Proof of Knowledge

O que é Proof of Knowledge em cripto?

Proof of Knowledge é uma prova criptográfica em que um provador convence um verificador de que conhece um segredo ou testemunho específico, sem necessariamente revelar esse segredo.

No setor cripto, Proof of Knowledge é discutido principalmente em relação a provas de conhecimento zero, zk-SNARKs, zk-STARKs, sistemas de identidade, transações privadas, modelos de Prova de Reservas e computação verificável.

Uma prova de conhecimento é diferente de uma prova comum que apenas demonstra que uma afirmação é verdadeira.

Ela demonstra especificamente que o provador conhece uma informação oculta que torna verdadeira a afirmação.

O projeto de prova de conhecimento zero do NIST explica que muitas vezes é útil falar em prova de conhecimento zero de conhecimento quando uma afirmação é demonstrada mostrando que se conhece uma informação secreta, também chamada de testemunho, que é compatível com uma instância pública.

Em termos simples, Proof of Knowledge responde à pergunta: “Você consegue provar que conhece o segredo sem me mostrar esse segredo?”

Isso é poderoso para o setor cripto porque as blockchains precisam de verificação, mas usuários e aplicativos muitas vezes precisam de privacidade.

Uma carteira, um protocolo ou um usuário pode precisar provar que conhece uma chave privada, credencial, senha, valor de abertura, caminho de Merkle, segredo de transação ou testemunho de uma computação.

Proof of Knowledge torna isso possível sem expor diretamente os dados confidenciais.

Esse conceito é um dos principais fundamentos dos sistemas cripto modernos voltados à preservação da privacidade e à escalabilidade.

Como funciona Proof of Knowledge

Um sistema de Proof of Knowledge geralmente envolve um provador, um verificador, uma afirmação e um testemunho.

O provador é a parte que afirma conhecer a informação secreta.

O verificador é a parte ou o contrato inteligente que confere a prova.

A afirmação é a alegação pública que está sendo demonstrada.

O testemunho é a informação privada que torna a afirmação verdadeira.

Por exemplo, a afirmação pública poderia ser que determinado hash tem uma pré-imagem válida.

O testemunho seria o valor secreto que produz esse hash.

O provador cria uma prova usando o testemunho e a afirmação pública.

O verificador confere a prova e a aceita se ela for válida.

Se o sistema de provas for bem projetado, o verificador fica convencido de que o provador conhece o testemunho sem descobrir o próprio testemunho.

Proof of Knowledge vs. prova de conhecimento zero

Proof of Knowledge e prova de conhecimento zero são conceitos estreitamente relacionados, mas não são termos idênticos.

Uma prova de conhecimento zero tem como foco a privacidade.

Ela permite que o provador convença o verificador de que uma afirmação é verdadeira sem revelar informações além da veracidade da afirmação.

A documentação da Ethereum sobre provas de conhecimento zero explica que uma prova de conhecimento zero permite provar a veracidade de uma afirmação sem compartilhar seu conteúdo nem revelar como se descobriu que ela é verdadeira.

Uma prova de conhecimento tem como foco a posse de um testemunho.

Ela demonstra que o provador conhece uma informação privada que satisfaz a afirmação pública.

Uma prova pode ser uma prova de conhecimento sem ser totalmente de conhecimento zero se revelar informações desnecessárias.

Uma prova também pode ser de conhecimento zero e, ao mesmo tempo, demonstrar conhecimento de um testemunho.

Quando as duas propriedades estão presentes, o resultado costuma ser chamado de prova de conhecimento zero de conhecimento.

Essa é a ideia por trás de muitos sistemas zk-SNARK usados no setor cripto.

Proof of Knowledge vs. Proof of Work

Proof of Knowledge não deve ser confundido com Proof of Work.

Proof of Work é um mecanismo de consenso no qual mineradores usam recursos computacionais para proteger uma blockchain.

Proof of Knowledge é um conceito de prova criptográfica em que um provador demonstra que conhece um testemunho.

Proof of Work pergunta: “Você gastou computação suficiente para criar este bloco válido?”

Proof of Knowledge pergunta: “Você conhece a informação secreta que torna verdadeira esta afirmação?”

As duas ideias podem usar criptografia, mas resolvem problemas diferentes.

Proof of Work trata principalmente de consenso e resistência a ataques Sybil.

Proof of Knowledge trata principalmente de conhecimento verificável, privacidade, autenticação e correção.

Uma blockchain pode usar Proof of Work para chegar a um consenso e, ao mesmo tempo, usar Proof of Knowledge em aplicativos criados sobre ela.

Por exemplo, uma cadeia PoW ainda pode oferecer suporte a provas de conhecimento zero em ferramentas de privacidade ou sistemas de prova.

Proof of Knowledge vs. Proof of Stake

Proof of Knowledge também é diferente de Proof of Stake.

