Aplicaciones de prueba de conocimiento cero (ZKP): ¿cómo y dónde?

La prueba de conocimiento cero (Zero-Knowledge Proof, ZKP) se utiliza ampliamente en el mundo digital moderno, ya que ofrece oportunidades únicas en términos de privacidad, seguridad y verificación. Previamente abordamos la ZKP y sus mecanismos.

Ahora profundicemos en la aplicación práctica de ZKP y examinemos las áreas donde ya se está utilizando activamente, así como algunos proyectos blockchain exitosos basados en ZKP.

Criptomonedas

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

•  Zcash (ZEC). Establecido en 2016, este proyecto fue diseñado para garantizar la completa privacidad de las transacciones en la blockchain. Zcash se basa en el protocolo Zerocash, que utiliza la tecnología ZKP. Gracias a ello, las transacciones con ZEC pueden permanecer completamente ocultas de miradas indiscretas, al mismo tiempo que están sujetas a verificación por la red para garantizar seguridad y cumplimiento del consenso.
• Monero (XMR). Este criptoproyecto se basa en el protocolo criptográfico Anillo de Transacciones Confidenciales (Ring Confidential Transactions o RingCT) basado en ZKP, que puede ocultar las identidades del remitente y del destinatario, así como la cantidad de transacciones. En este proyecto, ZKP permite la creación de transacciones con “firma de anillo”, donde varias direcciones aleatorias pueden combinarse para convertirse en remitentes de una transacción. Esto hace que sea imposible determinar exactamente qué dirección inició la transacción, asegurando de este modo el anonimato.
• Beam (BEAM). Este criptoproyecto se basa en el protocolo Mimblewimble, que utiliza la tecnología ZKP para proporcionar completa confidencialidad a las transacciones. Gracias a ZKP, las direcciones y cantidades de las transacciones que utilizan BEAM pueden ocultarse, y la blockchain tiene un tamaño compacto.
• Verge (XVG). Este criptoproyecto está construido sobre varios protocolos de privacidad diferentes a la vez. Verge utiliza los protocolos TOR (The Onion Router), I2P (Invisible Internet Project) y ZKP para proporcionar el más alto nivel de anonimato y protección de la privacidad del usuario. ZKP en este proyecto permite a los usuarios elegir entre transacciones públicas y privadas.

Protocolos DeFi

ZKP se utiliza para asegurar la confidencialidad de las transacciones financieras. Por ejemplo, un usuario puede demostrar que tiene suficientes fondos para una cierta transacción sin revelar su saldo exacto. Esto puede aplicarse para verificar la solvencia de un acreedor, la autenticidad de los pagos online o las auditorías de transacciones financieras.

Un ejemplo destacado de tal plataforma es Pasha Funding, que utiliza ZKP para verificar la solvencia de un acreedor y permite a los usuarios transferir fondos de manera segura y discreta sin revelar 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, jefa de marketing en Pasha Funding.

Las tecnologías ZKP también tienen una demanda particular en el sector financiero como parte del desarrollo de aplicaciones y plataformas descentralizadas. A continuación algunos ejemplos:

• ZKSwap. Un protocolo de Capa 2 para Ethereum que permite a los usuarios mantenerse completamente anónimos gracias a la tecnología ZKP y que resuelve los problemas de tarifas elevadas y procesamiento lento de transacciones en la red.
• Aztec. Un protocolo para realizar transacciones financieras sensibles en la red de Ethereum. Aztec permite la creación de “tokens seguros” — zkAssets, cuya transferencia es verificada por ZKP sin revelar las cantidades exactas ni las direcciones de remitentes y destinatarios.
• Tornado Cash. Un mezclador de criptomonedas descentralizado que utiliza ZKP para mezclar fondos de diferentes usuarios antes de realizar transacciones. La tecnología garantiza que una vez que los fondos se envían a los contratos inteligentes del proyecto, su origen es prácticamente indetectable.

Medicina

Las tecnologías ZKP se utilizan ampliamente para mantener confidenciales los datos médicos de los pacientes. Por ejemplo, un paciente puede demostrar la presencia de una cierta enfermedad sin revelar todos los detalles de su historial médico. Esto puede resultar útil al realizar investigaciones y compartir datos médicos entre médicos o aseguradoras.

Ejemplos de proyectos que utilizan ZKP para garantizar la privacidad de los datos médicos:

• MedCo. Un proyecto de investigación médica que utiliza ZKP para garantizar un alto nivel de privacidad y seguridad para los datos de pacientes involucrados en la investigación. El proyecto permite el análisis de datos sin revelar la información personal de las personas que participan en el estudio.
• MediLedger. Una iniciativa de blockchain diseñada para optimizar y proporcionar transparencia en la industria farmacéutica. El proyecto utiliza ZKP para permitir el intercambio de información sobre productos médicos entre varios participantes en la cadena de suministro farmacéutico. ZKP también proporciona 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 importantes sin revelar información personal ni secretos comerciales.
• Medicalchain. Un proyecto de blockchain para compartir datos médicos entre pacientes y proveedores de atención médica. Con ZKP, los pacientes pueden almacenar sus datos médicos de forma cifrada y compartirlos sólo con instituciones y médicos seleccionados.
• ProCredEx. Una plataforma para el intercambio de datos médicos y la gestión de acreditaciones en la industria médica.

Sistemas de identificación

ZKP garantiza la verificación de identidad y la autenticación en sistemas de identificación digital. Por ejemplo, ZKP puede demostrar que una persona es mayor de edad al registrarse en un sitio web o confirmar su identidad al interactuar con servicios gubernamentales sin necesidad de revelar datos personales o documentos de identificación.

