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Reseña: la plataforma de criptomonedas Zcash y la privacidad entre las partes

Los problemas asociados con las criptomonedas y sus mecanismos se hacen cada vez más obvios

 

Artículo de Gabriel Zanko, asesor tecnológico, CEO de MobileyourLife (Banco de inversiones en tecnología y energía renovavble), CEO de Urano Capital(capital inicial futuro para Deep Technology), investigador y ponente

Daniel Ramos, Gabriel Zanko, Mobileyourlife – Bogotá, D.C., Colombia

Zcash pretende implementar una nueva forma de validar las transacciones utilizando mecanismos de prueba de conocimiento cero, lo que le permite a cada una de las partes implicadas en una transacción mantener la privacidad de todos los datos sin dejar información como los volúmenes de las transacciones y las direcciones al aire libre.

 1. INTRODUCCIÓN

A pesar de que la popularidad de las criptomonedas está en constante aumento desde hace un par de años, los expertos en la materia están cada vez más preocupados porque el fenómeno de las criptomonedas, y de las cadenas de bloques intrínsecamente, sigue un camino de que sacrifica ciertos valores a cambio de rentabilidad, el más preocupante es el de la privacidad1.

Desde su concepción en 2008, tal y como se explicaba en el whitepaper original de Bitcoin publicado por Satoshi Nakamoto, una de las principales ventajas de la implementación de las cadenas de bloques era que representaban un libro de contabilidad descentralizado, es decir, que la información de todas las transacciones se almacena y actualiza simultáneamente en todos los nodos de la cadena, mientras que la privacidad solo se mantiene tras el cifrado de los bloques, Esto significa que los nodos tienen acceso a toda la información de las transacciones.

Sin embargo, a medida que aumentaba el interés de la población en general por las criptomonedas, algunos empezaron a preguntarse por la forma de mantener la información privada. No todo el mundo se siente cómodo con que su dirección digital, su saldo y los datos de cada transacción que ha realizado estén disponibles públicamente para miles de ordenadores de todo el mundo, por lo que se han hecho múltiples avances en las formas de mejorar la privacidad de los datos, razón por la que proyectos como Zcash han llamado la atención de los usuarios potenciales.

En este documento cubriremos Zcash y su iniciativa que planea llevar a la criptomoneda a una nueva era enfocada en la privacidad de la transacción y los datos del usuario, sus características principales, cómo se compara con el estado actual del mercado y lo que su éxito puede traer para el futuro de las monedas digitales como una alternativa para los sistemas financieros tradicionales.

2. FUNCIONES PRINCIPALES

Como ya hemos mencionado, el enfoque principal de Zcash es darle a sus usuarios opciones adicionales en cuanto a la privacidad de sus datos personales y la información relativa a sus carteras y transacciones. Para asegurar esto, han desarrollado una nueva tecnología para crear la prueba necesaria para validar una transacción, sin revelar realmente la información que se está probando.

Esta tecnología, denominada "zk-SNARKs" (acrónimo de "zero-knowledge Succinct Non-interactive Argument of Knowledge") le permite a una de las partes implicadas demostrar a otra que cierta información existe sin revelar ninguna otra información. Por ejemplo, el probador podría presentar el hash criptográfico de un número aleatorio y convencer al verificador de que dicho número existe, sin compartir explícitamente el número. Además, los zk-SNARKs son un sistema que le permite al probador que el número existe y lo conoce. Todo ello sin compartir grandes cantidades de información o múltiples comunicaciones triviales de ida y vuelta entre las partes.

Explican que, a alto nivel, los sk-SNARKs primero convierten la información que se va a demostrar en una forma equivalente sobre el conocimiento de una solución de algunas ecuaciones algebraicas. El primer paso de este proceso es crear un circuito aritmético que represente la ecuación que se va a demostrar, el cual está compuesto por una serie de operaciones aritméticas simples (suma, resta, multiplicación y división). La Figura 1 muestra un ejemplo del circuito aritmético que representa la ecuación (𝑎 + 𝑏) ∗ (𝑏 ∗ 𝑐), sobre la que se crea una capa de verificación, llamada "Sistema de Restricción de Rango 1" o R1CS.

Sin embargo, implementar un R1CS que verifique cada paso del circuito significaría que la verificación llevaría grandes cantidades de tiempo, por lo que Zcash implementó un Programa Aritmético Cuadrático3 para agrupar múltiples restricciones en una sola. Cambiando la verificación de números a polinomios, lo que hace que las identidades sean más seguras a la hora de verificarse. El sistema solo necesita verificar que dos de estos polinomios coincidan en un punto elegido al azar, lo que también evita que los usuarios maliciosos se preparen para el proceso de verificación.

A diferencia de lo que ocurre en Bitcoin, donde la verificación de la transacción requiere la vinculación de las direcciones del emisor y el receptor y los valores de entrada y salida de la transacción en la blockchain pública, el emisor de una transacción blindada solo necesita enviar una prueba con alta probabilidad de que (1) los valores de entrada suman los valores de salida, (2) conoce las claves de gasto privadas de los billetes de entrada y (3) estas claves privadas están vinculadas criptográficamente a una firma sobre toda la transacción. Con esta información, el algoritmo de consenso es capaz de verificar automáticamente la validez de una transacción incluso si los propietarios de las direcciones desean no revelar los detalles de la misma, lo que cubre la principal preocupación sobre la privacidad que ha ido creciendo entre la comunidad.

