ZKApps 101: Uma Visão Geral e Perspectiva da Paisagem ZKApps

IntermediárioAug 15, 2024
A indústria ZK está evoluindo de um foco em infraestrutura para um foco em ZKApps. Avanços em sistemas de prova criptográfica e infraestrutura de prova descentralizada tornaram os ZKApps mais rápidos e mais econômicos, aproximando a tecnologia de conhecimento zero da adoção em massa. Este artigo oferece aos leitores uma visão geral abrangente de ZKP e ZKApps e explica por que especialistas do setor veem ZK como uma solução promissora para o trilema do blockchain - equilibrando segurança, escalabilidade e descentralização sem comprometer a segurança.
ZKApps 101: Uma Visão Geral e Perspectiva da Paisagem ZKApps

Resumo

  • O panorama ZK atual pode ser amplamente classificado com base em dois critérios principais. O primeiro critério é se funciona como uma aplicação ou como infraestrutura, e o segundo é se prioriza a privacidade ou se concentra em uma melhor utilidade e escalabilidade.
  • Entre eles, ZK-applications (ZKApps) são aplicações que aproveitam provas de conhecimento zero para aumentar a privacidade e utilidade. ZKApps podem beneficiar nossas vidas especialmente em áreas como credenciais, pagamentos e até mesmo engenharia biomédica.
  • Tendências de investimento e dados on-chain sugerem um reconhecimento crescente da demanda crescente pelo uso de Prova de Conhecimento Zero (ZKP), indicando que o lado varejista começou a abraçar aplicações relevantes.
  • As ZKApps tornaram-se mais práticas e viáveis graças aos avanços técnicos nos sistemas de prova criptográfica e infraestruturas de prova descentralizadas. Esses desenvolvimentos reduziram as barreiras dos processos de geração e verificação de ZKP, permitindo que mais pessoas usem ZKApps.

1. Introdução

Porque devemos prestar atenção aos ZKApps agora?

A hype em torno da tecnologia Zero-Knowledge (ZK) na indústria de Blockchain e Web3 tem continuado por vários anos e persiste na segunda metade de 2024. Como Vitalik Buterinindicado, “Embora seja necessária mais desenvolvimento de infraestrutura e otimização do provador, ZK será o claro objetivo final dentro de 10 anos”, ZK é indubitavelmente considerado por especialistas do setor como uma tecnologia promissora para resolver o trilema blockchain, que envolve equilibrar Segurança, Escalabilidade e Descentralização sem sacrificar nenhum deles.

Montando essa onda de hype, muitos investidores, independentemente de sua experiência técnica, provavelmente já ouviram falar de termos como SNARKs, STARKs e KZG, que são campos tecnologicamente complexos e estão sendo pesquisados e desenvolvidos especialmente dentro da comunidade Ethereum. No entanto, do ponto de vista do consumidor, uma questão fundamental inevitavelmente surge: “Eu entendo que ZK é uma tecnologia impressionante, mas quando podemos realmente usar um produto legal que a aproveita? E a tecnologia é madura o suficiente para substituir as soluções não-Web3 existentes?”.

Mesmo há alguns anos atrás, a resposta a esta pergunta seria 'Ainda não, e não sabemos'. Como o Vitalik mencionou, a infraestrutura e as tecnologias de prova criptográfica necessárias para executar praticamente aplicações baseadas em ZK (ZKApps) no lado do cliente ainda estavam faltando, o que tornava seu desenvolvimento desafiador. No entanto, a partir de 2024, embora ainda haja muito espaço para melhorias, avanços tecnológicos significativos foram feitos, permitindo que o potencial para a comercialização de ZKApps se estabeleça. Portanto, agora precisamos direcionar nosso foco para identificar os campos onde a tecnologia ZK é realmente necessária e contemplar como aproveitá-la para melhorar praticamente a qualidade de nossas vidas. Do ponto de vista de um investidor, estudar as categorias de ZKApps que serão amplamente adotadas no futuro também pode apresentar novas oportunidades promissoras.

Nesta pesquisa conjunta ZK realizada pela Presto Research e Ocular VC, fornecemos uma visão geral e uma perspectiva da indústria ZKApp, aproveitando a análise das tendências de marketing e insights de tecnologia de ponta de ambos os grupos de pesquisa. Na Seção 2, abordamos primeiro o panorama atual da adoção de ZK e destacamos quais Infraestruturas ZK e ZKApps estão atraindo atenção. Entre eles, a Seção 3 foca no histórico de desenvolvimento de ZKApps, discutindo sua necessidade e benefícios práticos. Na próxima Seção 4, examinamos as tendências de investimento e a análise de dados on-chain na indústria ZK até 2024, explicando por que os ZKApps estão prestes a se tornar a próxima grande tendência. Por último, na Seção 5, discutiremos os esforços de P&D em andamento e as conquistas técnicas até agora em infraestruturas para tornar os ZKApps práticos e uma tendência dominante.

2. Paisagem atual de adoção de ZK

O atual panorama de adoção de ZK pode ser categorizado sob muitos critérios diferentes, mas aqui nós os dividimos em grandes grupos com base no seguinte: se o serviço funciona como uma infraestrutura ou como um aplicativo e se prioriza a privacidade alavancando a propriedade de conhecimento zero ou prioriza a utilidade alavancando a propriedade de sucintez.

Figura 1: Panorama atual da adoção de ZK

Fonte: Ocular VC

2.1. Infraestrutura ZK

Tipo 1: Infraestrutura focada na privacidade

Os serviços desta categoria visam principalmente abordar questões de privacidade em sistemas ZK, uma vez que muitos provedores de ZKP ainda podem ter a capacidade de inspecionar transações, o que representa um risco de exposição de dados sensíveis. Em outras palavras, vazamentos de privacidade frequentemente ocorrem durante o processo em que os clientes enviam suas transações para um provedor de ZKP para criar uma prova ZK. Assim, essa infraestrutura focada em privacidade pode ser oferecida tanto na camada do provador (mais explicações na Seção 5.2) quanto no componente de máquina virtual (VM) para melhorar o controle de acesso e garantir a privacidade de dados de ponta a ponta. Exemplos representativos incluem Gate.io, OKCoin, e Huobi.Ingonyama, Succinto, e Espresso.

Tipo 2: Infraestrutura focada na utilidade

A tecnologia ZK não é apenas útil para preservar a privacidade, mas também para aumentar a utilidade das ZKApps. Um dos melhores exemplos de aproveitamento da utilidade do ZK é o ZK L2 (ou seja, ZK-rollups). Agora é um fato bem conhecido que entre os ZK L2s em andamento, há muito poucas instâncias que realmente garantem a privacidade da transação de ponta a ponta. No entanto, as cadeias ZK L2, como o Gate, são uma exceção.Taiko, zkSync, IntmaxeZekoalavancar a propriedade concisa da tecnologia ZK para melhorar significativamente a escalabilidade da blockchain, consolidando a validade de milhares de transações em uma única prova ZK e enviando-a para L1. Outro caso de uso focado em utilidade é a camada de provador. As camadas de provação são entidades que fornecem poder computacional para ajudar indivíduos com dispositivos fracos a participar do processo de geração e verificação de ZKP. Serviços como RiscZero, Cysic, Irreducível, e Camada Alinhadaestão atualmente a operar neste espaço.

