática de una transacción, la configuración confiable, el titular puede producir zcash falsificado.

Además, las elaboradas “ceremonias” a las que se somete la comunidad zcash para crear configuraciones confiables son costosas y un punto débil para todo el sistema. La dependencia de configuraciones confiables con zk-SNARK era bien conocida incluso antes del debut de zcash en 2016. Si bien otras investigaciones no lograron cerrar la brecha, las recursive proofs hacen que las configuraciones confiables sean cosa del pasado, afirma el ECC.

Hablando con los medios de información como CoinDesk, el ingeniero de ECC y el inventor de Halo, Sean Bowe, dijo que la composición de recursive proof es el resultado de años de trabajo, por parte de él y de otros, y meses de frustración personal. De hecho, casi se rindió tres veces en diferentes momentos.

Bowe comenzó a trabajar para ECC después de que su interés en zk-SNARKs fuera notado por el CEO y cofundador de zcash, Zooko Wilcox, en 2015. Después de ayudar a lanzar zcash y su primer cambio significativo de protocolo con Sapling, Bowe pasó a la investigación a tiempo completo con la empresa.

Antes de Halo, Bowe trabajó en una variante diferente de zk-SNARK, Sonic, que solo requería una configuración confiable.

Para la mayoría de los cypherpunks, eso es demasiado.

“Las personas que también comenzamos a pensar desde 2008, deberíamos poder tener pruebas que puedan verificar otras pruebas, lo que llamamos composición de recursive proof. Esto sucedió en 2014”, informó Bowe.

Pruebas, pruebas y más pruebas.

En esencia, Bowe y la compañía descubrieron un nuevo método para probar la validez de las transacciones, enmascaradas, al comprimir los datos computacionales al mínimo. Como dice el documento de ECC, «pruebas que son capaces de verificar otras instancias de ellos mismos».

Las transacciones de blockchain como bitcoin y zcash se basan en curvas elípticas con puntos en la curva que sirven de base para las claves públicas y privadas. La dirección pública puede pensarse en la curva: sabemos cómo se ve la curva elíptica en general. Lo que no sabemos es dónde están las direcciones privadas que residen en la curva.

La función de zk-SNARK es comunicarse sobre direcciones privadas y transacciones, si existe una dirección y dónde existe en la curva, de forma anónima.

El trabajo de Bowe es similar a las bulletproofs, otro zk-SNARK que no requiere una configuración confiable. «Lo que debes pensar cuando piensas en Halo es como recursive bulletproofs», dijo Bowe.

Desde un punto de vista técnico, las pruebas bulletproofs se basan en el «argumento interno del producto», que transmite cierta información sobre las curvas entre sí. Desafortunadamente, el argumento es muy costoso y requiere mucho tiempo en comparación con su típica verificación zk-SNARK.

Al probar múltiples zk-SNARK con una, una tarea que se creía imposible hasta la investigación de Bowe, la energía computacional se reduce a una fracción del costo.

“La gente ha estado pensando en bulletproofs  además de a prueba de balas. El problema del verificador a prueba de balas es extremadamente costoso debido al argumento interno del producto”, dijo Bowe. «No uso exactamente las pruebas de balas, utilizo una idea previa sobre la que se basan las pruebas de balas».

De hecho, Bowe dijo que las recursive proofs significan que puede probar la totalidad de blockchain de bitcoin en menos espacio de lo que toma una cabeza de bloque de bitcoin: 80 bytes de datos.

El futuro de zcash

Al escribir en Twitter, Wilcox dijo que su compañía actualmente está estudiando la implementación de Halo como una solución de Capa 1 en zcash.

Las soluciones de capa 1 son implementaciones en la base de código que constituye una blockchain. La mayoría de las soluciones de escala, como Lightning Network de bitcoin, son soluciones de capa 2 creadas sobre el estado de una blockchain. El interés del ECC en convertir a Halo en una solución de Capa 1 habla de la originalidad del descubrimiento, ya que residirá junto al código copiado del creador de Bitcoin, Satoshi Nakamoto.

ECC está explorando el uso de Halo para Zcash tanto para eliminar la configuración confiable como para escalar Zcash en la Capa 1 utilizando una composición de prueba anidada.

Desde los primeros días de las monedas de privacidad, el escalado ha sido un tema polémico: con tantos datos necesarios para enmascarar las transacciones, ¿cómo puede crecer una red global?.

Bowe y el ECC afirman que las recursive proofs resuelven este dilema: con solo una prueba necesaria para verificar una blockchain completa, las preocupaciones sobre los datos podrían ser cosa del pasado:

    “La privacidad y la escalabilidad son dos conceptos diferentes, pero se combinan muy bien aquí. Hace aproximadamente 5 años, los académicos estaban trabajando en snarks recursivos, una prueba que podía verificarse a sí misma u otra prueba e incluso verificar pruebas múltiples. Entonces, lo que significa composición de prueba recursiva es que solo necesita una prueba para verificar una blockchain completa”.

Sin duda, esto no es álgebra de segundo año: Bowe le dijo a los medios como coinDesk que la prueba por sí sola tardó cerca de nueve meses en unir varias piezas.

Una nueva forma de nodo

Otra implicación de las recursive proofs es la cantidad de datos almacenados en la blockchain. Como todo el libro mayor se puede verificar en una función, la incorporación de nuevos nodos será más fácil que nunca, dijo Bowe.

«Verá blockchains que tienen una capacidad mucho mayor porque no tiene que comunicar todo el historial en uno. El estado de la cadena todavía necesita ser vista. Pero si desea completar toda la red, no necesita descargar toda la blockchain».

Si bien el estado de las cadenas aún deben ser monitoreadas para la verificación básica de transacciones, sincronizar todo el historial de una blockchain que es más o menos de 400 GB y 200 GB para ethereum y bitcoin respectivamente, esto se convierte en una redundancia.

Para zcash, Halo significa hard forks más fáciles. Sin configuraciones confiables, afirma ECC Research, «las pruebas de cambios de estado solo necesitan hacer referencia a la última prueba, permitiendo que la historia antigua se descarte para siempre».

Cuando se le preguntó dónde se ubica su descubrimiento con otros avances, Bowe habló sobre su practicidad:

    “¿Dónde se ubica esto en el gran esquema de las cosas en criptomoneda? Es una herramienta criptográfica para comprimir la computación y escalar protocolos».

Referencia: coindesk.com

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