Proof of Stake é um mecanismo de consenso no qual validadores bloqueiam tokens como garantia para ajudar a proteger uma blockchain.

Por si só, Proof of Knowledge não exige staking de tokens.

Ele exige a demonstração de que se conhece um testemunho válido.

Proof of Stake trata de quem pode ajudar a propor ou confirmar blocos.

Proof of Knowledge trata do que um provador consegue demonstrar sem revelar dados privados.

Uma blockchain Proof of Stake pode usar Proof of Knowledge em seus aplicativos, rollups, bridges ou sistemas de identidade.

Por exemplo, uma cadeia de contratos inteligentes PoS pode verificar uma prova zk-SNARK enviada por um usuário ou rollup.

Os validadores da cadeia protegem o registro-base, enquanto a prova de conhecimento verifica uma afirmação privada ou computação específica.

Essas camadas podem funcionar em conjunto, mas não devem ser confundidas.

O papel do testemunho

O testemunho é a informação secreta que o provador conhece.

Em Proof of Knowledge, o testemunho é a chave para todo o sistema.

A afirmação pública é projetada para que só seja possível criar uma prova válida se o provador conhecer um testemunho adequado.

Por exemplo, um testemunho pode ser uma chave privada, uma senha, um número aleatório, um caminho de prova de Merkle, o segredo de uma nota, o valor de uma credencial ou um detalhe oculto de uma transação.

O verificador não deve precisar ver o testemunho diretamente.

O verificador só precisa saber que o provador tem um testemunho válido que satisfaz as regras.

Isso é importante porque muitos sistemas cripto exigem a prova de autoridade ou elegibilidade sem expor dados confidenciais.

Um usuário pode precisar provar que pertence a um grupo sem revelar de qual membro se trata.

Uma carteira pode precisar provar que controla um segredo sem expor a chave secreta.

Um protocolo pode precisar provar que uma transação privada é válida sem publicar todos os detalhes privados da transação.

Provedor e verificador

Um sistema de Proof of Knowledge depende de um provador e de um verificador.

O provador gera a prova.

O verificador confere a prova.

Em geral, o provador realiza mais computação do que o verificador.

Essa assimetria é útil no setor cripto porque uma parte pode gerar provas complexas off-chain, enquanto muitas outras podem verificar o resultado a baixo custo.

Em um sistema de contratos inteligentes, o verificador pode ser um contrato on-chain que confere uma prova antes de permitir uma ação.

Em um rollup, o verificador pode conferir uma prova de que um lote de transações foi processado corretamente.

Em um sistema de identidade, o verificador pode confirmar que um usuário tem uma credencial sem conhecer todos os detalhes dela.

O verificador não precisa confiar pessoalmente no provador.

Ele só precisa confiar na solidez do sistema de provas e na correção da lógica do verificador.

Solidez em Proof of Knowledge

Solidez significa que um provador desonesto não deve conseguir criar uma prova válida sem realmente conhecer o testemunho.

Essa propriedade é essencial porque um sistema de provas fraco permitiria alegações falsas.

Por exemplo, se um usuário pudesse provar que conhece uma chave privada sem conhecê-la de fato, o sistema seria inútil.

Se um provador de rollup pudesse provar uma transição de estado válida sem conhecer dados de transação válidos, o rollup não seria seguro.

A solidez costuma se basear em premissas matemáticas, no projeto do sistema de provas, em uma implementação segura e na construção correta do circuito.

Uma prova só pode ser matematicamente válida para a afirmação exata codificada no circuito ou programa.

Se os desenvolvedores escreverem o circuito errado, a prova poderá demonstrar algo diferente do pretendido.

Por isso, auditorias de circuitos são extremamente importantes em sistemas cripto de conhecimento zero.

A solidez protege contra provas falsas, mas somente se a afirmação demonstrada for a afirmação correta.

Completude em Proof of Knowledge

Completude significa que um provador honesto que realmente conhece o testemunho deve conseguir criar uma prova aceita pelo verificador.

Se um sistema de provas não for completo, usuários legítimos poderão não conseguir provar afirmações verdadeiras.

Isso seria um problema grave de usabilidade e segurança.

Por exemplo, um usuário com uma credencial válida deve conseguir provar que é elegível.

Um operador de rollup com dados de transação válidos deve conseguir gerar uma prova válida.

O proprietário de uma carteira com o segredo correto deve conseguir provar que conhece esse segredo.

A completude depende de software correto, parâmetros corretos, capacidade computacional suficiente e um sistema de provas bem projetado.

Em aplicativos cripto reais, a geração de provas pode falhar por bugs, limites de memória, dados de entrada incorretos ou versões incompatíveis de circuitos.

Isso significa que Proof of Knowledge não é apenas um conceito matemático.

Também é um desafio de engenharia.

