{"id":29511,"date":"2023-06-07T11:18:36","date_gmt":"2023-06-07T09:18:36","guid":{"rendered":"https:\/\/protecciondatos-lopd.com\/empresas\/?p=29511"},"modified":"2024-11-19T11:50:46","modified_gmt":"2024-11-19T10:50:46","slug":"zero-knowledge-proof-prueba-conocimiento-cero","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/protecciondatos-lopd.com\/empresas\/zero-knowledge-proof-prueba-conocimiento-cero\/","title":{"rendered":"Zero-Knowledge Proof: Entendiendo las Pruebas de Conocimiento Cero"},"content":{"rendered":"<p>Entre las t\u00e9cnicas de cifrado que se usan actualmente en entornos digitales, especialmente en aquellos donde se quiere garantizar el anonimato y la privacidad, tenemos el denominado protocolo <strong>Zero-knowledge proof<\/strong> o <strong>Prueba de conocimiento cero<\/strong>. En este art\u00edculo explicaremos en qu\u00e9 consiste, c\u00f3mo funciona y qu\u00e9 aplicaciones tiene.<\/p>\n<div id=\"toc_container\" class=\"no_bullets\"><p class=\"toc_title\">Contenido del art&iacute;culo<\/p><ul class=\"toc_list\"><li><a href=\"#Que_es_el_Zero-knowledge_proof_o_Prueba_de_conocimiento_cero\">\u00bfQu\u00e9 es el Zero-knowledge proof o Prueba de conocimiento cero?<\/a><\/li><li><a href=\"#Caracteristicas_del_Zero-knowledge_proof\">Caracter\u00edsticas del Zero-knowledge proof<\/a><\/li><li><a href=\"#Tipos_de_Zero-knowledge_proof\">Tipos de Zero-knowledge proof<\/a><\/li><li><a href=\"#Como_funciona_el_ZKP\">\u00bfC\u00f3mo funciona el ZKP?<\/a><\/li><li><a href=\"#Ejemplos_de_cifrado_de_conocimiento_cero\">Ejemplos de cifrado de conocimiento cero<\/a><\/li><li><a href=\"#Para_que_sirve_el_ZKP\">\u00bfPara qu\u00e9 sirve el ZKP?<\/a><ul><li><a href=\"#Casos_de_usos_de_Zero-knowledge_proof\">Casos de usos de Zero-knowledge proof\u00a0<\/a><\/li><\/ul><\/li><li><a href=\"#Ventajas_y_desventajas_de_la_Prueba_de_conocimiento_cero\">Ventajas y desventajas de la Prueba de conocimiento cero<\/a><\/li><\/ul><\/div>\n<h2><span id=\"Que_es_el_Zero-knowledge_proof_o_Prueba_de_conocimiento_cero\"><strong>\u00bfQu\u00e9 es el Zero-knowledge proof o Prueba de conocimiento cero?<\/strong><\/span><\/h2>\n<p>El Zero-knowledge proof (ZKP) o prueba de conocimiento cero es un protocolo criptogr\u00e1fico que permite a un \u00abprobador\u00bb demostrar a un \u00abverificador\u00bb que posee determinado conocimiento, pero sin revelar la informaci\u00f3n que conforma ese conocimiento. Es decir, permite al probador demostrar al verificador que se sabe algo, pero sin decir qu\u00e9 es ese algo que sabe.<\/p>\n<p>Por ejemplo, probar que tengo una contrase\u00f1a de acceso a una aplicaci\u00f3n, pero sin revelar ni introducir la contrase\u00f1a.<\/p>\n<p>El <strong>cifrado de conocimiento cero <\/strong>se basa en t\u00e9cnicas criptogr\u00e1ficas que emplean algoritmos y funciones de muy dif\u00edcil reversibilidad (cifrados, funciones hash, aritm\u00e9tica modular, etc.). Esto convierte a las <strong>pruebas de conocimiento cero<\/strong> en evaluaciones probabil\u00edsticas, donde es posible, aunque muy poco probable, que se produzcan errores de verificaci\u00f3n, puesto que la prueba puede repetirse infinidad de veces para demostrar que se tiene la informaci\u00f3n a verificar.<\/p>\n<p>Aplicado el <strong>ZKP<\/strong> a la protecci\u00f3n de datos, permite cumplir con el <a href=\"https:\/\/protecciondatos-lopd.com\/empresas\/principio-minimizacion-datos\/\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\">principio de minimizaci\u00f3n de datos<\/a> y con la limitaci\u00f3n en la accesibilidad a los datos, recogidas en el art\u00edculo 25 del <a href=\"https:\/\/protecciondatos-lopd.com\/empresas\/rgpd-reglamento-general-proteccion-datos\/\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\">Reglamento Europeo de Protecci\u00f3n de Datos<\/a>.