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Thread: Hacker Lexicon: O que são provas de conhecimento zero?

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    Hacker Lexicon: O que são provas de conhecimento zero?

    Como você torna o blockchain e outras transações verdadeiramente privadas? Com modelos matemáticos conhecidos como provas de conhecimento zero.


    NA SEGURANÇA DIGITAL, quanto menos informações dispersas circulando, melhor. Quanto menos empresas armazenarem seus registros financeiros, menor será a probabilidade de serem expostas em uma violação. Mas embora existam muitas maneiras de reduzir o compartilhamento e a retenção de dados, existem algumas coisas que os serviços precisam saber, certo? Graças ao método criptográfico conhecido como "provas de conhecimento zero", nem sempre é esse o caso.
    Técnicas de conhecimento zero são métodos matemáticos usados para verificar coisas sem compartilhar ou revelar dados subjacentes. Pense em um aplicativo de pagamento que verifica se você tem dinheiro suficiente em sua conta bancária para concluir uma transação sem descobrir mais nada sobre seu saldo. Ou um aplicativo confirmando a validade de uma senha sem a necessidade de processá-la diretamente. Dessa forma, as provas de conhecimento zero podem ajudar a intermediar todos os tipos de acordos, transações e interações confidenciais de uma forma mais privada e segura.
    Os protocolos de conhecimento zero são avaliações probabilísticas, o que significa que não provam algo com a certeza absoluta que simplesmente revelaria. Em vez disso, eles fornecem pequenos pedaços de informações não vinculáveis que podem se acumular para mostrar que a validade de uma afirmação é extremamente provável.
    Os pesquisadores do MIT começaram a desenvolver o conceito de prova de conhecimento zero na década de 1980. Um exemplo clássico da utilidade das provas de conhecimento zero descreve dois milionários, Alice e Bob, que querem saber qual deles tem mais dinheiro sem revelar quanta riqueza cada um possui. As técnicas ganharam destaque na última década de uma forma mais concreta graças em parte à sua utilidade em aplicações de blockchain como criptomoedas. Por exemplo, as provas de conhecimento zero podem ser usadas para validar transações de criptomoeda gerenciadas em um blockchain e combater a fraude sem revelar dados sobre de qual carteira veio um pagamento, para onde foi enviado ou a quantidade de moeda que mudou de mãos. Em contraste, a moeda digital que não incorpora provas de conhecimento zero, como o Bitcoin, revela todas essas informações.
    Além da criptomoeda, os pesquisadores procuraram aplicar provas de conhecimento zero aos mecanismos de identificação digital, uma alternativa segura à névoa de fotocópias de certidões de nascimento e fotos de passaportes em smartphones. Esses esquemas de identificação também podem permitir que as pessoas provem que atendem a um requisito de idade mínima sem compartilhar sua data de nascimento, ou que possuem uma carteira de motorista válida sem fornecer seu número.
    "Temos provas de conhecimento zero que podem provar programas realmente complicados, e verificá-los é muito mais rápido do que recalcular todo o programa sozinho", disse o criptógrafo de Johns Hopkins, Matthew Green. "Então, se eu quisesse provar para você que tenho um blockchain correto, posso apenas dar uma prova - isso é muito mais rápido do que passar por todo o blockchain e verificar você mesmo."
    Além da verificação de dados do blockchain, a agilidade recentemente aprimorada em provas de conhecimento zero pode se aplicar a todos os tipos diferentes de comparações de tamanho e escala. E os pesquisadores sugerem que tais técnicas também poderiam ser usadas fisicamente, digamos, no controle de armas nucleares, para determinar a capacidade dos mísseis nucleares de diferentes países sem ser capaz de inspecionar diretamente suas armas.


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    Em julho, a Defense Advanced Research Projects Agency anunciou uma nova iniciativa chamada Securing Information for Encrypted Verification and Evaluation, que visa adaptar as provas de conhecimento zero para uso pelos militares dos EUA. Na prática, isso pode significar desenvolver capacidades para provar a origem ou proveniência dos dados sem revelar como eles foram especificamente obtidos. Pode envolver provar que um sistema digital tem uma vulnerabilidade de segurança, sem a necessidade de divulgar detalhes sobre a vulnerabilidade ou métodos para explorá-la. O exemplo SIEVE mais concreto refere-se a atribuir um ataque cibernético a um grupo específico de pessoas, entidade ou nação. Nessa situação, o objetivo seria a capacidade de provar a atribuição sem a necessidade de revelar inteligência classificada ou capacidades específicas de hacking de qualquer um dos lados. Se as provas de conhecimento zero pudessem ser usadas dessa forma, a técnica tornaria significativamente mais fácil lidar com o problema de atribuição bem documentado da segurança cibernética.
    As provas de conhecimento zero também podem ser usadas para iniciativas de transparência do governo de outras maneiras, como provar que as auditorias do IRS estão sendo selecionadas de forma justa.

    Como infelizmente é frequentemente o caso, o enorme potencial das provas de conhecimento zero às vezes pode fazer com que a frase seja superutilizada. "Conhecimento zero é um dos termos mais mal utilizados", diz Jean-Philippe Aumasson, CEO da Teserakt AG, empresa suíça de criptografia IoT. "Às vezes é usado para se referir à criptografia do usuário quando o servidor tem 'conhecimento zero' dos dados. E também há 'arquitetura de conhecimento zero', mas isso não necessariamente tem muito a ver com provas de conhecimento zero."
    Não há realmente nenhuma razão para exagerar nas provas de conhecimento zero, pois elas já têm um potencial poderoso para mudar a forma como os sistemas verificam as informações de maneira privada e segura. Mas, mesmo décadas após seu desenvolvimento, ainda é cedo para entender como aplicar as técnicas de forma mais eficaz e detectar falhas em como os componentes são projetados e implementados.
    "Conhecimento zero é provavelmente a tecnologia mais útil que temos, e mal começamos a usá-la", diz Green de Johns Hopkins. "Há muito mais que podemos provavelmente descobrir a ver com isso, mas no momento estamos apenas tateando."

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