¿Qué son los ZK-SNARK? Pruebas de privacidad y minería explicadas

1¿Qué es un ZK-SNARK?

Un ZK-SNARK es una prueba criptográfica que permite a un probador convencer a un verificador de que una afirmación es verdadera y de que conoce la información secreta requerida, sin revelar ese secreto. El nombre completo es Conocimiento cero Argumento de conocimiento sucinto y no interactivo. Es una familia de construcciones de prueba, no un algoritmo universal.

En una transacción blockchain, la declaración pública podría ser: "Esta transferencia sigue las reglas del protocolo". El testigo privado podría incluir claves secretas, notas, saldos o un rastro de ejecución. Una prueba válida puede demostrar que los datos ocultos satisfacen las reglas sin colocar los datos en un libro público. Es por eso que los ZK-SNARK son útiles para pagos privados, cálculos verificables, afirmaciones de identidad y sistemas de escalamiento.

2Qué significa cada parte de ZK-SNARK

“Succinct” no garantiza el mismo tamaño de prueba ni el mismo tiempo de verificación en todos los sistemas. Groth16, los sistemas de la familia PLONK, los sistemas de la familia Marlin y Halo 2 toman decisiones diferentes. Los costos exactos dependen del circuito, las curvas, el esquema de compromiso, la implementación, el hardware y el objetivo de seguridad.

3¿Cómo funciona un ZK-SNARK?

Las matemáticas son avanzadas, pero el flujo de trabajo se puede entender en cinco etapas.

1. Defina la declaración. Los desarrolladores expresan las reglas como un circuito aritmético o un sistema de restricciones. Para un pago, las reglas pueden verificar la propiedad, la conservación del valor y que un insumo no se haya gastado aún.
2. Separar las aportaciones públicas y privadas. Las entradas públicas son visibles para el verificador. El testigo privado contiene los valores secretos necesarios para satisfacer el circuito.
3. Prepare los parámetros de prueba. Dependiendo del sistema de prueba, esto puede implicar parámetros específicos del circuito, una cadena de referencia estructurada universal o una configuración que no dependa de la aleatoriedad secreta.
4. Genera la prueba. El probador calcula un objeto criptográfico compacto que muestra que un testigo válido satisface todas las restricciones.
5. Verifique la prueba. Un nodo o contrato inteligente verifica la prueba utilizando entradas públicas y una clave de verificación. Acepta o rechaza sin conocer al testigo.

Esto no significa que el verificador confíe en el probador. La prueba es útil porque un probador deshonesto no debería poder hacer pasar una declaración falsa, suponiendo que la criptografía y la implementación sean sólidas.

4Integridad, solidez y conocimiento cero

Estas garantías se aplican a la declaración codificada por el circuito. Si el circuito omite una regla comercial, utiliza un rango incorrecto o acepta una condición insegura, la prueba puede ser criptográficamente válida mientras la aplicación siga siendo incorrecta. Por lo tanto, el diseño de circuitos, la revisión de la implementación, la generación de parámetros, el comportamiento de la billetera y la seguridad operativa son parte del límite de seguridad.

5¿Qué es una configuración confiable?

Algunos ZK-SNARK requieren una cadena de referencia estructurada generada antes de que comience la prueba. Los sistemas más antiguos de circuitos específicos utilizaban ceremonias que producían parámetros públicos mientras los participantes intentaban destruir la aleatoriedad secreta, a veces llamada "desechos tóxicos". Si todos los contribuyentes se confabularan o el proceso se viera comprometido, ciertos sistemas podrían perder solidez.

El cálculo multipartito reduce este riesgo: una ceremonia puede seguir siendo segura si al menos un participante se comporta honestamente y destruye su contribución secreta. Los diseños más nuevos ofrecen diferentes modelos de configuración. Una configuración universal puede admitir muchos circuitos, mientras que los diseños transparentes o sin confianza evitan la aleatoriedad de la configuración oculta. Estas opciones afectan el tamaño de la prueba, la velocidad del probador, el costo de la verificación, la recursividad y la complejidad de la implementación.

6Cómo Zcash utiliza ZK-SNARK y la minería

Zcash es el ejemplo de producción más conocido de ZK-SNARK para la privacidad de pagos. En una transacción protegida, los compromisos representan notas privadas, los anuladores evitan que el mismo billete se gaste dos veces y una prueba muestra que la transacción obedece las reglas del protocolo. Dependiendo del tipo de transacción y de la información de visualización revelada, las direcciones, los valores y los datos de la nota pueden permanecer protegidos mientras los nodos aún verifican la validez.

