Aplicações de ZKP: ZK Rollups e moedas de privacidade

Ethereum processa aproximadamente 15 TPS. Visa: aproximadamente 1700 TPS. Para escalar, as agregações ZK agrupam milhares de transações fora da cadeia, calculam uma prova SNARK da validade delas e publicam a prova na cadeia. Os validadores apenas verificam a prova (1 ms), em vez de verificar cada transação.

Os usuários enviam transações para um sequenciador. O sequenciador agrupa as transações, executa-as fora da cadeia, calcula uma prova de transição de estado (SNARK/STARK que demonstra que a nova raiz de estado está correta) e publica a prova + dados de chamada comprimidos na L1 da Ethereum.

zkSync Era (Matter Labs) é uma agregação ZK compatível com EVM que usa um SNARK personalizado (Boojum, baseado em STARK). Os desenvolvedores implantam contratos Solidity que compilam para bytecode zkEVM. Vazão: mais de 2000 TPS com garantias de segurança no nível da Ethereum.

StarkNet usa STARK (por meio do provador Stark) e a linguagem Cairo. Não requer uma configuração confiável. Os programas são compilados para bytecode Cairo, comprovados com STARK e verificados na Ethereum. Usada por dYdX (v3), Immutable X (NFTs) e Sorare (esportes de fantasia).

Polygon zkEVM usa provas baseadas em PLONK para emular exatamente a EVM. Qualquer contrato inteligente da Ethereum funciona sem modificações. O provador produz uma prova PLONK para cada lote de transações, verificável na L1 da Ethereum em uma única transação.

Zcash (ZEC) usa provas SNARK Groth16 (protocolo Sapling) para possibilitar transações protegidas: remetente, destinatário e valor ficam ocultos. A prova SNARK demonstra que a transação é válida (sem gasto duplo e com valores equilibrados) sem revelar nenhum campo privado.

Uma nota protegida do Zcash se compromete com (valor, destinatário, aleatoriedade) usando uma função de resumo Pedersen. A prova SNARK demonstra: (1) que você conhece a pré-imagem do compromisso (é o proprietário da nota), (2) que a nota não foi gasta (está no conjunto de anuladores), (3) que os valores de saída são iguais aos valores de entrada.

Monero usa assinaturas de anel + compromissos de Pedersen (RingCT) — não usa SNARK; todas as transações são protegidas por padrão. Zcash: baseado em SNARK, com endereços transparentes e protegidos coexistindo. Monero: criptografia mais simples e configurações padrão de privacidade mais fortes; Zcash: garantias criptográficas mais fortes.

Provas de identidade ZK: demonstrar que você tem mais de 18 anos sem revelar a data de nascimento; demonstrar que é cidadão sem revelar o número do passaporte; demonstrar que é um investidor credenciado sem revelar o patrimônio líquido. Implementações: Polygon ID, Semaphore (sinalização anônima).

Aprendizado de máquina com ZK: demonstrar que a inferência de uma rede neural foi calculada corretamente com entradas privadas. Usos: diagnóstico médico (demonstrar que o modelo foi executado nos seus dados sem compartilhá-los), avaliação de crédito (demonstrar que o modelo produziu um resultado sem revelar as entradas). Ainda está em fase de pesquisa para modelos grandes.

As provas ZK permitem computação terceirizada verificável: um provedor de nuvem demonstra que executou corretamente uma computação, e o cliente verifica em milissegundos sem executar a computação novamente. Útil para inferência de IA, análise de dados e pontes sem necessidade de confiança.

O que uma agregação ZK publica na L1 da Ethereum para provar a validade das transações?

As agregações ZK (zkSync, StarkNet, Polygon zkEVM) usam SNARK/STARK para escalabilidade da L2. Zcash usa Groth16 para transações protegidas. As provas ZKP também se aplicam à identidade, à inferência de aprendizado de máquina e à computação terceirizada verificável. A seguir: criptografia homomórfica.