3. COMPARACIÓN CON OTROS ACTIVOS

Si se compara con otros activos, la principal ventaja de Zcash es bastante clara: la opción de mantener los detalles de las transacciones en secreto. Utilizan la palabra "opción" ya que una o ambas partes pueden revelar los datos de su parte (dirección o entrada) con partes de confianza, lo que permite cumplir con los requisitos de auditoría y cumplimiento normativo. Esto da lugar a los cuatro tipos de transacciones que admite Zcash: privadas, blindadas, sin blindar y públicas (Figura 2). La variedad de tipos de transacciones también sirve para satisfacer las necesidades de una amplia gama de clientes, confiriéndole a Zcash una ventaja sobre la competencia.

Además, Zcash ofrece múltiples características que distinguen su sistema de otras redes similares, incluyendo la capacidad de incluir memos encriptados en las transacciones como una forma de que el remitente comparta información importante con el receptor, la divulgación por separado de las direcciones y los volúmenes de pago, la opción de crear transacciones que requieren múltiples firmas para ser validadas (transacciones multifirma) y todo con una comisión por transacción de 0,0001 Zcash.

Dado que Zcash se basa originalmente en el mismo código base que Bitcoin, también hay muchas similitudes que se pueden señalar entre estos dos, incluyendo el mismo total máximo de tokens que se pueden minar (21 millones) o el mismo número de tokens que se dan como recompensa por la construcción exitosa de un nuevo bloque (6,25 ZEC y BTC, respectivamente). Estas similitudes también funcionan como una puerta de entrada para que los usuarios potenciales entren en la red sin desconocer del todo su funcionamiento en términos de disponibilidad y minería, a la vez que les da la oportunidad de probar las funcionalidades que convierten a Zcash en una gran mejora en cuanto a privacidad.

4. POSIBILIDADES A LARGO PLAZO


A pesar de que Zcash es una de las primeras aplicaciones de zk-SNARKs como tecnología, este tipo de validación confidencial de las transacciones también podría añadirse a otros libros de contabilidad distribuidos como una capa de seguridad adicional, que podría ser útil para clientes institucionales u otros usuarios de alto nivel con requisitos de confidencialidad más estrictos.

Todavía es bastante pronto en términos de potencia computacional para pensar demasiado en el futuro de los zk-SNARKs, pero Zcash asegura que su equipo de científicos se encuentra entre los que más saben del tema y que trabajarán continuamente en nuevas formas de implementar este sistema, del que ya han revelado dos ejemplos:

  • Contactos privados inteligentes

Los contratos inteligentes son la columna vertebral de Ethereum y la fuente de su popularidad. Permiten que dos partes desconfiadas lleguen a un acuerdo para una transacción que solo se hace efectiva cuando se cumplen ciertas condiciones, a la vez que se garantiza que cada una de las partes sea correctamente compensada en caso de incumplimiento o aborto. Sin embargo, igual que sucede con las transacciones en Bitcoin, los detalles de los contratos están disponibles públicamente a través de la red Ethereum.

Hawk4 es un proyecto destinado a implementar mecanismos de prueba de conocimiento cero a contratos similares, en los que los usuarios pueden crear los contratos de forma intuitiva y su compilador se encarga del protocolo criptográfico para comunicarse con la blockchain. Además, les permite a las partes mantener los detalles de su parte del contrato en privado, mientras que las condiciones para el cumplimiento de las transacciones permanecen completamente impermeables a la manipulación tanto de las partes implicadas como de actores maliciosos externos.

  • Canales de pago privados

Otra aplicación potencialmente útil de los mecanismos de prueba de conocimiento es la implementación en los canales de pago. Dado que las transacciones en las cadenas de bloques públicas requieren tiempo para ser validadas adecuadamente y añadidas al bloque correspondiente, la privacidad de las transacciones podría verse comprometida y además pueden darse problemas de escalabilidad y latencia5.

BOLT6 (Blind Off-chain Lightweight Transactions), desarrollado por Ian Miers y Matthew Green, se inspira en la Lightning Network para ofrecer canales de pago rápidos y escalables que aprovechan el fuerte enfoque de Zcash en la privacidad. Combinan el uso de canales de pago configurados por el comerciante, que permiten realizar múltiples transacciones pequeñas en milisegundos (sin confirmación en bloque) y la capacidad de enrutar los pagos a través de terceros, evitando la necesidad de mantener un canal directo entre el comerciante y cada cliente.

Aunque este proyecto nació de la idea de combinar Zcash y la red Lightning, los desarrolladores afirman que es posible configurar BOLT para que funcione con la mayoría de los tokens si se pueden añadir las primitivas a la red, ya que la privacidad que proporciona BOLT no la aporta intrínsecamente la blockchain, sino la forma en que establecen y cierran los canales de forma anónima.

5. CONCLUSIÓN

A medida que las criptomonedas adquieren mayor relevancia en nuestra sociedad, es importante seguir centrándose en los problemas van muy asociados a sus funciones y mantener la mente abierta sobre cómo resolverlos, teniendo en cuenta que su uso depende de la imagen que la población general tiene sobre ellas.

Proyectos como Zcash, Hawk y BOLT trabajan por un objetivo similar en diferentes vías: convencer a los interesados en las criptomonedas de que sus datos están a salvo, sin necesidad de confiar en ningún centro de datos centralizado o mecanismo de custodia. Son la prueba de que cuando la creatividad se une a la visión, casi todo se puede lograr y muestra un futuro más brillante del mercado de las criptomonedas y de todo el sector de las finanzas personales digitales.

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