Los ZK-SNARK no son el algoritmo de minería de Zcash. La minería de Zcash utiliza prueba de trabajo de Equihash. Los mineros compiten para producir bloques, ordenar transacciones válidas y proteger el historial de la cadena. Los nodos verifican las pruebas de conocimiento cero dentro de las transacciones protegidas antes de aceptarlas. La capa de prueba establece la corrección de la transacción; la capa de consenso y minería decide qué transacciones válidas pasan a formar parte de la cadena canónica.

Esta distinción es importante para el hardware. Un ASIC Equihash acelera el hash de prueba de trabajo; No sirve como generador general de prueba de Halo 2. Del mismo modo, un dispositivo que genera una prueba de billetera no extrae automáticamente ZEC. Nuestro Guía de seguridad minera de Zcash explica cómo encajan Orchard, el software de billetera, los nodos y la minería Equihash.

Para conocer el motivo de cara al usuario detrás de las transacciones protegidas y la divulgación selectiva, consulte Valor de privacidad de Zcash en 2026.

7Aleo, acumulaciones, identidad y computación verificable

Aleo utiliza pruebas de conocimiento cero para la ejecución de programas privados. Un usuario puede crear una prueba de que una transición estatal siguió a un programa publicado mientras mantiene privados los datos de registros elegibles. La red verifica la prueba y procesa la lógica finalizada pública a través de su sistema de consenso. La prueba ZK demuestra una ejecución correcta; AleoBFT proporciona un acuerdo de red. Tratarlos como la misma operación repetiría la confusión de minería versus prueba que se observa en explicaciones anteriores de Zcash.

el más amplio Perspectiva de la red Aleo cubre su modelo de privacidad, descentralización y participación en la red sin reducir el proyecto a un acrónimo de prueba.

Los ZK-SNARK también admiten otros diseños:

• Resúmenes de validez: demostrar que un lote de transiciones de estado fuera de la cadena se ejecutó correctamente antes de que un contrato de capa base acepte la nueva raíz de estado.
• Identidad privada: demostrar edad, membresía, jurisdicción o posesión de credenciales sin revelar la credencial completa.
• Prueba de reservas o pasivos: demostrar que los datos comprometidos satisfacen una relación al tiempo que limitan la divulgación, siempre que el compromiso y el alcance contable sean completos.
• Cálculo verificable: demostrar que el software produjo un resultado a partir de entradas comprometidas sin requerir que cada verificador repitiera el costoso trabajo.

Un “resumen de ZK” no es automáticamente privado. Muchos acumuladores de validez publican suficientes datos de transacciones para la reconstrucción y utilizan pruebas principalmente para la corrección y el escalamiento. La privacidad depende de lo que es público, de lo que está oculto y de lo que demuestra el circuito.

8Límites, costos y riesgos de seguridad

Los ZK-SNARK comprimen la verificación, pero la generación de pruebas puede consumir mucha memoria y computación. Los desarrolladores deben traducir los programas en restricciones, gestionar claves de prueba y verificación, seleccionar curvas y esquemas de compromiso y optimizar circuitos. Las aplicaciones complejas pueden necesitar hardware especializado o infraestructura de prueba distribuida.

• Errores de circuito: una restricción faltante puede permitir que un testigo inválido satisfaga la declaración implementada.
• Errores de implementación: Los errores de serialización, aleatoriedad, billetera, verificador o biblioteca pueden socavar las buenas matemáticas.
• Supuestos de configuración: Los sistemas que utilizan un SRS dependen del modelo de seguridad y de la ejecución de la generación de parámetros.
• Fuga de metadatos: La sincronización de la red, los datos de IP, el comportamiento de la billetera, las entradas públicas y los registros de intercambio pueden revelar información fuera de la prueba.
• Riesgo de actualización: Cambiar circuitos o sistemas de prueba requiere una cuidadosa compatibilidad, auditoría y planificación de la migración.

9ZK-SNARK, STARK y pruebas ZK generales

El sistema de prueba adecuado depende de la aplicación. Un protocolo de pago puede priorizar la privacidad y la prueba móvil. Un resumen puede priorizar el rendimiento y el costo de verificación en cadena. Un protocolo de larga duración puede valorar una configuración transparente o la recursividad. “Utiliza ZK” es un punto de partida para el análisis, no una descripción técnica completa.