<\/p>\n<h2><span id=\"Caracteristicas_del_Zero-knowledge_proof\"><strong>Caracter\u00edsticas del Zero-knowledge proof<\/strong><\/span><\/h2>\n<p>Las pruebas de <strong>Zero knowledge proof<\/strong>deben reunir las siguientes caracter\u00edsticas:<\/p>\n<ul>\n<li><strong>Integridad:<\/strong> El probador y el verificador deben ser honestos y seguir el protocolo marcado. Es decir, se asume que el probador no miente respecto a la informaci\u00f3n que dice tener y que seguir\u00e1 las instrucciones del verificador para demostrarlo.<\/li>\n<li><strong>Solidez:<\/strong> Si el probador mintiera, el verificador nunca podr\u00eda ser convencido de que el probador posee la informaci\u00f3n verdadera, salvo en una muy peque\u00f1a probabilidad de casos.<\/li>\n<li><strong>Conocimiento cero:<\/strong> El verificador no tiene la informaci\u00f3n que el probador posee, por lo que si el verificador no es honesto, nunca aprender\u00e1 la informaci\u00f3n, protegiendo as\u00ed el secreto.<\/li>\n<\/ul>\n<h2><span id=\"Tipos_de_Zero-knowledge_proof\"><strong>Tipos de Zero-knowledge proof<\/strong><\/span><\/h2>\n<p>Existen dos tipos principales de Zero-knowledge proof:<\/p>\n<ul>\n<li><strong>ZPK interactivos:<\/strong> En ellos probador y verificador deben estar presentes en la ejecuci\u00f3n del protocolo; el verificador va proponiendo una serie de tareas al probador para que esta pueda demostrar de manera suficiente que posee la informaci\u00f3n que dice poseer.<\/li>\n<li><strong>ZPK no interactivos:<\/strong> Aqu\u00ed no se requiere la interacci\u00f3n entre el probador y el verificador al mismo tiempo, sino que el probador realiza todas las tareas y el verificador puede comprobarlas con posterioridad. Para poder llevarlo a cabo, es necesario usar dispositivos o software adicional.<\/li>\n<\/ul>\n<h2><span id=\"Como_funciona_el_ZKP\"><strong>\u00bfC\u00f3mo funciona el ZKP?<\/strong><\/span><\/h2>\n<p>En la base del <strong>Zero-knowledge proof est\u00e1n los algoritmos<\/strong> que emplean en el proceso de verificaci\u00f3n y puede volverse m\u00e1s complejo aplicando el uso de t\u00e9cnicas de <a href=\"https:\/\/protecciondatos-lopd.com\/empresas\/criptografia-asimetrica\/\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\">criptograf\u00eda asim\u00e9trica<\/a>, pero para entender <strong>c\u00f3mo funciona el ZKP<\/strong>, vamos a usar el mismo ejemplo que se da siempre para explicar este protocolo.<\/p>\n<p>Tenemos dos personajes, Alice y Bob, y una cueva circular, con dos caminos (A y B), en cuyo centro hay una puerta que solo se abre usando una contrase\u00f1a. Alice conoce esta contrase\u00f1a y quiere demostr\u00e1rselo a Bob, pero sin revelarle a este ni a nadie dicha contrase\u00f1a. Para ello, Alice entra en la cueva tomando uno de los caminos al azar, A. Bob llega un poco despu\u00e9s y le dice a Alice por qu\u00e9 camino debe regresar, B. Para regresar por B, Alice debe introducir la contrase\u00f1a (aunque no se la revelar\u00e1 a Bob) y abrir la puerta que comunica ambos caminos.<\/p>\n<p>Evidentemente, hay un 50% de probabilidades de que Alice hubiese entrado por B y regresado sin necesidad de demostrar que posee la contrase\u00f1a, pudiendo as\u00ed hacer creer a Bob que s\u00ed la tiene. Sin embargo, para asegurar que esto no ocurre, Bob le puede pedir a Alice que repita la prueba varias veces, reduciendo as\u00ed las probabilidades de ser enga\u00f1ado, porque si Alice no tuviese la contrase\u00f1a, no podr\u00eda demostrar lo contrario siempre.