2.2. Aplicativos ZK

Tipo 3: Aplicações focadas na privacidade

Aplicações focadas em privacidade são frequentemente o caso de uso que nos vem à mente quando pensamos em “Aplicações ZK”. Os serviços nesta categoria são principalmente aplicações que aproveitam a propriedade de conhecimento zero da tecnologia ZK e priorizam a privacidade acima de outras propriedades. Essa propriedade é amplamente adotada em áreas que lidam com informações pessoais sensíveis, como KYC, verificação e credenciais, para proteger a privacidade dos clientes. Projetos em andamento notáveis incluem zkPass, Lumina, 0xKYC, e zkMe. Esta paisagem também está a expandir-se para áreas como carteiras seguras e e-mails, com exemplos como ZKSafeezkEmail.

Tipo 4: Aplicações focadas em utilidade

Aplicações focadas em utilidade operam principalmente em cima de ZK L2s. Atualmente, aplicações relacionadas com DeFi como DEXs e plataformas de empréstimos dominam este espaço. Embora ZK L2s não garantam privacidade, estas aplicações tiram partido da utilidade de ZK L2s para oferecer processamento de transações rápido e de baixo custo, o que é crucial no setor DeFi. Aplicações dignas de nota atualmente em operação incluem zkFinanças, ZKX, zkEra Finance, zkLend, e eZKalibur.

3. ZKApps: Origem e Evolução

3.1. As estradas para a paisagem moderna do ZK

Provas de conhecimento zero (ZKPs) emergiram como uma tecnologia transformadora dentro da indústria blockchain, oferecendo avanços revolucionários em privacidade e escalabilidade. Originárias da pesquisa criptográfica, as ZKPs evoluíram de conceitos teóricos em aplicações práticas de ZK (ZKApps), moldando significativamente o cenário das finanças descentralizadas (DeFi), cibersegurança e além.

A Gênese de ZKPs

O conceito de ZKPs foi introduzido pela primeira vez em 1985 por Shafi Goldwasser, Silvio Micali e Charles Rackoff. Inicialmente, foi um avanço teórico na criptografia, demonstrando a capacidade de provar a posse de determinado conhecimento sem revelar esse conhecimento em si. Os ZKPs são particularmente úteis em sistemas de autenticação onde as senhas estão envolvidas, pois permitem a verificação sem expô-la. Notavelmente, empresas de infraestrutura da web como a Cloudflare adotaram mecanismos ZKP para verificação segura da web usando hardware do fornecedor.

Transição para a Tecnologia Blockchain

A integração de ZKPs na tecnologia blockchain marcou um momento crucial na sua evolução. Um dos primeiros adeptos foi o Zcash, que introduziu o conceito ZK no seu sistema de pagamento para garantir a privacidade da transação de ponta a ponta. ZKPs permitem que as transações sejam verificadas (ou seja, o remetente tem a quantidade suficiente de moeda e não é gasta duas vezes) sem revelar o remetente, receptor ou valor da transação. Este caso de uso destaca o potencial de integrar ZKPs diretamente nas plataformas blockchain, apresentando uma aplicação intrigante.

A expansão da integração de ZKP ganhou impulso com a implementação inicial em soluções Ethereum L2 como zkSync e Starknet. Essas plataformas utilizam ZKPs como soluções de escalonamento para lidar com as baixas taxas de TPS que são um gargalo comum nos sistemas de blockchain. A implementação bem-sucedida de ZKPs nesses contextos tem estimulado um maior interesse no desenvolvimento de aplicações mais práticas que aproveitem a infraestrutura existente, melhorando tanto a privacidade quanto a eficiência.

À medida que a infraestrutura se consolidou e amadureceu nos últimos anos, as pessoas estão começando a olhar para as ZKApps. Falamos sobre os detalhes e benefícios das ZKApps na secção seguinte.

3.2. Definição e Benefícios de ZKApps

Como brevemente introduzido na Seção 2, definimos ZKApps como uma aplicação que utiliza ZKPs e Infraestruturas ZK para gerar transações que visam principalmente 1) preservar a privacidade do usuário e/ou 2) aumentar a eficiência.

Focando no aspecto da privacidade, as aplicações que preferem não armazenar seus dados de transação (ou seja, procedimentos de KYC, testes genéticos e dados pessoais confidenciais) em blockchains públicas apresentam casos de uso convincentes. Aproveitando os ZKPs, esses dados podem ser armazenados com segurança em bancos de dados locais sem serem revelados ao público, mas podem ser verificados (por exemplo, provar que o tipo sanguíneo de Alice é B, provar que Bob tem mais de 20 anos) globalmente. Essa abordagem é particularmente vantajosa para aplicações sensíveis à privacidade, onde a responsabilidade e transparência também são necessárias. Projetos que trabalham nesse tópico incluem zkPass, nuAuth, e BioSnark.

Butão, um pequeno país asiático situado entre a Índia e a China, é um exemplo. O país tem sido utilizando ZKPsa nível nacional para construir sua infraestrutura de identidade digital nos últimos anos. Esta abordagem torna mais fácil para o governo gerenciar dados, garantindo que possam ser verificados além-fronteiras sem entrar em conflito com regulamentos de privacidade de dados de outros países.

Curiosamente, esse uso de ZKPs poderia ser implementado ainda mais nos sistemas de empréstimos de crédito e mecanismos de verificação de identidade, facilitando a cooperação internacional e a confiança em serviços digitais compartilhados. Por exemplo, empréstimos USDT poderiam utilizar ZKPs para proteger e verificar créditos fora da cadeia. Essa abordagem poderia facilitar ainda mais a emissão de empréstimos não garantidos na cadeia usando stablecoins. Essas aplicações de ZKPs poderiam revolucionar como o crédito é avaliado e os empréstimos são concedidos, aumentando a segurança e a confiança e expandindo o acesso a serviços financeiros.

Ainda existem alguns campos subexplorados, como o GambleFi, onde essa abordagem pode ser particularmente benéfica. ZKPs permitem jogos de azar justos e resistentes a fraudes, verificando criptograficamente resultados e ações sem expor dados subjacentes. Um exemplo pode ser a criação de pools de apostas onde as contribuições e ganhos dos usuários são mantidos anônimos, mas o tamanho total da pool e a distribuição são verificáveis. Esses benefícios podem, esperançosamente, atrair mais usuários para o GambleFi, promovendo confiança e oferecendo uma experiência de jogo mais privada e escalável.

