Cos'è la dimostrazione a conoscenza zero e che impatto ha sulla blockchain?
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Cos'è la dimostrazione a conoscenza zero e che impatto ha sulla blockchain?

Cos'è la dimostrazione a conoscenza zero e che impatto ha sulla blockchain?

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Pubblicato Jan 18, 2023Aggiornato Nov 16, 2023
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Questo articolo è stato inviato dalla comunità. L'autore è Kenny Li, cofondatore di Manta Network, un protocollo programmabile di livello 1 per la privacy alimentato dalla tecnologia zero-knowledge proof.  

TL;DR

La dimostrazione a conoscenza zero (ZKP) è una tecnologia crittografica che consente di verificare la verità di un'informazione senza rivelare l'informazione stessa. È diventata una tecnologia sempre più importante nell'ecosistema blockchain, delle criptovalute e della finanza decentralizzata (DeFi), per migliorare la privacy e la sicurezza. 

Molti progetti DeFi stanno già utilizzando le ZKP per fornire agli utenti maggiore privacy e sicurezza per servizi quali prestiti, mutui e trading. Alcune blockchain di livello 1 stanno aggiungendo roll-up o zkEVM basati sulla ZKP. Si prevede che le dimostrazioni a conoscenza zero giocheranno un ruolo sempre più cruciale nel mondo delle blockchain e del Web3, poiché si prevede che le loro applicazioni diventeranno sempre più diffuse.

Come funziona la dimostrazione a conoscenza zero?

La dimostrazione a conoscenza zero è un metodo con cui una controparte (prover) può dimostrare a un'altra (verifier) che un'affermazione è vera senza rivelare alcuna informazione aggiuntiva. Questo metodo è particolarmente utile quando le informazioni sono sensibili e il prover non vuole che il verifier vi abbia accesso.

Il prover fornisce una prova matematica che solo lui può generare e il verifier può usare questa prova per verificare la verità dell'affermazione. Tuttavia, non può usare la prova per ricostruire l'informazione originale.

Immagina un tunnel con due ingressi, A e B. C'è una porta chiusa a chiave con un codice segreto che blocca l'unico percorso e impedisce alle persone di attraversare il tunnel da un'estremità all'altra (da A a B). Tu conosci il codice segreto e vuoi venderlo alla signora X, che vuole accedere al tunnel.

Da una parte, tu vuoi che lei paghi in anticipo prima di darle il codice, ma lei, allo stesso tempo, vuole prima che tu dimostri di conoscerlo davvero. In questo caso, può farlo mettendosi di fronte al tunnel e osservandoti mentre entri da uno degli accessi ed esci dall'altro. In questo modo, avrà la certezza che conosci davvero il codice segreto.

Perché usare le Dimostrazioni a Conoscenza Zero? 

La popolarità delle dimostrazioni a conoscenza zero nel mondo blockchain e delle criptovalute è dovuta alla crescente domanda legata alla privacy e alla sicurezza nelle transazioni digitali. Con l'ascesa della tecnologia blockchain e delle criptovalute, cresce l'esigenza di un modo per verificare le transazioni senza rivelare informazioni sensibili, esigenza che le ZKP possono soddisfare.

Le dimostrazioni a conoscenza zero hanno attirato maggiore attenzione e interesse negli ultimi anni; sono stati lanciati molti protocolli che utilizzano le ZKP e le principali blockchain hanno costruito roll-up a conoscenza zero. Un chiaro segno della popolarità delle dimostrazioni a conoscenza zero è emerso alla conferenza DevCon 2022, dove oltre il 20% di tutti gli interventi riguardava questa tecnologia.

Sviluppi principali

Uno sviluppo chiave nelle dimostrazioni a conoscenza zero è l'aumento dell'uso degli zk-SNARK, un tipo specifico di ZKP. Gli zk-SNARK sono stati ampiamente adottati in varie applicazioni DeFi, come le transazioni di private token e di prestiti e mutui protetti. Un altro importante sviluppo delle dimostrazioni a conoscenza zero è la maggiore attenzione alla scalabilità e alle performance tramite zkRoll-up. 

zk-SNARK

Zero-knowledge succinct non-interactive argument of knowledge (zk-SNARKs) è un tipo specifico di dimostrazione a conoscenza zero che permette di verificare un'affermazione senza rivelare alcuna informazione sull'affermazione stessa.

Gli zk-SNARK sono già stati utilizzati in applicazioni come Zcash e nel sistema di pagamento basato su blockchain di JP Morgan Chase. È stato utilizzato anche come metodo per autenticare in modo sicuro i client ai server.

zkRoll-up

Gli zkRoll-up sono una soluzione di scalabilità per le reti blockchain che facilita il raggruppamento di più transazioni in un'unica transazione più grande che viene poi registrata sulla blockchain. Ad esempio, BNB Chain nel 2022 ha lanciato la sua zkBNB testnet costruita su un'architettura zkRoll-up.

zkBNB può raggruppare centinaia di transazioni in un unico batch off-chain e generare una prova crittografica per dimostrare la validità di tutte le transazioni. zkRoll-up offre un equilibrio tra scalabilità e sicurezza ed è adatto a contesti su larga scala e a bassa latenza.