A continuación algunos ejemplos de proyectos que utilizan ZKP en sistemas de identificación:

• Civic. El proyecto proporciona a los usuarios una identificación digital para el espacio de blockchain que, gracias a las tecnologías ZKP, elimina la necesidad de someterse a KYC (Conoce a tu Cliente) o autenticar la identidad.
• iden3. Un proyecto que desarrolla sistemas de identificación y autenticación 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 varios servicios sin intermediarios centralizados.
• SelfKey. Una plataforma de identificación descentralizada que permite a los usuarios realizar autenticación sin revelar información personal completa.
• Ontology. Una plataforma para crear soluciones de identidad descentralizada que utiliza ZKP para proporcionar autenticación segura y confiable para los usuarios sin tener que revelar información personal.
• FNZ. Una solución de identidad digital basada en ZKP a través de la cual los usuarios pueden demostrar su identidad en servicios online revelando solo la información necesaria para la verificación.
• Sovrin. Una red de identificación abierta basada en tecnologías ZKP, gracias a la cual los usuarios tienen control total sobre sus datos personales.

Intercambio de datos

ZKP no solo se utiliza para habilitar el intercambio confidencial de datos en redes blockchain, sino también como un medio eficaz para escalarlas al reducir la cantidad de datos que deben transferirse y almacenarse. George Smith, ejecutivo de marketing digital y relaciones públicas en DuoCall MSP e InfiSIM, dijo 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 varios ejemplos de proyectos que utilizan ZKP para habilitar el intercambio confidencial de datos en redes blockchain:

• Oasis Labs. Una plataforma blockchain para computación en la nube que utiliza la tecnología ZKP para proteger 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 alto nivel de privacidad.
• Aleo. Un servicio que permite a los usuarios utilizar contratos inteligentes basados en ZKP para el intercambio de datos sin revelar su contenido, y a los desarrolladores crear aplicaciones de blockchain completamente anónimas.
• Incognito. Con el uso de ZKP, los usuarios pueden transferir activos de forma anónima entre diferentes blockchains sin revelar su información personal.
• RAILGUN. Un protocolo para el intercambio confidencial de datos, cuya esencia es construir redes paralelas para transacciones utilizando 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 participante puede demostrar que es elegible para emitir su voto y hacerlo correctamente sin revelar su identidad ni los candidatos elegidos. Esto ayuda a prevenir la manipulación y garantizar la integridad del voto.

A continuación algunos ejemplos de estas plataformas:

• Horizon State. Una plataforma para votación anónima y toma de decisiones colectivas, donde ZKP garantiza el anonimato de los votos y la autenticidad de los resultados.
• Follow My Vote. Una plataforma para elecciones anónimas y transparentes que utiliza protocolos ZKP para garantizar el anonimato de los votantes y autenticar los resultados.
• Agora. Una plataforma blockchain para votación online anónima que utiliza ZKP para confirmar la integridad de los datos.
• SecureVote. Una plataforma que cifra los datos del votante y los autentica, después de lo cual pueden permanecer completamente anónimos.
• Voatz. Una plataforma de votación electrónica que utiliza ZKP para proteger la privacidad de la información del votante.
• Helios Voting. Un sistema de votación electrónica que utiliza ZKP para cifrar los votos de manera que la información personal del votante permanezca privada, no obstante, pudiendo verificar los datos.

Subastas online

La tecnología ZKP protege la privacidad de los postores y los resultados de las subastas. Los participantes pueden demostrar su capacidad para pagar la oferta ganadora sin revelar su oferta real ni datos personales. Esto garantiza el anonimato y la protección contra posibles manipulaciones.

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

• Bounce Finance. Una plataforma de subastas descentralizada basada en blockchain.
• OpenSea. Un importante mercado de tokens no fungibles (NFT) que utiliza ZKP para proteger 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 proporciona privacidad para las solicitudes de bases de datos. Los usuarios pueden demostrar que tienen el derecho de acceder a ciertos datos sin revelar los propios datos ni su identidad.

Por ejemplo, el proyecto Seven Marketing utiliza ZKP para realizar análisis de datos complejos, protegiendo los datos por un lado y construyendo 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, director de Seven Marketing.

Otro ejemplo de una plataforma que utiliza ZKP para garantizar la privacidad de las solicitudes de bases de datos es EY OpsChain. Las tecnologías ZKP del proyecto gestionan cadenas de suministro y otros procesos empresariales habilitados para la tokenización.

Sistemas de recomendación

La tecnología ZKP se utiliza para proteger las preferencias personales de los usuarios en plataformas online donde se realizan recomendaciones personalizadas de contenido o productos. Los usuarios pueden demostrar que coinciden con ciertas características o preferencias sin revelar detalles sobre sus intereses personales.

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

• AdEx. Una plataforma de publicidad descentralizada que aplica ZKP para análisis anónimos y anuncios adaptados a los intereses de los usuarios.
• Recombee. Un sistema de recomendación personalizado 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 permite a los usuarios verificar la corrección del entrenamiento del modelo sin revelar los datos sobre los cuales se realizó el entrenamiento.

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

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

Otro ejemplo de ZKP utilizada en este tipo de sistemas es PySyft, una biblioteca para el aprendizaje automático distribuido seguro y que preserva la privacidad, desarrollada por la comunidad OpenMined. La tecnología ZKP dentro del proyecto proporciona seguridad para los datos y los modelos.

En resumen, vale la pena señalar que el alcance de la aplicación práctica de las tecnologías ZKP va más allá de los ejemplos y proyectos mencionados, ya que su potencial abre una amplia variedad de casos de uso para los desarrolladores. De hecho, cualquier ecosistema que requiera privacidad puede implementar con éxito ZKP y asegurar a sus usuarios.