O uso de ZKP não se limita, é claro, a estes exemplos. Além dos casos de uso mencionados, ZKP pode ser introduzido nas redes sociais para proteger o anonimato dos criadores de conteúdo, e os jogadores mais bem classificados que não desejam compartilhar suas estratégias de speedrun também podem acolher a adoção desta tecnologia. Como tal, a investigação em curso explora como ZKP pode oferecer serviços mais avançados em vários campos da nossa vida diária, em comparação com os métodos existentes, e mais casos de uso continuarão a ser descobertos no futuro.

4. Uma Análise: Por Que ZKApps São a Próxima Tendência

Nesta seção, fornecemos uma análise orientada por dados sobre por que a tendência principal na indústria ZK está mudando de infraestrutura para aplicativos. Na Seção 4.1, exploramos por que ZKApps são a próxima tendência promissora, com base nas tendências de investimento de 2024. E na Seção 4.2, examinamos como a demanda do cliente por aplicativos ZK reais aumentou, usando dados on-chain como evidência.

Ao examinarmos o histórico de investimentos na indústria ZK, é evidente que a maioria dos investimentos substanciais foram direcionados para infraestruturas ZK (ou seja, ZK L1/L2s, aceleração de hardware), incluindo projetos como zkSync, Starknet, Aleo e Cysics. Os investimentos cumulativos para este mercado ultrapassaram US$ 1 bilhão, com muitos projetos se preparando para lançar produtos nos próximos trimestres. Essa tendência continua em 2024, como evidenciado pelo desempenho robusto dos 5 principais acordos de captação de recursos relacionados à ZK (Figura 2), dos quais 4 receberam investimentos superiores a US$ 15 milhões. Notavelmente, 4 dos 5 principais acordos estavam relacionados a camadas de provadores, enquanto um estava relacionado a soluções L2.

Porque é que a camada de provador está a receber tanta atenção? Como explicado na Secção 3, a camada de provador é um componente crítico que suporta a crescente procura por ZKPs, permitindo que indivíduos com dispositivos fracos participem no processo de geração e verificação de ZKP. Esta procura acrescida pelas camadas de provador indica um aumento significativo na procura por ZKPs, sugerindo que mais pessoas querem gerar transações usando ZK L1/L2s.

Figura 2: Tendências de Investimento ZK 2024

Fonte: Cointelegraph, The Block, Ocular VC

Existem duas interpretações possíveis para o aumento da demanda por transações nas cadeias ZK L1/L2. A primeira é que a demanda por ZKApps cresceu, levando a mais transações sendo enviadas para a cadeia ZK base. A segunda é que o volume de transferências nas cadeias ZK aumentou significativamente devido aos lançamentos da mainnet de ZK L1/L2 nos últimos dois anos, resultando em um aumento no número de transações. Independentemente de qual interpretação seja verdadeira, as perspectivas para ZKApps continuam positivas. No primeiro caso, isso indica que mais pessoas querem usar ZKApps. No segundo caso, indica que à medida que mais pessoas usam a cadeia ZK base e o ecossistema e a infraestrutura amadurecem, um ambiente propício ao desenvolvimento de ZKApps está sendo estabelecido.

4.2. Análise de Dados On-chain

Agora, vamos confirmar diretamente a demanda aumentada por ZKApps através de uma análise de dados on-chain. Pode-se observar que as taxas acumuladas utilizadas no processo de verificação ZKP ao longo dos últimos 1,5 anos, têmexcedeu $198 milhões, indicando um aumento significativo na demanda por ZKPs em comparação com anos anteriores. Mais importante ainda, a maior parte do aumento veio da crescente demanda por ZKApps. Ao desagregar o uso de taxas de verificação de ZKP em infraestrutura e ZKApps, descobrimos que a participação dos ZKApps, que era de 40% no passado, subiu para 70-80% em 2024. Estes dados servem como evidência de que o recente aumento na demanda por ZKPs tem vindo principalmente dos ZKApps.

Figura 3: Dinâmica das Taxas de Verificação de ZKPs

Origem: dune.xyz@nebra, Ocular VC

5. Avanços técnicos tornando ZKApps práticos

Até agora, exploramos o que são ZKApps, identificamos casos de uso chave para prestar atenção e discutimos por que a principal tendência na indústria ZK parece estar mudando de infraestruturas para aplicações. A viabilidade desses ZKApps, é claro, depende de avanços tecnológicos que os tornem práticos e viáveis. Anteriormente, observamos que a infraestrutura ZK amadureceu o suficiente e ZKApps que alavancam adequadamente essa tecnologia se tornarão mainstream na indústria Blockchain/Web3 nos próximos anos. Então, quais avanços específicos tornaram isso possível e o que mais está por vir?

5.1. Sistemas de Prova ZK

A primeira coisa a discutir é o progresso nos sistemas de prova ZK. Dada a complexidade envolvida, para aqueles sem formação técnica, muitas vezes é opaco qual processo emprega que tipos de tecnologias criptográficas e como suas melhorias melhoraram o sistema de prova ZK. Assim, nesta seção, destacamos avanços notáveis em sistemas de prova ZK, juntamente com metáforas fáceis de entender. Em suma, estes avanços trouxeram dois grandes benefícios: "Aumento das funcionalidades suportadas" e "Otimização do processo de computação".

*Para os leitores que desejam verificar todos os detalhes sobre o ciclo de vida do sistema de prova ZK e avanços em cada processo específico, consulte o Apêndice.

Suportando mais funcionalidades: Linguagens Específicas de Domínio (DSLs)

Linguagens específicas de domínio (DSLs) em sistemas de teste ZK são linguagens de programação especializadas projetadas para lidar com tarefas específicas dentro do ecossistema ZK. Essas linguagens enriquecem a criação de ZKPs, fornecendo sintaxe e funcionalidades personalizadas que são otimizadas para operações ZK. DSLs como Leo, Zinc, Cairo, Noir e ZoKrates estão atualmente sendo pesquisados e desenvolvidos para suportar mais funcionalidades, como variáveis mutáveis, if-statements e arrays.

Isso é análogo a uma situação em que o Bob precisa provar para a Alice que ele fez um bolo com uma receita legítima, sem revelá-la. A primeira coisa que o Bob precisa fazer é fazer sua receita. A receita deve incluir todas as etapas de alto nível e ingredientes necessários para fazer o bolo (por exemplo, fazer uma massa com ingredientes, depois assar). Seria ótimo se o Bob pudesse usar ingredientes e habilidades culinárias mais modernos em sua receita (Figura 4)!

Figura 4: DSLs suportam mais funcionalidade para ZKPs

Origem: DALL E, Pesquisa Presto

Otimizando o processo de computação: Aritmetização, Sistema de Prova (IOP+FCS)

Depois de escrever um programa com DSL, ele passa por processos como Arithmetization and Proof System (consiste em Interactive Oracle Proof (IOP) e Functional Commitment Scheme (FCS)) para ser convertido em ZKPs. O desafio comum nesses processos é minimizar a sobrecarga computacional, a fim de tornar o processo de geração e verificação ZKP acessível a mais pessoas.