<\/p>\n<p>Si aplicamos el <strong>Zero-knowledge proof a la autenticaci\u00f3n<\/strong>, consistir\u00eda en que el usuario, para autenticarse, no necesita introducir su contrase\u00f1a en el servicio al que quiera acceder, sino demostrar que tiene dicha contrase\u00f1a al verificador.<\/p>\n<h2><span id=\"Ejemplos_de_cifrado_de_conocimiento_cero\"><strong>Ejemplos de cifrado de conocimiento cero<\/strong><\/span><\/h2>\n<p>Donde m\u00e1s ejemplos del uso de cifrado de conocimiento cero podemos encontrar es en el blockchain. Uno de ellos es la criptomoneda Zcash, que emplea zk-SNARKs para realizar transacciones completamente cifradas. Este sistema permite demostrar que se tienen los fondos necesarios para una transacci\u00f3n sin revelar informaci\u00f3n como la identidad del usuario o la cantidad exacta de criptomonedas.<\/p>\n<p>Los zk-Rollups son otro ejemplo de la implementaci\u00f3n de Zero-knowledge proof. Se trata de una soluci\u00f3n de escalabilidad para blockchain que agrupa m\u00faltiples transacciones fuera de la cadena. Al presentar pruebas de validez en la red principal, se asegura la integridad de las transacciones mientras se reduce la carga computacional.<\/p>\n<h2><span id=\"Para_que_sirve_el_ZKP\"><strong>\u00bfPara qu\u00e9 sirve el ZKP?<\/strong><\/span><\/h2>\n<p>El <strong>Zero-knowledge proof tiene diferentes aplicaciones<\/strong>, especialmente, y c\u00f3mo ya hemos adelantado, en el <a href=\"https:\/\/protecciondatos-lopd.com\/empresas\/blockchain-rgpd\/\">blockchain y protecci\u00f3n de datos<\/a> para proteger la informaci\u00f3n confidencial en la cadena de bloques, de manera que puede usarse para proteger y mantener oculta determinada informaci\u00f3n en los smart contracts, as\u00ed como en la <a href=\"https:\/\/protecciondatos-lopd.com\/empresas\/nube\/\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\">protecci\u00f3n de datos en la nube<\/a>, puesto que, como hemos visto, el proveedor de servicios en la nube no tendr\u00e1 conocimiento de nuestra contrase\u00f1a y la informaci\u00f3n que tengamos almacenada ah\u00ed permanecer\u00e1 encriptada incluso si es robada de alguna forma.<\/p>\n<p>M\u00e1s centrado en la protecci\u00f3n de datos, se puede usar para comprobar la edad en el acceso a determinadas p\u00e1ginas y servicios online, para comprobar las condiciones de nacionalidad, el voto electr\u00f3nico, para comprobar la solvencia financiera, para realizar compras seguras, para acreditar la identidad en el <a href=\"https:\/\/protecciondatos-lopd.com\/empresas\/derecho-acceso-rgpd\/\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\">derecho de acceso<\/a>, etc. Y, si bien, el ZKP no elimina la informaci\u00f3n personal, puede emplearse como una medida de seudonimizaci\u00f3n que desvincula la informaci\u00f3n personal del interesado.<\/p>\n<h3><span id=\"Casos_de_usos_de_Zero-knowledge_proof\"><strong>Casos de usos de Zero-knowledge proof\u00a0<\/strong><\/span><\/h3>\n<p>Estos son algunos casos de uso de Zero-knowledge proof:<\/p>\n<ul>\n<li><strong>Identidad digital:<\/strong> Permiten autenticar usuarios en sistemas digitales sin revelar informaci\u00f3n personal sensible. Esto es crucial en aplicaciones como sistemas de votaci\u00f3n electr\u00f3nica o autenticaci\u00f3n en servicios financieros\u200b.