Propriedade de conhecimento zero

A propriedade de conhecimento zero significa que a prova não revela informações desnecessárias sobre o testemunho.

Isso é especialmente importante quando o testemunho contém dados confidenciais.

Uma prova de conhecimento pode ser útil mesmo sem conhecimento zero, mas muitos aplicativos cripto precisam das duas propriedades.

Por exemplo, um usuário pode querer provar que possui uma credencial válida sem revelar sua identidade completa.

Um sistema de transações privadas pode precisar provar que entradas e saídas estão equilibradas sem revelar o remetente, o destinatário ou o valor.

Um sistema de Prova de Reservas pode precisar provar controle sobre ativos sem revelar publicamente todos os endereços ou saldos.

A explicação da Zcash sobre zk-SNARKs descreve provas de conhecimento zero como uma forma de o provador demonstrar uma afirmação ao verificador sem revelar informações além da validade da própria afirmação.

Em uma prova de conhecimento zero de conhecimento, o verificador descobre que o provador conhece o testemunho, mas não descobre o testemunho.

Esse equilíbrio entre prova e privacidade é uma das ideias mais importantes da criptografia moderna.

Proof of Knowledge em zk-SNARKs

zk-SNARK significa Zero-Knowledge Succinct Non-Interactive Argument of Knowledge.

A parte final do nome, “Argument of Knowledge”, está diretamente relacionada a Proof of Knowledge.

Um zk-SNARK permite que o provador crie uma prova pequena que pode ser verificada rapidamente.

Ele pode demonstrar que o provador conhece um testemunho válido para uma afirmação sem revelar esse testemunho.

Pesquisas acadêmicas sobre a Zcash descrevem zk-SNARKs como argumentos de conhecimento zero de conhecimento, não interativos, compactos e que exigem poucos recursos computacionais para verificação.

Isso torna os zk-SNARKs valiosos para blockchains, pois a verificação on-chain é cara.

Uma prova curta que possa ser verificada a baixo custo pode reduzir taxas de gas e viabilizar aplicativos privados ou escaláveis.

Os zk-SNARKs são usados em sistemas de privacidade, rollups, bridges, modelos de prova de ativos, identidade privada e computação verificável.

Dependendo do sistema SNARK específico, os principais compromissos podem incluir premissas de trusted setup, complexidade dos circuitos, custo de geração de provas e riscos de implementação.

Proof of Knowledge é um dos motivos centrais pelos quais os zk-SNARKs podem demonstrar fatos úteis sem expor dados privados.

Proof of Knowledge em zk-STARKs

Os sistemas zk-STARK são outra grande família de sistemas de provas de conhecimento zero e de validade.

Os sistemas baseados em STARK podem oferecer propriedades de configuração transparente e recursos robustos de escalabilidade.

Em uma prova no estilo STARK, o provador pode demonstrar que uma computação foi executada corretamente de acordo com um conjunto de restrições.

O testemunho pode incluir um registro de execução, dados de entrada privados ou valores intermediários.

O verificador confere a prova sem executar novamente toda a computação.

Os STARKs são frequentemente discutidos no contexto de rollups, computação verificável e escalabilidade de blockchain.

Como ocorre com outros sistemas de provas, sua utilidade depende da afirmação exata e do circuito ou programa que está sendo demonstrado.

Uma prova STARK pode funcionar como prova de conhecimento quando demonstra que o provador conhece um testemunho que satisfaz a afirmação.

As diferenças práticas entre SNARKs e STARKs incluem tamanho da prova, custo de verificação, custo de geração, premissas e ferramentas para desenvolvedores.

Os usuários não precisam dominar todos os detalhes, mas devem entender que as duas famílias podem usar conceitos de Proof of Knowledge.

Provas de conhecimento interativas e não interativas

As provas de conhecimento podem ser interativas ou não interativas.

Em uma prova interativa, o provador e o verificador trocam mensagens durante o processo.

O verificador pode desafiar o provador, que responde de uma forma que demonstra o conhecimento.

As provas interativas são importantes na teoria criptográfica e em alguns sistemas de autenticação.

Em uma prova não interativa, o provador cria uma única prova que o verificador pode conferir sem uma conversa de ida e volta.

As provas não interativas são especialmente úteis para blockchains, pois contratos inteligentes não conseguem manter facilmente conversas em tempo real com provadores off-chain.

Um usuário ou rollup pode gerar uma prova e enviá-la on-chain.

O contrato verificador pode conferir a prova em uma única transação.

Por isso, argumentos de conhecimento não interativos são tão importantes para os aplicativos cripto.

Eles tornam a verificação de provas compatível com registros públicos, contratos inteligentes e redes assíncronas.

Proof of Knowledge e Fiat-Shamir

A transformação Fiat-Shamir é uma técnica que pode converter certos protocolos de prova interativos em não interativos.

Ela substitui o desafio aleatório do verificador por um desafio derivado de uma função hash.