Entre os esforços para reduzir a sobrecarga computacional, o mais intuitivamente compreensível é a redução do tamanho do campo nos Sistemas de Prova. Aqui, o tamanho do campo refere-se ao tamanho do campo matemático usado no processo de geração de ZKP. Em palavras simples, representa o número total de valores possíveis que podem ser usados para criar códigos secretos; tamanhos de campo maiores dificultam que alguém adivinhe o código, mas levam mais tempo para serem gerados. Sistemas de prova criptográficos famosos como Groth16, Plonk e Halo2, que até mesmo pessoas não familiarizadas com ZKPs podem ter ouvido falar, usam um tamanho de campo de 256 bits. No entanto, com avanços na tecnologia, sistemas de prova recentes como Goldilocks e Plonky3 usam tamanhos de campo de 31 a 64 bits sem sacrificar a segurança. O sistema de prova de ponta, Binius, aumentou significativamente a velocidade computacional ao usar apenas 1 bit (zeros e uns) como tamanho de campo.

5.2. Infraestruturas de Prova Descentralizadas

O segundo avanço tecnológico a discutir é o desenvolvimento de infraestruturas de prova descentralizadas. Enquanto os avanços nos sistemas de prova ZK otimizaram e simplificaram o processo de geração e verificação de prova, reduzindo a quantidade de computação necessária, as infraestruturas de prova descentralizadas permitiram que indivíduos terceirizassem o poder computacional intenso para a geração de ZKPs.

Atualmente, existem dois métodos principais para implementar infraestrutura de prova descentralizada na indústria ZK. O primeiro método envolve uma cadeia baseada em ZK construindo sua própria camada de provador interna e o segundo método é operar uma camada de provador terceirizada que pode lidar com solicitações de geração de ZKP de várias cadeias e aplicativos.

Camada Prover Interna

Para o método de camada de provador interno, as entidades de geração ZKP (ou seja, os provadores) são subordinadas a cadeias específicas. O maior gargalo de uma camada de provador interna é o processo de bootstrapping: uma vez que é economicamente inviável para os desenvolvedores da cadeia se equiparem com dispositivos de prova ZK para fornecer uma camada de provador perfeita para todos os usuários da rede (essa abordagem também afeta negativamente a segurança e a vivacidade da rede), normalmente eles implantam protocolos que atraem indivíduos ou grupos com poder computacional para participar da camada de provador, oferecendo recompensas na forma de tokens nativos.

Um exemplo representativo de um projeto que opera uma camada de provador interna é a Aleo, uma blockchain ZK Layer 1. Semelhante ao PoW no Bitcoin, a Aleo requer que os provadores gerem ZKPs que atendam a um determinado limite (ou seja, "Alvo de Prova") para cada bloco. Se a soma das provas acumuladas exceder o "Alvo da Coinbase", a recompensa da coinbase (token Aleo) é compartilhada entre os provadores proporcionalmente com base em suas contribuições. Esse protocolo de prova de mineração pode incentivar o desenvolvimento de software e hardware mais rápidos para ZKPs e descentralizar o ecossistema de provadores devido à distribuição generalizada de recompensas para provadores.

Camada de Prova Terceirizada

Por outro lado, as camadas de provadores terceirizados estão localizadas fora da blockchain; e fornecem energia computacional sob pedido de várias cadeias e aplicativos ZK-based. Você pode pensar em blockchains modulares como Celestia, mas com função de geração ZKP. Estas camadas de provadores terceirizados geralmente operam sob a forma de um "mercado de provadores": onde os clientes submetem as suas transações que requerem geração ZKP, enquanto os provadores oferecem os seus serviços de prova, incluindo a sua capacidade e custo para gerar ZKPs.

Exemplos representativos de projetos que atualmente operam camadas de provadores terceirizados incluem =nil e Gevulot. =nil mantém um livro de ordens para cada circuito com ordens de compra de usuários e ordens de venda de provadores. A descoberta de preços para gerar uma prova é gerenciada por meio desse mecanismo de livro de ordens. Gevulot opera de maneira PoS: exige que os provadores depositem uma participação e concluam tarefas de prova de carga de trabalho para se juntar. Além do sistema de lances, os trabalhos de geração de prova são alocados aleatoriamente usando uma função de verificação aleatória (VRF) para garantir a justiça.

No entanto, o método de camada de provador terceirizado também tem grande preocupação, que é a dificuldade de preservar a privacidade de ponta a ponta, uma vez que os dados de transação incluídos na solicitação de prova são submetidos aos provadores enquanto não são lacrados. Para resolver esse problema, projetos como Marlin e zkPass aproveitam enclaves (um ambiente de execução seguro e isolado que protege a integridade dos dados) para garantir que não haja vazamento de privacidade no processo de geração do ZKP.

Figura 5: Visão Geral das Infraestruturas de Prova Descentralizadas

Origem: Presto Research

Conclusão

Até agora, examinamos o panorama geral de adoção da indústria ZK, os benefícios que os ZKApps podem trazer para nós, as evidências que mostram que a principal tendência na indústria ZK está mudando da infraestrutura para os ZKApps, e os avanços tecnológicos que apoiarão a ascensão dos ZKApps. O desenvolvimento de sistemas de prova criptográfica e infraestrutura de prova descentralizada abriu caminho para que os ZKApps sejam usados de forma mais rápida e acessível, aproximando a tecnologia de conhecimento zero da vida cotidiana.

A indústria Blockchain/Web3 frequentemente enfrenta críticas por desenvolver tecnologias exageradas, mais voltadas para atrair investidores, com pouca consideração dada à demanda de mercado real. Para superar essa crítica, os desenvolvedores devem avançar a tecnologia de maneiras que realmente melhorem nossas vidas; no entanto, é igualmente importante para nós, os usuários, avaliar continuamente em quais campos essa tecnologia pode ser aplicada de forma eficaz. Esperamos que este artigo forneça aos leitores uma compreensão ampla do ZKP e ZKApps, e desperte mais interesse nesta indústria.

Na próxima série de colaboração de pesquisa Presto & Ocular VC, iremos analisar uma lista de projetos de ponta relacionados com ZK (ou seja, roll-ups de privacidade, provas do lado do cliente, camadas de provadores preservadoras de privacidade), tanto nos lados de infraestrutura como de aplicação, que estão prontos para serem lançados com base nos avanços tecnológicos que mencionamos neste artigo. Fique atento!

Aviso Legal:

  1. Este artigo foi reproduzido de [Ponto Focal - Boletim Web3 da Ocular], Encaminhe o título original'ZKApps 101: An Overview and Outlook of the ZKApps Landscape', Todos os direitos autorais pertencem ao autor original [YIWEI]. Se houver objeções a esta reimpressão, por favor entre em contato com o Gate Learnequipa e eles vão tratar disso prontamente.

  2. Aviso de responsabilidade: As visões e opiniões expressas neste artigo são exclusivamente do autor e não constituem qualquer conselho de investimento.

