zk-SNARK o cómo garantizar la privacidad en las criptomonedas. De la teoría a la práctica.

Abstract

En criptografía, una prueba Zero-Knowledge (ZK) es un protocolo de seguridad que permite validar si una afirmación es cierta sin proporcionar ninguna información adicional, solamente su validez [1]. El protocolo Zero Knowledge Succinct Non- Interactive Argument of Knowledge (zk-SNARK) es un caso particular de prueba ZK no interactiva conocida como SNARK [1]. Una de sus múltiples aplicaciones se da en la tecnología blockchain para garantizar la privacidad de los usuarios de las criptomonedas y no comprometer la seguridad de ninguna de las partes. En el trabajo, se introducen los conceptos necesarios para entender los zk-SNARK desde cero, se analizan diferentes herramientas existentes para crear SNARKs y se desarrolla una demo didáctica. La demo aporta la funcionalidad de introducir circuitos definidos por el usuario. Esto permitirá usar los SNARKs para validar soluciones a problemas escogidos por el propio usuario, además de ser una herramienta útil para explicar y comprender zk-SNARK.In cryptography, a Zero-Knowledge proof (ZK proof) is a security protocol that allows to validate whether a statement is true without providing any additional information, only its validity [1]. The Zero Knowledge Succinct Non-Interactive Argument of Knowledge protocol (zk-SNARK) is a particular case of a non-interactive ZK proof known as SNARK [1]. One of its multiple applications is in the blockchain technology; it ensures the privacy of cryptocurrencies users without compromising the security of any of the parties. In this paper, the necessary concepts to understand zk-SNARK from zero are introduced, different existing tools to create SNARKs are analyzed and a didactic demo is developed. The demo provides the introduction of user-defined circuits functionality. This will allow to use SNARKs to validate solutions to problems chosen by the user, as well as being a useful tool to explain and understand zk-SNARK.