Isso é importante porque as blockchains muitas vezes precisam de provas que possam ser geradas uma vez e verificadas posteriormente por muitas partes.

As provas não interativas se adaptam melhor a ambientes de blockchain do que conversas ao vivo entre provador e verificador.

No entanto, a transformação Fiat-Shamir precisa ser projetada cuidadosamente para ser usada com segurança.

A função hash, a estrutura da transcrição, a separação de domínio e os detalhes de implementação são importantes.

Uma transformação implementada de forma inadequada pode enfraquecer a segurança.

Os desenvolvedores cripto devem usar bibliotecas de provas estabelecidas e protocolos revisados, em vez de inventar sistemas de prova próprios.

Para os usuários, a ideia principal é que as provas não interativas tornam Proof of Knowledge viável on-chain.

Elas permitem que um contrato inteligente verifique o conhecimento sem precisar interagir repetidamente com o provador.

Proof of Knowledge e propriedade de carteiras

Um exemplo cripto simples de Proof of Knowledge é provar que se conhece uma chave privada.

Um usuário pode assinar uma mensagem com uma chave privada para provar que controla um endereço de carteira.

Isso nem sempre é chamado de prova de conhecimento zero, mas é uma prova prática de que o usuário conhece a chave de assinatura.

O usuário não revela a própria chave privada.

O verificador confere a assinatura usando informações de chave pública.

É assim que geralmente funcionam o login com carteira, a assinatura de mensagens e as verificações básicas de propriedade de endereço.

No entanto, assinaturas comuns costumam revelar qual endereço está envolvido e talvez não ofereçam privacidade mais ampla.

As provas de conhecimento zero podem ampliar essa ideia, permitindo provar afirmações mais específicas.

Por exemplo, um usuário poderia provar que pertence a um conjunto de carteiras sem revelar exatamente qual delas é sua.

Isso mostra a relação entre a comprovação básica de propriedade de uma chave e os sistemas avançados de Proof of Knowledge.

Proof of Knowledge em transações privadas

Sistemas de transações privadas podem usar Proof of Knowledge para provar que uma transação é válida sem revelar detalhes confidenciais.

O provador pode precisar provar que conhece a abertura secreta de um compromisso.

Pode precisar provar que uma nota de entrada existe em uma árvore de compromissos.

Pode precisar provar que a nota ainda não foi gasta.

Pode precisar provar que os valores estão corretamente equilibrados.

O verificador confere essas afirmações sem ver diretamente o testemunho privado.

Isso pode permitir que uma blockchain aplique regras enquanto oculta determinados detalhes das transações.

Os sistemas de privacidade precisam ser projetados com cuidado, pois metadados ainda podem revelar informações.

Uma prova matematicamente de conhecimento zero talvez não proteja os usuários se endereços, horários, dados de rede ou comportamento do aplicativo revelarem informações demais.

Proof of Knowledge é uma parte essencial do projeto de transações privadas, mas a privacidade também exige um projeto operacional robusto.

Proof of Knowledge em ZK-rollups

Os ZK-rollups usam provas de validade para demonstrar que lotes de transações processados off-chain foram executados corretamente.

A documentação da Ethereum sobre ZK-rollups explica que eles usam provas de validade para finalizar lotes de transações na Ethereum.

Em muitos projetos de rollup, o provador precisa conhecer o testemunho necessário para demonstrar uma transição de estado válida.

Esse testemunho pode incluir dados de transações, assinaturas, estados de contas, caminhos de Merkle, registros de execução e valores intermediários de computação.

A prova permite que a cadeia-base verifique o resultado sem executar novamente todas as transações.

Proof of Knowledge ajuda a garantir que o provador não esteja apenas alegando que uma transição de estado é válida.

O provador precisa gerar uma prova com base nos dados e na computação que tornam a transição válida.

Isso é importante para a escalabilidade, pois a cadeia-base pode aceitar provas compactas em vez de realizar toda a computação por conta própria.

Os usuários talvez não vejam a prova diretamente, mas ela afeta a segurança do rollup, a finalização, o prazo de saque e o custo.

Nos rollups, Proof of Knowledge permite uma verificação eficiente que minimiza a necessidade de confiança.

Proof of Knowledge em sistemas de identidade

Proof of Knowledge pode viabilizar sistemas privados de identidade e credenciais.

Um usuário pode querer provar que tem uma credencial válida sem revelar a credencial completa.

Por exemplo, um usuário poderia provar que tem mais do que uma idade mínima exigida sem revelar a data exata de nascimento.

Também poderia provar que faz parte de um grupo aprovado sem revelar qual membro é.

Um usuário poderia provar que passou por um processo de verificação sem publicar documentos pessoais on-chain.

Esses sistemas geralmente dependem de compromissos, credenciais, assinaturas e provas de conhecimento zero.