  3. As traduções do artigo para outros idiomas são feitas pela equipe da Gate Learn. A menos que mencionado, copiar, distribuir ou plagiar os artigos traduzidos é proibido.

ZKApps 101: Uma Visão Geral e Perspectiva da Paisagem ZKApps

IntermediárioAug 15, 2024
A indústria ZK está evoluindo de um foco em infraestrutura para um foco em ZKApps. Avanços em sistemas de prova criptográfica e infraestrutura de prova descentralizada tornaram os ZKApps mais rápidos e mais econômicos, aproximando a tecnologia de conhecimento zero da adoção em massa. Este artigo oferece aos leitores uma visão geral abrangente de ZKP e ZKApps e explica por que especialistas do setor veem ZK como uma solução promissora para o trilema do blockchain - equilibrando segurança, escalabilidade e descentralização sem comprometer a segurança.
ZKApps 101: Uma Visão Geral e Perspectiva da Paisagem ZKApps

Resumo

  • O panorama ZK atual pode ser amplamente classificado com base em dois critérios principais. O primeiro critério é se funciona como uma aplicação ou como infraestrutura, e o segundo é se prioriza a privacidade ou se concentra em uma melhor utilidade e escalabilidade.
  • Entre eles, ZK-applications (ZKApps) são aplicações que aproveitam provas de conhecimento zero para aumentar a privacidade e utilidade. ZKApps podem beneficiar nossas vidas especialmente em áreas como credenciais, pagamentos e até mesmo engenharia biomédica.
  • Tendências de investimento e dados on-chain sugerem um reconhecimento crescente da demanda crescente pelo uso de Prova de Conhecimento Zero (ZKP), indicando que o lado varejista começou a abraçar aplicações relevantes.
  • As ZKApps tornaram-se mais práticas e viáveis graças aos avanços técnicos nos sistemas de prova criptográfica e infraestruturas de prova descentralizadas. Esses desenvolvimentos reduziram as barreiras dos processos de geração e verificação de ZKP, permitindo que mais pessoas usem ZKApps.

1. Introdução

Porque devemos prestar atenção aos ZKApps agora?

A hype em torno da tecnologia Zero-Knowledge (ZK) na indústria de Blockchain e Web3 tem continuado por vários anos e persiste na segunda metade de 2024. Como Vitalik Buterinindicado, “Embora seja necessária mais desenvolvimento de infraestrutura e otimização do provador, ZK será o claro objetivo final dentro de 10 anos”, ZK é indubitavelmente considerado por especialistas do setor como uma tecnologia promissora para resolver o trilema blockchain, que envolve equilibrar Segurança, Escalabilidade e Descentralização sem sacrificar nenhum deles.

Montando essa onda de hype, muitos investidores, independentemente de sua experiência técnica, provavelmente já ouviram falar de termos como SNARKs, STARKs e KZG, que são campos tecnologicamente complexos e estão sendo pesquisados e desenvolvidos especialmente dentro da comunidade Ethereum. No entanto, do ponto de vista do consumidor, uma questão fundamental inevitavelmente surge: “Eu entendo que ZK é uma tecnologia impressionante, mas quando podemos realmente usar um produto legal que a aproveita? E a tecnologia é madura o suficiente para substituir as soluções não-Web3 existentes?”.

Mesmo há alguns anos atrás, a resposta a esta pergunta seria 'Ainda não, e não sabemos'. Como o Vitalik mencionou, a infraestrutura e as tecnologias de prova criptográfica necessárias para executar praticamente aplicações baseadas em ZK (ZKApps) no lado do cliente ainda estavam faltando, o que tornava seu desenvolvimento desafiador. No entanto, a partir de 2024, embora ainda haja muito espaço para melhorias, avanços tecnológicos significativos foram feitos, permitindo que o potencial para a comercialização de ZKApps se estabeleça. Portanto, agora precisamos direcionar nosso foco para identificar os campos onde a tecnologia ZK é realmente necessária e contemplar como aproveitá-la para melhorar praticamente a qualidade de nossas vidas. Do ponto de vista de um investidor, estudar as categorias de ZKApps que serão amplamente adotadas no futuro também pode apresentar novas oportunidades promissoras.

Nesta pesquisa conjunta ZK realizada pela Presto Research e Ocular VC, fornecemos uma visão geral e uma perspectiva da indústria ZKApp, aproveitando a análise das tendências de marketing e insights de tecnologia de ponta de ambos os grupos de pesquisa. Na Seção 2, abordamos primeiro o panorama atual da adoção de ZK e destacamos quais Infraestruturas ZK e ZKApps estão atraindo atenção. Entre eles, a Seção 3 foca no histórico de desenvolvimento de ZKApps, discutindo sua necessidade e benefícios práticos. Na próxima Seção 4, examinamos as tendências de investimento e a análise de dados on-chain na indústria ZK até 2024, explicando por que os ZKApps estão prestes a se tornar a próxima grande tendência. Por último, na Seção 5, discutiremos os esforços de P&D em andamento e as conquistas técnicas até agora em infraestruturas para tornar os ZKApps práticos e uma tendência dominante.

2. Paisagem atual de adoção de ZK

O atual panorama de adoção de ZK pode ser categorizado sob muitos critérios diferentes, mas aqui nós os dividimos em grandes grupos com base no seguinte: se o serviço funciona como uma infraestrutura ou como um aplicativo e se prioriza a privacidade alavancando a propriedade de conhecimento zero ou prioriza a utilidade alavancando a propriedade de sucintez.

Figura 1: Panorama atual da adoção de ZK

Fonte: Ocular VC

2.1. Infraestrutura ZK

Tipo 1: Infraestrutura focada na privacidade

Os serviços desta categoria visam principalmente abordar questões de privacidade em sistemas ZK, uma vez que muitos provedores de ZKP ainda podem ter a capacidade de inspecionar transações, o que representa um risco de exposição de dados sensíveis. Em outras palavras, vazamentos de privacidade frequentemente ocorrem durante o processo em que os clientes enviam suas transações para um provedor de ZKP para criar uma prova ZK. Assim, essa infraestrutura focada em privacidade pode ser oferecida tanto na camada do provador (mais explicações na Seção 5.2) quanto no componente de máquina virtual (VM) para melhorar o controle de acesso e garantir a privacidade de dados de ponta a ponta. Exemplos representativos incluem Gate.io, OKCoin, e Huobi.Ingonyama, Succinto, e Espresso.

