[O Segredo do Zcash ③] E se a prova de conhecimento zero falhar?… A porta giratória impede

A chave da técnica de validação do Zcash é a prova de conhecimento zero

E se houver notas falsas escondidas em uma "sala escura"?

Protegido na porta com a atualização Ironwood

A moeda de privacidade Zcash (ZEC) tem um suprimento fixo de 21 milhões de unidades, assim como o Bitcoin. Ela mantém a anonimidade através de dispositivos criptográficos triplos e quádruplos.

É como ter moedas guardadas em uma sala escura da qual não se pode ver o interior. E se alguém mal-intencionado conseguir criar e adicionar mais moedas a essa sala escura? Devido à sua forte funcionalidade de privacidade, não seria possível encontrar o criminoso, nem bloquear as moedas problemáticas?

O Zcash possui também dispositivos de segurança para o caso de a própria ferramenta de validação falhar. Para entender essa estrutura, é necessário primeiro compreender a prova de conhecimento zero.

Prova de Conhecimento Zero: Como provar "Eu sei!" sem revelar a senha

Em transações bancárias comuns ou ao usar Bitcoin, tudo é registrado publicamente: "quem enviou, para quem e quanto foi enviado". Por outro lado, o Zcash utiliza a tecnologia criptográfica chamada prova de conhecimento zero para proteger as informações da transação.

A prova de conhecimento zero é como "abrir a porta da sala secreta e sair". Mesmo que você não diga diretamente o número da senha para um amigo, se você entrar na sala secreta e sair pela porta oposta, seu amigo acreditará que você sabe a senha.

O Zcash valida matematicamente apenas a afirmação de que "esta transação é uma transação válida", sem revelar quem enviou, quem recebeu ou o valor da transação.

Buracos no Sistema de Prova: Notas Falsas Escondidas na 'Sala Secreta'

Se houver erros ou vulnerabilidades no próprio "sistema de prova (circuito de prova de conhecimento zero)" que determina se a transação é verdadeira, a situação se torna muito perigosa.

Em blockchains com livros contábeis públicos, como o Bitcoin, moedas falsas podem ser detectadas imediatamente. No entanto, o Zcash armazena seu histórico de transações e saldos em uma "piscina protegida (Shielded Pool)", uma sala escura e secreta que não pode ser vista externamente.

Se houver um buraco na solidez, um atacante pode criar uma prova falsa que parece atender a condições que na verdade não foram cumpridas, passando pela validação da rede. Se esse problema for explorado, pode levar à criação de ZECs falsos que não deveriam existir.

De fato, uma vulnerabilidade de possibilidade de falsificação foi descoberta no sistema de prova chamado Orchard do Zcash. Nesse momento, surgiu o problema do "paradoxo da privacidade". Para esconder as informações de transação dos usuários honestos, o livro contábil foi selado, tornando impossível rastrear se alguém no passado realmente criou moedas falsas usando essa vulnerabilidade.

Bloquear a entrada e colocar uma porta giratória na saída: Soluções 'Ironwood' e 'Turnstile'

Para resolver esse problema, a equipe de desenvolvimento do Zcash descontinuou gradualmente a piscina Orchard e abriu uma nova piscina protegida chamada Ironwood. E, no caminho entre a antiga sala Orchard e a nova sala Ironwood, foi instalada uma estação de verificação contábil especial chamada "Turnstile".

O funcionamento do Turnstile é semelhante ao portão de entrada de um parque de diversões ou de uma estação de metrô.

• Selagem da entrada: Impede que novos saídas protegidas sejam criadas na Orchard, evitando que novos valores sejam acumulados na piscina.
• Limitação da saída: O Turnstile estabelece um limite para o valor total que pode sair, com base na quantidade de valor que entrou na piscina Orchard de forma normal no passado.
• Bloqueio do suprimento excessivo: Mesmo que se suponha que ZECs falsos foram criados dentro da sala, não é possível retirar ilimitadamente do Ironwood, somando esses falsos ao suprimento normal.

O Turnstile não distingue entre moedas verdadeiras e falsas. Em vez disso, limita o valor total que pode sair da Orchard, evitando que, mesmo que ZECs falsos sejam criados, a quantidade total de suprimento aumente e se espalhe externamente.

Garantindo segurança com matemática: 'Verificação Formal'

Ao construir o novo sistema Ironwood, o Zcash aplicou a tecnologia de Verificação Formal.

Enquanto o método anterior era "especialistas em segurança revisando o código manualmente, mas não encontrando bugs", a verificação formal é um método que "prova propriedades de segurança que o sistema deve satisfazer como proposições matemáticas". Isso é semelhante a resolver um problema de teste e verificar a solução usando fórmulas matemáticas definidas para confirmar a possibilidade de erros.

O Zcash esvaziou a piscina Orchard em uma única direção e, com o Turnstile, limitou o valor total que pode sair, enquanto introduziu a piscina Ironwood, cujas principais funcionalidades de segurança foram verificadas matematicamente. Assim, em uma situação onde não se pode olhar diretamente para o livro contábil devido à privacidade, foram implementados dispositivos de segurança em múltiplas camadas para restaurar a confiança no suprimento. Com isso, foi possível recuperar a "confiança de que a privacidade do usuário é mantida enquanto o suprimento total de 21 milhões de ZEC é protegido de forma segura."

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