O testemunho pode incluir dados privados da credencial.

A afirmação pública pode incluir uma regra de elegibilidade, associação ou cumprimento de um limite.

Proof of Knowledge pode reduzir a quantidade de informações pessoais expostas aos aplicativos.

No entanto, os sistemas de identidade que preservam a privacidade ainda precisam de governança cuidadosa dos emissores, mecanismos de revogação, segurança de carteiras e consentimento dos usuários.

Proof of Knowledge em Prova de Reservas

Proof of Knowledge pode ser usado em modelos de Prova de Reservas ou prova de ativos.

Uma instituição ou protocolo pode querer provar que controla ativos sem revelar todas as chaves privadas, todos os endereços ou detalhes operacionais.

Uma prova pode demonstrar que se conhecem as chaves privadas correspondentes a determinados fundos ou compromissos.

Sistemas mais avançados podem combinar provas de ativos com passivos, árvores de Merkle, compromissos e métodos de conhecimento zero.

O objetivo é aumentar a transparência e reduzir a exposição desnecessária de informações privadas.

No entanto, Proof of Knowledge, por si só, não comprova solvência.

Uma prova de reservas pode demonstrar o controle de ativos, mas os usuários também precisam de informações sobre passivos e obrigações.

Um sistema pode provar que controla algumas carteiras e ainda assim dever mais do que possui.

Por isso, os modelos de Prova de Reservas precisam ser avaliados com cuidado.

Proof of Knowledge pode contribuir para auditorias melhores, mas não substitui uma auditoria financeira completa.

Proof of Knowledge em autenticação

Proof of Knowledge pode ser usado para autenticação porque permite provar que alguém conhece um segredo sem revelá-lo.

A autenticação tradicional costuma usar senhas, mas elas podem ser roubadas se forem enviadas ou armazenadas de forma inadequada.

A autenticação criptográfica pode provar que se conhece uma chave secreta por meio de assinaturas ou protocolos de desafio e resposta.

Em carteiras cripto, assinar mensagens é uma forma comum de autenticação baseada em chave.

Um site pode pedir que uma carteira assine uma mensagem, e a assinatura pode comprovar o controle do endereço.

Sistemas mais avançados podem adicionar propriedades de conhecimento zero para que o usuário prove sua elegibilidade sem revelar uma identidade pública estável.

Isso pode reduzir o rastreamento e melhorar a privacidade.

No entanto, os usuários precisam ter cuidado com solicitações de assinatura.

Um site malicioso pode enganar os usuários para que assinem algo perigoso ou que invada sua privacidade.

Proof of Knowledge só contribui para uma autenticação mais segura quando as interfaces de carteira e a lógica dos aplicativos são projetadas com clareza.

Proof of Knowledge e compromissos

Os compromissos são frequentemente usados em conjunto com sistemas de Proof of Knowledge.

Um compromisso permite ocultar um valor e, ao mesmo tempo, ficar vinculado a ele.

Depois, o usuário pode abrir o compromisso revelando o valor e a aleatoriedade usados para criá-lo.

Em sistemas de conhecimento zero, um provador pode demonstrar que conhece a abertura de um compromisso sem revelar essa abertura.

Isso é útil para saldos privados, ofertas sigilosas, votos ocultos, declarações confidenciais de identidade e notas de transações privadas.

O compromisso é público, mas o testemunho continua privado.

A prova demonstra que o provador conhece valores compatíveis com o compromisso e com as regras do protocolo.

Isso permite que sistemas públicos verifiquem declarações privadas.

Compromissos e Proof of Knowledge são frequentemente usados em conjunto porque permitem que informações ocultas continuem verificáveis.

Sem compromissos, seria mais difícil vincular testemunhos privados ao estado público da blockchain com segurança.

Proof of Knowledge e árvores de Merkle

As árvores de Merkle são outra ferramenta comum nos sistemas de Proof of Knowledge.

Uma árvore de Merkle permite resumir muitos dados em uma única raiz.

Uma prova de Merkle pode demonstrar que um item está incluído na árvore sem revelar todos os itens nela contidos.

Em sistemas de conhecimento zero, um provador pode demonstrar que conhece um caminho de Merkle válido sem revelar publicamente a folha ou o caminho exatos.

Isso é útil para comprovar participação em grupos, whitelists privadas, notas protegidas, conjuntos de credenciais e estruturas de Prova de Reservas.

A entrada pública pode ser a raiz de Merkle.

O testemunho privado pode incluir a folha e o caminho.

A prova demonstra que a folha oculta pertence ao conjunto comprometido.

Isso permite que os aplicativos verifiquem a inclusão sem expor totalmente a identidade ou os dados.

As árvores de Merkle tornam Proof of Knowledge mais útil em grandes conjuntos de dados porque fornecem compromissos públicos compactos para muitos registros privados.