Tipo 2: Infraestrutura focada na utilidade

A tecnologia ZK não é apenas útil para preservar a privacidade, mas também para aumentar a utilidade das ZKApps. Um dos melhores exemplos de aproveitamento da utilidade do ZK é o ZK L2 (ou seja, ZK-rollups). Agora é um fato bem conhecido que entre os ZK L2s em andamento, há muito poucas instâncias que realmente garantem a privacidade da transação de ponta a ponta. No entanto, as cadeias ZK L2, como o Gate, são uma exceção.Taiko, zkSync, IntmaxeZekoalavancar a propriedade concisa da tecnologia ZK para melhorar significativamente a escalabilidade da blockchain, consolidando a validade de milhares de transações em uma única prova ZK e enviando-a para L1. Outro caso de uso focado em utilidade é a camada de provador. As camadas de provação são entidades que fornecem poder computacional para ajudar indivíduos com dispositivos fracos a participar do processo de geração e verificação de ZKP. Serviços como RiscZero, Cysic, Irreducível, e Camada Alinhadaestão atualmente a operar neste espaço.

2.2. Aplicativos ZK

Tipo 3: Aplicações focadas na privacidade

Aplicações focadas em privacidade são frequentemente o caso de uso que nos vem à mente quando pensamos em “Aplicações ZK”. Os serviços nesta categoria são principalmente aplicações que aproveitam a propriedade de conhecimento zero da tecnologia ZK e priorizam a privacidade acima de outras propriedades. Essa propriedade é amplamente adotada em áreas que lidam com informações pessoais sensíveis, como KYC, verificação e credenciais, para proteger a privacidade dos clientes. Projetos em andamento notáveis incluem zkPass, Lumina, 0xKYC, e zkMe. Esta paisagem também está a expandir-se para áreas como carteiras seguras e e-mails, com exemplos como ZKSafeezkEmail.

Tipo 4: Aplicações focadas em utilidade

Aplicações focadas em utilidade operam principalmente em cima de ZK L2s. Atualmente, aplicações relacionadas com DeFi como DEXs e plataformas de empréstimos dominam este espaço. Embora ZK L2s não garantam privacidade, estas aplicações tiram partido da utilidade de ZK L2s para oferecer processamento de transações rápido e de baixo custo, o que é crucial no setor DeFi. Aplicações dignas de nota atualmente em operação incluem zkFinanças, ZKX, zkEra Finance, zkLend, e eZKalibur.

3. ZKApps: Origem e Evolução

3.1. As estradas para a paisagem moderna do ZK

Provas de conhecimento zero (ZKPs) emergiram como uma tecnologia transformadora dentro da indústria blockchain, oferecendo avanços revolucionários em privacidade e escalabilidade. Originárias da pesquisa criptográfica, as ZKPs evoluíram de conceitos teóricos em aplicações práticas de ZK (ZKApps), moldando significativamente o cenário das finanças descentralizadas (DeFi), cibersegurança e além.

A Gênese de ZKPs

O conceito de ZKPs foi introduzido pela primeira vez em 1985 por Shafi Goldwasser, Silvio Micali e Charles Rackoff. Inicialmente, foi um avanço teórico na criptografia, demonstrando a capacidade de provar a posse de determinado conhecimento sem revelar esse conhecimento em si. Os ZKPs são particularmente úteis em sistemas de autenticação onde as senhas estão envolvidas, pois permitem a verificação sem expô-la. Notavelmente, empresas de infraestrutura da web como a Cloudflare adotaram mecanismos ZKP para verificação segura da web usando hardware do fornecedor.

Transição para a Tecnologia Blockchain

A integração de ZKPs na tecnologia blockchain marcou um momento crucial na sua evolução. Um dos primeiros adeptos foi o Zcash, que introduziu o conceito ZK no seu sistema de pagamento para garantir a privacidade da transação de ponta a ponta. ZKPs permitem que as transações sejam verificadas (ou seja, o remetente tem a quantidade suficiente de moeda e não é gasta duas vezes) sem revelar o remetente, receptor ou valor da transação. Este caso de uso destaca o potencial de integrar ZKPs diretamente nas plataformas blockchain, apresentando uma aplicação intrigante.

A expansão da integração de ZKP ganhou impulso com a implementação inicial em soluções Ethereum L2 como zkSync e Starknet. Essas plataformas utilizam ZKPs como soluções de escalonamento para lidar com as baixas taxas de TPS que são um gargalo comum nos sistemas de blockchain. A implementação bem-sucedida de ZKPs nesses contextos tem estimulado um maior interesse no desenvolvimento de aplicações mais práticas que aproveitem a infraestrutura existente, melhorando tanto a privacidade quanto a eficiência.

À medida que a infraestrutura se consolidou e amadureceu nos últimos anos, as pessoas estão começando a olhar para as ZKApps. Falamos sobre os detalhes e benefícios das ZKApps na secção seguinte.

3.2. Definição e Benefícios de ZKApps

Como brevemente introduzido na Seção 2, definimos ZKApps como uma aplicação que utiliza ZKPs e Infraestruturas ZK para gerar transações que visam principalmente 1) preservar a privacidade do usuário e/ou 2) aumentar a eficiência.

Focando no aspecto da privacidade, as aplicações que preferem não armazenar seus dados de transação (ou seja, procedimentos de KYC, testes genéticos e dados pessoais confidenciais) em blockchains públicas apresentam casos de uso convincentes. Aproveitando os ZKPs, esses dados podem ser armazenados com segurança em bancos de dados locais sem serem revelados ao público, mas podem ser verificados (por exemplo, provar que o tipo sanguíneo de Alice é B, provar que Bob tem mais de 20 anos) globalmente. Essa abordagem é particularmente vantajosa para aplicações sensíveis à privacidade, onde a responsabilidade e transparência também são necessárias. Projetos que trabalham nesse tópico incluem zkPass, nuAuth, e BioSnark.

Butão, um pequeno país asiático situado entre a Índia e a China, é um exemplo. O país tem sido utilizando ZKPsa nível nacional para construir sua infraestrutura de identidade digital nos últimos anos. Esta abordagem torna mais fácil para o governo gerenciar dados, garantindo que possam ser verificados além-fronteiras sem entrar em conflito com regulamentos de privacidade de dados de outros países.

Curiosamente, esse uso de ZKPs poderia ser implementado ainda mais nos sistemas de empréstimos de crédito e mecanismos de verificação de identidade, facilitando a cooperação internacional e a confiança em serviços digitais compartilhados. Por exemplo, empréstimos USDT poderiam utilizar ZKPs para proteger e verificar créditos fora da cadeia. Essa abordagem poderia facilitar ainda mais a emissão de empréstimos não garantidos na cadeia usando stablecoins. Essas aplicações de ZKPs poderiam revolucionar como o crédito é avaliado e os empréstimos são concedidos, aumentando a segurança e a confiança e expandindo o acesso a serviços financeiros.

Ainda existem alguns campos subexplorados, como o GambleFi, onde essa abordagem pode ser particularmente benéfica. ZKPs permitem jogos de azar justos e resistentes a fraudes, verificando criptograficamente resultados e ações sem expor dados subjacentes. Um exemplo pode ser a criação de pools de apostas onde as contribuições e ganhos dos usuários são mantidos anônimos, mas o tamanho total da pool e a distribuição são verificáveis. Esses benefícios podem, esperançosamente, atrair mais usuários para o GambleFi, promovendo confiança e oferecendo uma experiência de jogo mais privada e escalável.