Applicazioni per le dimostrazioni a conoscenza zero

Le dimostrazioni a conoscenza zero hanno molti casi d'uso, alcuni dei quali sono già stati realizzati; altri dovrebbero diventare realtà in futuro. Alcuni dei principali utilizzi di ZKP includono: 

Verifica dell'identità digitale

Le dimostrazioni a conoscenza zero possono essere utilizzate per verificare le identità degli utenti senza rivelare alcuna informazione personale sensibile. Ciò può essere utile in applicazioni come i sistemi di votazione digitale, dove è necessario verificare l'identità dei votanti senza compromettere il loro anonimato.

Transazioni a tutela della privacy

Uno dei casi d'uso più diffusi delle dimostrazioni a conoscenza zero del mondo crypto è quello di consentire transazioni che preservino la privacy. Ad esempio, l'applicazione decentralizzata (DApp) MantaPay di Manta Network utilizza le ZKP per consentire agli utenti di effettuare transazioni sull'exchange decentralizzato (DEX) senza rivelare la propria identità o i dettagli della transazione. Ciò consente agli utenti di mantenere la propria privacy pur potendo utilizzare la piattaforma per le transazioni.

Transazioni protette

Zcash è una criptovaluta che utilizza le dimostrazioni a conoscenza zero per consentire l'esecuzione di transazioni protette. In queste transazioni, gli indirizzi del mittente e del destinatario, così come gli importi delle transazioni, sono oscurati dalla blockchain pubblica, garantendo una maggiore privacy agli utenti.

Tokenizzazione e verifica della proprietà

Le dimostrazioni a conoscenza zero possono essere utilizzate anche per tokenizzare asset e verificarne la prova di proprietà. Ad esempio, una proprietà può essere tokenizzata e chiunque può verificarne la proprietà senza rivelare pubblicamente altre informazioni.

Conformità a livello globale

Alcuni paesi hanno normative molto severe in materia di raccolta e condivisione delle informazioni finanziarie, che possono essere difficili da rispettare per le piattaforme decentralizzate. Le dimostrazioni a conoscenza zero possono essere utilizzate per condividere le informazioni richieste con le autorità di regolamentazione, mantenendole al contempo private per altre controparti.

Questo può contribuire a colmare il divario tra le piattaforme decentralizzate e le istituzioni finanziarie tradizionali, rendendo più facile per la DeFi rispettare le normative in varie giurisdizioni.

Il futuro delle Dimostrazioni a Conoscenza Zero nella Blockchain

Probabilmente le dimostrazioni a conoscenza zero porteranno in futuro a nuove innovazioni tecnologiche. Alcuni sviluppi futuri legati alle ZKP a cui vale la pena prestare attenzione sono: 

Privacy layer cross-chain

Con la crescita e l'evoluzione degli ecosistemi blockchain e DeFi, aumenta la necessità di interoperabilità tra le diverse reti blockchain. I privacy layer cross-chain consentiranno di effettuare transazioni su reti blockchain diverse preservando la privacy delle parti coinvolte.

zk-STARK

Un'altra area da tenere d'occhio è l'aumento dell'uso di zk-STARK (zero-knowledge scalable transparent argument of knowledge), un nuovo tipo di dimostrazione a conoscenza zero considerata più efficiente e sicura delle zk-SNARK. Un altro vantaggio degli zk-STARK rispetto agli zk-SNARK è che i primi sono più veloci da verificare e non richiedono un set-up trusted.

Toolkit user-friendly 

La tecnologia della dimostrazione a conoscenza zero può essere complessa e non tutti i team di sviluppo hanno competenze in questa particolare area dell'ecosistema crypto. I toolkit ZKP di facile utilizzo possono contribuire a colmare questo divario e a rendere più semplice l'utilizzo della tecnologia da parte di sviluppatori con background diversi. 

Limiti delle dimostrazioni a conoscenza zero

Le dimostrazioni a conoscenza zero rappresentano un metodo unico per verificare la verità delle informazioni preservando la privacy, ma non forniscono una garanzia al 100%. Sebbene la probabilità di verifica quando il prover sta mentendo sia trascurabile, gli utenti devono essere consapevoli che le ZKP non sono a prova di bomba.

Inoltre, gli algoritmi utilizzati dalle dimostrazioni a conoscenza zero richiedono risorse computazionali intense. In alcuni tipi di ZKP, il calcolo intensivo è necessario perché richiede molte interazioni tra verifier e prover. In altri, gli algoritmi sono estremamente intensi dal punto di vista computazionale, cosa che potrebbe limitare le applicazioni delle ZKP.

In chiusura

Le dimostrazioni a conoscenza zero stanno rapidamente guadagnando attenzione grazie alle loro proprietà uniche di salvaguardia della privacy e al potenziale di scalabilità. La crescente applicazione di questa tecnologia nel mondo blockchain, nelle criptovalute e nella DeFi porterà probabilmente a servizi più innovativi, con grandi vantaggi per gli utenti. Si prevede che le dimostrazioni a conoscenza zero giocheranno un ruolo cruciale nella creazione di ecosistemi DApp più sicuri, privati ed efficienti.

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