Benefícios de Proof of Knowledge

O primeiro benefício de Proof of Knowledge é a privacidade.

O provador pode demonstrar que conhece um segredo sem revelar o próprio segredo.

O segundo benefício é a autenticação.

Os usuários podem provar que controlam chaves ou credenciais sem expor o segredo subjacente.

O terceiro benefício é a escalabilidade.

Rollups e sistemas de computação verificável podem demonstrar grandes computações por meio de provas compactas.

O quarto benefício é a divulgação seletiva.

Os usuários podem revelar apenas a afirmação relevante, em vez de expor todos os dados pessoais ou financeiros.

O quinto benefício é a minimização da confiança.

Os verificadores podem conferir provas matematicamente, em vez de confiar apenas na palavra do provador.

O sexto benefício é a componibilidade.

Os contratos inteligentes podem verificar provas e usá-las em sistemas DeFi, de identidade, jogos, governança e bridges.

O sétimo benefício é a auditabilidade.

Instituições e protocolos podem comprovar certos fatos sem publicar todos os registros confidenciais.

Limitações de Proof of Knowledge

A primeira limitação é a complexidade.

Os sistemas de Proof of Knowledge podem ser difíceis de projetar, auditar e explicar.

A segunda limitação é o custo de geração de provas.

Gerar provas pode exigir muita computação, memória e infraestrutura especializada.

A terceira limitação é o risco dos circuitos.

Uma prova só demonstra a afirmação codificada no circuito; por isso, um circuito inadequado pode gerar uma falsa sensação de segurança.

A quarta limitação são as premissas de configuração.

Alguns sistemas de provas exigem cerimônias de trusted setup ou parâmetros públicos especiais.

A quinta limitação é o vazamento de metadados.

Uma prova de conhecimento zero pode ocultar o testemunho, mas a atividade ao redor ainda pode revelar o comportamento do usuário.

A sexta limitação são bugs no verificador.

Um verificador de contrato inteligente com falhas de implementação pode aceitar provas inválidas ou rejeitar provas válidas.

A sétima limitação é a falta de compreensão por parte do usuário.

Muitos usuários veem a palavra “prova” e presumem que todo o sistema é seguro, embora apenas uma afirmação específica esteja sendo comprovada.

Riscos de segurança em sistemas de Proof of Knowledge

Um risco importante é provar a afirmação errada.

Se um circuito deixar de impor uma regra importante, a prova poderá ser válida, mas insegura.

Outro risco é a aleatoriedade fraca.

Alguns sistemas de provas dependem de valores aleatórios, e uma aleatoriedade inadequada pode revelar segredos ou comprometer a solidez.

Outro risco é a exposição do testemunho.

Se um serviço de geração de provas receber dados de entrada privados, poderá revelá-los ou usá-los indevidamente.

Outro risco são interfaces maliciosas.

Um usuário pode gerar uma prova para uma afirmação que não entende porque a interface é enganosa.

Outro risco é usar software de geração de provas desatualizado.

Os sistemas de provas evoluem rapidamente, e bibliotecas antigas podem conter bugs ou premissas fracas.

Outro risco é a divulgação enganosa de provas.

Um projeto pode afirmar que usa conhecimento zero ou Proof of Knowledge sem explicar o que está sendo realmente demonstrado.

Usuários e desenvolvedores devem sempre perguntar qual é a afirmação, qual é o testemunho, quem gera a prova e quem a verifica.

Essas perguntas revelam mais do que o rótulo por si só.

Proof of Knowledge e contratos inteligentes

Os contratos inteligentes podem verificar resultados de Proof of Knowledge por meio de contratos verificadores.

Um contrato verificador confere se uma prova enviada é válida para determinadas entradas públicas.

Se a prova for válida, o contrato inteligente poderá permitir uma ação, como emitir, sacar, votar, reivindicar, usar uma bridge ou atualizar o estado.

Esse modelo permite que aplicativos on-chain usem conhecimento privado off-chain.

No entanto, os contratos verificadores precisam ser corretos e eficientes.

Se a verificação for cara demais, os usuários poderão enfrentar taxas de gas elevadas.

Se a verificação estiver incorreta, o aplicativo poderá não ser seguro.

Os desenvolvedores devem testar cuidadosamente os contratos verificadores e publicar documentação clara sobre as entradas públicas e o significado da prova.

Os usuários não devem presumir que todo contrato que verifica provas é seguro.

O contrato precisa verificar a prova correta para a afirmação certa e de acordo com as regras adequadas.

Proof of Knowledge e DAOs

As DAOs podem usar Proof of Knowledge para votação privada, verificações de elegibilidade, sistemas antissybil e controles de tesouraria.

Um eleitor pode provar que está apto a votar sem revelar qual membro elegível é.

Um colaborador pode provar que possui uma credencial sem expor sua identidade completa.