O uso de ZKP não se limita, é claro, a estes exemplos. Além dos casos de uso mencionados, ZKP pode ser introduzido nas redes sociais para proteger o anonimato dos criadores de conteúdo, e os jogadores mais bem classificados que não desejam compartilhar suas estratégias de speedrun também podem acolher a adoção desta tecnologia. Como tal, a investigação em curso explora como ZKP pode oferecer serviços mais avançados em vários campos da nossa vida diária, em comparação com os métodos existentes, e mais casos de uso continuarão a ser descobertos no futuro.

4. Uma Análise: Por Que ZKApps São a Próxima Tendência

Nesta seção, fornecemos uma análise orientada por dados sobre por que a tendência principal na indústria ZK está mudando de infraestrutura para aplicativos. Na Seção 4.1, exploramos por que ZKApps são a próxima tendência promissora, com base nas tendências de investimento de 2024. E na Seção 4.2, examinamos como a demanda do cliente por aplicativos ZK reais aumentou, usando dados on-chain como evidência.

Ao examinarmos o histórico de investimentos na indústria ZK, é evidente que a maioria dos investimentos substanciais foram direcionados para infraestruturas ZK (ou seja, ZK L1/L2s, aceleração de hardware), incluindo projetos como zkSync, Starknet, Aleo e Cysics. Os investimentos cumulativos para este mercado ultrapassaram US$ 1 bilhão, com muitos projetos se preparando para lançar produtos nos próximos trimestres. Essa tendência continua em 2024, como evidenciado pelo desempenho robusto dos 5 principais acordos de captação de recursos relacionados à ZK (Figura 2), dos quais 4 receberam investimentos superiores a US$ 15 milhões. Notavelmente, 4 dos 5 principais acordos estavam relacionados a camadas de provadores, enquanto um estava relacionado a soluções L2.

Porque é que a camada de provador está a receber tanta atenção? Como explicado na Secção 3, a camada de provador é um componente crítico que suporta a crescente procura por ZKPs, permitindo que indivíduos com dispositivos fracos participem no processo de geração e verificação de ZKP. Esta procura acrescida pelas camadas de provador indica um aumento significativo na procura por ZKPs, sugerindo que mais pessoas querem gerar transações usando ZK L1/L2s.

Figura 2: Tendências de Investimento ZK 2024

Fonte: Cointelegraph, The Block, Ocular VC

Existem duas interpretações possíveis para o aumento da demanda por transações nas cadeias ZK L1/L2. A primeira é que a demanda por ZKApps cresceu, levando a mais transações sendo enviadas para a cadeia ZK base. A segunda é que o volume de transferências nas cadeias ZK aumentou significativamente devido aos lançamentos da mainnet de ZK L1/L2 nos últimos dois anos, resultando em um aumento no número de transações. Independentemente de qual interpretação seja verdadeira, as perspectivas para ZKApps continuam positivas. No primeiro caso, isso indica que mais pessoas querem usar ZKApps. No segundo caso, indica que à medida que mais pessoas usam a cadeia ZK base e o ecossistema e a infraestrutura amadurecem, um ambiente propício ao desenvolvimento de ZKApps está sendo estabelecido.

4.2. Análise de Dados On-chain

Agora, vamos confirmar diretamente a demanda aumentada por ZKApps através de uma análise de dados on-chain. Pode-se observar que as taxas acumuladas utilizadas no processo de verificação ZKP ao longo dos últimos 1,5 anos, têmexcedeu $198 milhões, indicando um aumento significativo na demanda por ZKPs em comparação com anos anteriores. Mais importante ainda, a maior parte do aumento veio da crescente demanda por ZKApps. Ao desagregar o uso de taxas de verificação de ZKP em infraestrutura e ZKApps, descobrimos que a participação dos ZKApps, que era de 40% no passado, subiu para 70-80% em 2024. Estes dados servem como evidência de que o recente aumento na demanda por ZKPs tem vindo principalmente dos ZKApps.

Figura 3: Dinâmica das Taxas de Verificação de ZKPs

Origem: dune.xyz@nebra, Ocular VC

5. Avanços técnicos tornando ZKApps práticos

Até agora, exploramos o que são ZKApps, identificamos casos de uso chave para prestar atenção e discutimos por que a principal tendência na indústria ZK parece estar mudando de infraestruturas para aplicações. A viabilidade desses ZKApps, é claro, depende de avanços tecnológicos que os tornem práticos e viáveis. Anteriormente, observamos que a infraestrutura ZK amadureceu o suficiente e ZKApps que alavancam adequadamente essa tecnologia se tornarão mainstream na indústria Blockchain/Web3 nos próximos anos. Então, quais avanços específicos tornaram isso possível e o que mais está por vir?

5.1. Sistemas de Prova ZK

A primeira coisa a discutir é o progresso nos sistemas de prova ZK. Dada a complexidade envolvida, para aqueles sem formação técnica, muitas vezes é opaco qual processo emprega que tipos de tecnologias criptográficas e como suas melhorias melhoraram o sistema de prova ZK. Assim, nesta seção, destacamos avanços notáveis em sistemas de prova ZK, juntamente com metáforas fáceis de entender. Em suma, estes avanços trouxeram dois grandes benefícios: "Aumento das funcionalidades suportadas" e "Otimização do processo de computação".

*Para os leitores que desejam verificar todos os detalhes sobre o ciclo de vida do sistema de prova ZK e avanços em cada processo específico, consulte o Apêndice.

Suportando mais funcionalidades: Linguagens Específicas de Domínio (DSLs)

Linguagens específicas de domínio (DSLs) em sistemas de teste ZK são linguagens de programação especializadas projetadas para lidar com tarefas específicas dentro do ecossistema ZK. Essas linguagens enriquecem a criação de ZKPs, fornecendo sintaxe e funcionalidades personalizadas que são otimizadas para operações ZK. DSLs como Leo, Zinc, Cairo, Noir e ZoKrates estão atualmente sendo pesquisados e desenvolvidos para suportar mais funcionalidades, como variáveis mutáveis, if-statements e arrays.

Isso é análogo a uma situação em que o Bob precisa provar para a Alice que ele fez um bolo com uma receita legítima, sem revelá-la. A primeira coisa que o Bob precisa fazer é fazer sua receita. A receita deve incluir todas as etapas de alto nível e ingredientes necessários para fazer o bolo (por exemplo, fazer uma massa com ingredientes, depois assar). Seria ótimo se o Bob pudesse usar ingredientes e habilidades culinárias mais modernos em sua receita (Figura 4)!

Figura 4: DSLs suportam mais funcionalidade para ZKPs

Origem: DALL E, Pesquisa Presto

Otimizando o processo de computação: Aritmetização, Sistema de Prova (IOP+FCS)

Depois de escrever um programa com DSL, ele passa por processos como Arithmetization and Proof System (consiste em Interactive Oracle Proof (IOP) e Functional Commitment Scheme (FCS)) para ser convertido em ZKPs. O desafio comum nesses processos é minimizar a sobrecarga computacional, a fim de tornar o processo de geração e verificação ZKP acessível a mais pessoas.