<\/li>\n<li><strong>Transacciones privadas:<\/strong> Plataformas como la citada Zcash y MantaPay utilizan ZKP para garantizar la privacidad de sus usuarios al ocultar detalles de las transacciones en la blockchain\u200b.<\/li>\n<li><strong>Votaciones en blockchain:<\/strong> Los sistemas como MACI (Minimum Anti-Collusion Infrastructure) garantizan votaciones seguras y an\u00f3nimas, protegiendo a los usuarios de posibles sobornos o manipulaciones\u200b.<\/li>\n<li><strong>Escalabilidad de blockchain:<\/strong> Los mencionados zk-Rollups permiten procesar transacciones en lotes fuera de la cadena y luego validar su integridad en la cadena principal, mejorando el rendimiento de redes como Ethereum\u200b.<\/li>\n<\/ul>\n<h2><span id=\"Ventajas_y_desventajas_de_la_Prueba_de_conocimiento_cero\"><strong>Ventajas y desventajas de la Prueba de conocimiento cero<\/strong><\/span><\/h2>\n<p>El <strong>Zero-knowledge proof tiene tanto ventajas como desventajas<\/strong>. Entre las ventajas, la m\u00e1s destacada es el nivel de seguridad y privacidad que se alcanza con esta t\u00e9cnica de cifrado, puesto que la informaci\u00f3n que se quiere verificar nunca se desvela, ni siquiera ante el verificador.<\/p>\n<p>Es decir, en el caso de la autenticaci\u00f3n, la contrase\u00f1a solo la tiene el usuario, ni siquiera el proveedor del servicio va a guardar una copia de ella, puesto que la forma de verificaci\u00f3n no consiste en usar la contrase\u00f1a, sino, como hemos dicho, en demostrar que se tiene la contrase\u00f1a. De manera que solventar\u00eda el problema de una posible <a href=\"https:\/\/protecciondatos-lopd.com\/empresas\/brecha-seguridad\/\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\">brecha de seguridad<\/a> y una filtraci\u00f3n de datos, puesto que el proveedor no guarda ninguna copia de nuestra contrase\u00f1a.<\/p>\n<p>De cara la protecci\u00f3n de datos ya lo hemos adelantado, el ZKP permite cumplir con el principio de minimizaci\u00f3n de datos y de limitaci\u00f3n a la accesibilidad de los datos, pudiendo emplearse para desvincular al usuario de su informaci\u00f3n, ya que no tiene que revelarla para poder demostrarla (por ejemplo, si queremos demostrar que somos mayores de edad en una web, podemos hacerlo a trav\u00e9s de un protocolo ZKP apoyado en un tercero de confianza, que verificar\u00e1 que tenemos esa edad realizando el proceso de verificaci\u00f3n de la informaci\u00f3n a trav\u00e9s del algoritmo que emplee para ello).<\/p>\n<p>Entre las desventajas del ZKP, est\u00e1 el hecho de que si perdemos la contrase\u00f1a, no podremos volver a acceder al servicio (o informaci\u00f3n o archivo, que hayamos protegido mediante este m\u00e9todo), ya que nos resultar\u00e1 imposible autenticarnos ante el verificador.<\/p>\n<p>Adem\u00e1s, dado los c\u00e1lculos que debe hacer, es un m\u00e9todo m\u00e1s lento, lo que hace que la experiencia de usuario no sea del todo c\u00f3moda.<\/p>\n<p>Y en su aplicaci\u00f3n en protecci\u00f3n de datos puede entra\u00f1ar algunas vulnerabilidades relacionadas con el tercero de confianza, la posibilidad de inferir datos personales basados en los metadatos asociados en el intercambio de informaci\u00f3n entre el usuario, el tercero de confianza y el servicio de Internet, o del cruce de los metadatos con la huella del dispositivo entre los distintos servicios de Internet, por citar algunos.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Entre las t\u00e9cnicas de cifrado que se usan actualmente en entornos digitales, especialmente en 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