Um candidato a subsídio pode comprovar associação ou reputação sem publicar todos os dados pessoais.

A votação privada é complexa porque a DAO precisa impedir votos duplicados e proteger a privacidade dos eleitores.

Proof of Knowledge pode ajudar ao demonstrar que o usuário conhece uma credencial ou um nullifier válido sem revelar a própria credencial.

Um nullifier é um valor que pode impedir o uso duplicado e, ao mesmo tempo, preservar parte da privacidade.

Os sistemas de DAO ainda precisam de regras de governança, processos de resolução de disputas, emissão de credenciais e métodos de revogação.

Proof of Knowledge pode melhorar a privacidade, mas não resolve todos os problemas de governança.

Um bom projeto de DAO precisa combinar criptografia com salvaguardas sociais e processuais.

Proof of Knowledge e bridges

As bridges podem usar sistemas de prova para verificar informações entre blockchains.

Um provador pode demonstrar que conhece dados que comprovam a ocorrência de um evento em uma blockchain de origem.

Um verificador em outra blockchain pode conferir a prova antes de liberar ativos ou mensagens.

As bridges baseadas em provas podem reduzir a dependência de signatários centralizados, mas continuam sendo complexas.

Uma prova de bridge pode precisar demonstrar cabeçalhos de blocos, finalização, raízes de estado, inclusão em Merkle ou validade da execução.

O testemunho pode incluir dados da cadeia e caminhos necessários para sustentar a afirmação.

O verificador precisa entender exatamente o que a prova demonstra.

Proof of Knowledge pode ajudar na verificação entre blockchains, mas não torna uma bridge segura automaticamente.

A segurança de uma bridge também depende de premissas de finalização, disponibilidade de dados, controles de atualização, liquidez e procedimentos de emergência.

Os usuários devem tratar as bridges como sistemas de alto risco, mesmo quando usam criptografia avançada.

Proof of Knowledge e conformidade

Proof of Knowledge pode contribuir para projetos compatíveis com requisitos de conformidade ao demonstrar fatos específicos sem expor informações desnecessárias.

Por exemplo, um usuário pode provar que atende a uma regra de elegibilidade sem colocar documentos completos de identidade on-chain.

Um protocolo pode provar que uma computação seguiu uma política sem publicar todos os registros subjacentes.

Um usuário pode provar que não está em uma lista de restrições sem revelar sua identidade completa a todos os aplicativos.

Esses projetos são promissores porque podem reduzir a coleta de dados e melhorar a privacidade.

No entanto, eles não eliminam as obrigações legais por si só.

Os requisitos regulatórios variam conforme a jurisdição, o tipo de ativo, o aplicativo e a categoria de usuário.

Proof of Knowledge pode ajudar a reduzir a exposição desnecessária de dados, mas o projeto jurídico e de conformidade ainda exige análise profissional.

Os projetos devem evitar afirmar que a tecnologia de conhecimento zero torna automaticamente qualquer atividade compatível com as regras.

A criptografia pode provar fatos, mas é a lei que determina quais fatos são relevantes.

Boas práticas para usuários

Antes de confiar em uma prova, os usuários devem entender qual afirmação ela realmente demonstra.

Não devem presumir que uma prova torna seguro todo o protocolo.

Devem verificar se o projeto explica as entradas públicas, o testemunho privado, o contrato verificador, as auditorias e as premissas de segurança.

Devem evitar compartilhar chaves privadas, frases de recuperação ou segredos em texto puro com serviços de geração de provas.

Devem ter cuidado ao usar provadores remotos, pois dados privados do testemunho podem ser expostos se o sistema não tiver um projeto seguro.

Devem preferir aplicativos que expliquem honestamente as limitações de privacidade.

Devem lembrar que metadados ainda podem revelar informações mesmo quando a prova é de conhecimento zero.

Devem evitar assinar mensagens de carteira ou gerar provas em sites desconhecidos.

Devem verificar os links oficiais antes de interagir com aplicativos baseados em provas.

Devem tratar Proof of Knowledge como uma ferramenta poderosa, não como uma garantia mágica.

Boas práticas para desenvolvedores

Os desenvolvedores devem definir com precisão a afirmação que está sendo demonstrada.

Devem identificar quais entradas são públicas e quais são testemunhos privados.

Devem usar sistemas de provas bem revisados e bibliotecas auditadas.

Devem evitar criptografia personalizada, a menos que ela passe por uma análise especializada.

Devem escrever circuitos que imponham todas as regras necessárias.

Devem testar os circuitos com casos extremos, testemunhos inválidos e entradas maliciosas.

Devem proteger os dados do testemunho durante a geração de provas.

Devem tornar os contratos verificadores eficientes e seguros.

Devem documentar o que a prova não demonstra.

Devem criar interfaces que expliquem claramente as solicitações de prova antes de os usuários assinarem ou gerarem qualquer coisa.