Entre os esforços para reduzir a sobrecarga computacional, o mais intuitivamente compreensível é a redução do tamanho do campo nos Sistemas de Prova. Aqui, o tamanho do campo refere-se ao tamanho do campo matemático usado no processo de geração de ZKP. Em palavras simples, representa o número total de valores possíveis que podem ser usados para criar códigos secretos; tamanhos de campo maiores dificultam que alguém adivinhe o código, mas levam mais tempo para serem gerados. Sistemas de prova criptográficos famosos como Groth16, Plonk e Halo2, que até mesmo pessoas não familiarizadas com ZKPs podem ter ouvido falar, usam um tamanho de campo de 256 bits. No entanto, com avanços na tecnologia, sistemas de prova recentes como Goldilocks e Plonky3 usam tamanhos de campo de 31 a 64 bits sem sacrificar a segurança. O sistema de prova de ponta, Binius, aumentou significativamente a velocidade computacional ao usar apenas 1 bit (zeros e uns) como tamanho de campo.

5.2. Infraestruturas de Prova Descentralizadas

O segundo avanço tecnológico a discutir é o desenvolvimento de infraestruturas de prova descentralizadas. Enquanto os avanços nos sistemas de prova ZK otimizaram e simplificaram o processo de geração e verificação de prova, reduzindo a quantidade de computação necessária, as infraestruturas de prova descentralizadas permitiram que indivíduos terceirizassem o poder computacional intenso para a geração de ZKPs.

Atualmente, existem dois métodos principais para implementar infraestrutura de prova descentralizada na indústria ZK. O primeiro método envolve uma cadeia baseada em ZK construindo sua própria camada de provador interna e o segundo método é operar uma camada de provador terceirizada que pode lidar com solicitações de geração de ZKP de várias cadeias e aplicativos.

Camada Prover Interna

Para o método de camada de provador interno, as entidades de geração ZKP (ou seja, os provadores) são subordinadas a cadeias específicas. O maior gargalo de uma camada de provador interna é o processo de bootstrapping: uma vez que é economicamente inviável para os desenvolvedores da cadeia se equiparem com dispositivos de prova ZK para fornecer uma camada de provador perfeita para todos os usuários da rede (essa abordagem também afeta negativamente a segurança e a vivacidade da rede), normalmente eles implantam protocolos que atraem indivíduos ou grupos com poder computacional para participar da camada de provador, oferecendo recompensas na forma de tokens nativos.

Um exemplo representativo de um projeto que opera uma camada de provador interna é a Aleo, uma blockchain ZK Layer 1. Semelhante ao PoW no Bitcoin, a Aleo requer que os provadores gerem ZKPs que atendam a um determinado limite (ou seja, "Alvo de Prova") para cada bloco. Se a soma das provas acumuladas exceder o "Alvo da Coinbase", a recompensa da coinbase (token Aleo) é compartilhada entre os provadores proporcionalmente com base em suas contribuições. Esse protocolo de prova de mineração pode incentivar o desenvolvimento de software e hardware mais rápidos para ZKPs e descentralizar o ecossistema de provadores devido à distribuição generalizada de recompensas para provadores.

Camada de Prova Terceirizada

Por outro lado, as camadas de provadores terceirizados estão localizadas fora da blockchain; e fornecem energia computacional sob pedido de várias cadeias e aplicativos ZK-based. Você pode pensar em blockchains modulares como Celestia, mas com função de geração ZKP. Estas camadas de provadores terceirizados geralmente operam sob a forma de um "mercado de provadores": onde os clientes submetem as suas transações que requerem geração ZKP, enquanto os provadores oferecem os seus serviços de prova, incluindo a sua capacidade e custo para gerar ZKPs.

Exemplos representativos de projetos que atualmente operam camadas de provadores terceirizados incluem =nil e Gevulot. =nil mantém um livro de ordens para cada circuito com ordens de compra de usuários e ordens de venda de provadores. A descoberta de preços para gerar uma prova é gerenciada por meio desse mecanismo de livro de ordens. Gevulot opera de maneira PoS: exige que os provadores depositem uma participação e concluam tarefas de prova de carga de trabalho para se juntar. Além do sistema de lances, os trabalhos de geração de prova são alocados aleatoriamente usando uma função de verificação aleatória (VRF) para garantir a justiça.

No entanto, o método de camada de provador terceirizado também tem grande preocupação, que é a dificuldade de preservar a privacidade de ponta a ponta, uma vez que os dados de transação incluídos na solicitação de prova são submetidos aos provadores enquanto não são lacrados. Para resolver esse problema, projetos como Marlin e zkPass aproveitam enclaves (um ambiente de execução seguro e isolado que protege a integridade dos dados) para garantir que não haja vazamento de privacidade no processo de geração do ZKP.

Figura 5: Visão Geral das Infraestruturas de Prova Descentralizadas

Origem: Presto Research

Conclusão

Até agora, examinamos o panorama geral de adoção da indústria ZK, os benefícios que os ZKApps podem trazer para nós, as evidências que mostram que a principal tendência na indústria ZK está mudando da infraestrutura para os ZKApps, e os avanços tecnológicos que apoiarão a ascensão dos ZKApps. O desenvolvimento de sistemas de prova criptográfica e infraestrutura de prova descentralizada abriu caminho para que os ZKApps sejam usados de forma mais rápida e acessível, aproximando a tecnologia de conhecimento zero da vida cotidiana.

A indústria Blockchain/Web3 frequentemente enfrenta críticas por desenvolver tecnologias exageradas, mais voltadas para atrair investidores, com pouca consideração dada à demanda de mercado real. Para superar essa crítica, os desenvolvedores devem avançar a tecnologia de maneiras que realmente melhorem nossas vidas; no entanto, é igualmente importante para nós, os usuários, avaliar continuamente em quais campos essa tecnologia pode ser aplicada de forma eficaz. Esperamos que este artigo forneça aos leitores uma compreensão ampla do ZKP e ZKApps, e desperte mais interesse nesta indústria.

Na próxima série de colaboração de pesquisa Presto & Ocular VC, iremos analisar uma lista de projetos de ponta relacionados com ZK (ou seja, roll-ups de privacidade, provas do lado do cliente, camadas de provadores preservadoras de privacidade), tanto nos lados de infraestrutura como de aplicação, que estão prontos para serem lançados com base nos avanços tecnológicos que mencionamos neste artigo. Fique atento!

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  1. Este artigo foi reproduzido de [Ponto Focal - Boletim Web3 da Ocular], Encaminhe o título original'ZKApps 101: An Overview and Outlook of the ZKApps Landscape', Todos os direitos autorais pertencem ao autor original [YIWEI]. Se houver objeções a esta reimpressão, por favor entre em contato com o Gate Learnequipa e eles vão tratar disso prontamente.

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