Equívocos comuns sobre Proof of Knowledge

Um equívoco é achar que Proof of Knowledge e Proof of Work são parecidos porque ambos usam a palavra “proof”.

São diferentes: Proof of Work protege o consenso por meio da computação, enquanto Proof of Knowledge demonstra a posse de um testemunho.

Outro equívoco é achar que toda Proof of Knowledge é automaticamente de conhecimento zero.

Uma prova de conhecimento pode demonstrar a posse de um testemunho, mas precisa da propriedade de conhecimento zero para evitar a divulgação de informações desnecessárias.

Outro equívoco é achar que uma prova válida significa que todo o projeto é confiável.

Uma prova válida só confirma a afirmação específica verificada pelo sistema.

Outro equívoco é achar que o conhecimento zero oculta toda a atividade.

Uma prova pode ocultar o testemunho, enquanto o horário das transações, as conexões entre carteiras ou os metadados ainda revelam padrões.

Outro equívoco é achar que os usuários nunca precisam se preocupar com o testemunho.

O testemunho define o que o provador realmente conhece e, por isso, é essencial para entender a prova.

Perguntas frequentes

O que significa Proof of Knowledge?

Proof of Knowledge significa que um provador consegue convencer um verificador de que conhece um testemunho secreto que torna verdadeira uma afirmação pública.

Proof of Knowledge é o mesmo que prova de conhecimento zero?

Não. Proof of Knowledge tem como foco demonstrar a posse de um testemunho, enquanto o conhecimento zero tem como foco ocultar informações desnecessárias durante a prova.

O que é uma prova de conhecimento zero de conhecimento?

Uma prova de conhecimento zero de conhecimento demonstra que o provador conhece um testemunho válido sem revelar informações desnecessárias sobre ele.

O que é um testemunho em Proof of Knowledge?

Um testemunho é a informação privada que permite ao provador demonstrar a afirmação pública.

O que é um provador?

Um provador é a parte, o programa, o node ou o serviço que gera a prova.

O que é um verificador?

Um verificador é a parte, o contrato inteligente ou o sistema que confere se a prova é válida.

zk-SNARK é um sistema de Proof of Knowledge?

Sim. zk-SNARK significa Zero-Knowledge Succinct Non-Interactive Argument of Knowledge e é usado com frequência para demonstrar de forma compacta que se conhece um testemunho válido.

Proof of Knowledge pode comprovar a propriedade de uma carteira?

Sim. Assinar uma mensagem pode demonstrar que se conhece uma chave privada, embora as assinaturas comuns nem sempre sejam de conhecimento zero.

Por que Proof of Knowledge é útil para a privacidade?

Ela permite que os usuários demonstrem que conhecem informações privadas válidas sem expô-las diretamente.

Por que Proof of Knowledge é útil para rollups?

Ela ajuda os provadores de rollup a demonstrar que conhecem os dados de transação e de estado válidos necessários para provar a execução correta.

Proof of Knowledge garante que um protocolo seja seguro?

Não. Ela demonstra apenas uma afirmação específica, enquanto a segurança do protocolo também depende dos circuitos, dos contratos verificadores, da implementação, da governança e do comportamento dos usuários.

Proof of Knowledge pode ser usada para conformidade?

Sim. Ela pode ajudar a comprovar fatos específicos de elegibilidade ou política com menor exposição de dados, mas não substitui uma análise jurídica de conformidade.

Conclusão

Proof of Knowledge é um conceito criptográfico fundamental que permite a um provador demonstrar que conhece um testemunho secreto sem necessariamente revelá-lo.

No setor cripto, ela aparece em provas de conhecimento zero, zk-SNARKs, zk-STARKs, transações privadas, rollups, sistemas de identidade, modelos de Prova de Reservas, bridges, DAOs e computação verificável.

A ideia principal é que o verificador pode conferir uma prova matemática em vez de confiar na alegação do provador.

Isso torna Proof of Knowledge valiosa para sistemas que precisam combinar verificação e privacidade.

Ela pode comprovar o controle de uma carteira, a posse de uma credencial, a validade de uma transação, a participação em um grupo, o controle de reservas ou a correção de uma computação, revelando menos dados confidenciais.

No entanto, Proof of Knowledge não é uma garantia universal de segurança.

Uma prova só demonstra a afirmação específica codificada no circuito, no programa e no verificador.

Se a afirmação estiver incompleta, o circuito estiver errado, o testemunho vazar ou o contrato verificador tiver um bug, os usuários ainda poderão correr riscos.

A forma mais simples de entender Proof of Knowledge é como uma maneira verificável de demonstrar que se possui uma informação oculta.

Quando combinada com propriedades de conhecimento zero, ela se torna uma das ferramentas mais poderosas para criar aplicativos cripto privados, escaláveis e que minimizam a necessidade de confiança.