El Zero Knowledge Proof o Prueba de Conocimiento Cero (ZKP) es un protocolo criptográfico que permite a una parte (el probador) convencer a otra (el verificador) de la validez de una declaración sin revelar ninguna información adicional más allá de la veracidad de la declaración.
En esencia, permite al probador demostrar el conocimiento de un hecho o secreto sin divulgar el contenido real de dicho conocimiento. Este concepto garantiza la privacidad y la confidencialidad a la vez que asegura la corrección.
En una interacción ZKP, el verificador puede convencerse de la veracidad de una afirmación sin obtener ningún conocimiento sobre los datos subyacentes o el proceso de cálculo.
Esta propiedad hace que la ZKP tenga un valor incalculable en diversos campos, como la tecnología biométrica o blockchain, donde permite validar transacciones sin exponer información sensible.
Al adoptar la ZKP, las partes pueden autenticar las afirmaciones y transacciones de los demás de forma segura, mejorando la confianza y la privacidad en las interacciones digitales.
En este artículo, analizamos las principales ventajas de Zero-Knowledge Proof y cómo la tecnología de Veridas permite verificar de forma segura y confidencial la información de los usuarios mediante sistemas biométricos.
¿Qué es Zero Knowledge Encryption?
El cifrado de conocimiento cero (ZKE, por sus siglas en inglés) es un sofisticado método de criptografía en el que los datos se codifican de forma segura de tal modo que se permite su verificación sin revelar ningún detalle sobre su contenido.
A diferencia del cifrado convencional, en el que se necesitan claves de descifrado para desbloquear los datos, ZKE permite la verificación sin ningún acceso a la información real. Esto garantiza la máxima confidencialidad, al tiempo que permite la autenticación de los datos.
ZKE resulta muy útil en situaciones en las que es fundamental preservar la privacidad de los datos, como la comunicación segura o el almacenamiento de datos.
Gracias a ZKE, las partes pueden intercambiar información confidencial con total seguridad, confiando en que sus datos permanecen protegidos de miradas indiscretas o revelaciones no autorizadas.
Zero-knowledge explicado con ejemplos
Así es como funciona Zero-knowledge explicado con el ejemplo de la tecnología ZeroData ID de Veridas:
ZeroData ID de Veridas aprovecha ZKP convirtiendo datos biométricos (como un selfie) en un vector biométrico irreversible. Este vector, cifrado e incrustado en un código QR, verifica la identidad sin almacenar ningún dato sensible, garantizando la privacidad del usuario y el cumplimiento de la normativa.
El usuario escanea el código QR biométrico utilizando un dispositivo compatible, como un lector facial, un smartphone o un ordenador. Una vez escaneado, el código QR biométrico se descifra y se extrae su contenido.
Veridas captura la imagen del usuario y la transforma en tiempo real en un vector biométrico, que se compara con el vector biométrico almacenado en el código QR.
El dispositivo realiza una comparación 1:1 para establecer una coincidencia. Si los datos biométricos coinciden con el vector biométrico almacenado y se valida la información contextual, el usuario obtiene acceso al servicio, lugar o transacción deseados.
¿Cómo funciona la prueba de conocimiento cero?
La Prueba de Conocimiento Cero (PCC) es como demostrar que puedes resolver un rompecabezas sin revelar la solución. Imagina que tienes un amigo que afirma que puede abrir cualquier cerradura de combinación. En lugar de mostrarte la combinación, te pide que pongas una cerradura y luego, sin ver la combinación, la abre. Puedes confirmar que la ha abierto, pero sigues sin saber la combinación. En este caso, tu amigo demuestra su habilidad sin revelar el secreto.
En el mundo digital, ZKP funciona de forma similar. Por ejemplo, en un sistema de autenticación de contraseñas, en lugar de transmitir la contraseña, un protocolo ZKP permite al usuario demostrar que la conoce sin compartirla. De este modo, el sistema puede verificar la identidad del usuario sin exponer la contraseña a posibles fisgones. El protocolo ZKP garantiza la privacidad y la seguridad al tiempo que permite la autenticación, lo que lo convierte en una poderosa herramienta de ciberseguridad y criptografía.
Tipos de Zero Knowledge Proof
Las Pruebas de Conocimiento Cero (PCE) son de varios tipos, cada uno con su propia forma de demostrar el conocimiento sin revelar información.
- Pruebas interactivas de conocimiento cero: En un escenario como el del juego de la concha, en el que un amigo esconde una bola debajo de una de las tres tazas, y eligiendo tazas repetidamente y haciendo que tu amigo las revele vacías, te convences de la ubicación de la bola sin que tu amigo te la muestre nunca. Este proceso interactivo demuestra el conocimiento-cero.
- Pruebas no interactivas de conocimiento-cero: Imagina una caja sellada que contiene un puzzle resuelto, y afirmas que lo has resuelto sin abrir la caja. Al presentar la caja sellada, un tercero verifica su afirmación sin ver la solución del puzzle. Esto demuestra el conocimiento cero sin interacción.
En la verificación de la identidad digital, este tipo de pruebas de conocimiento-cero permiten a los usuarios autenticarse sin revelar información sensible, lo que garantiza la seguridad de las transacciones y la privacidad.
Ventajas del Zero Knowledge Proof
Al permitir la verificación sin revelación completa, las ZKP ofrecen una mayor privacidad, seguridad y confianza en las transacciones digitales.
Este enfoque innovador ha atraído una gran atención en diversos sectores, como la ciberseguridad, la tecnología blockchain y la privacidad de los datos, debido a su potencial para revolucionar la forma en que se maneja y autentica la información sensible en entornos digitales.
- Mayor privacidad: Las ZKP permiten a las personas demostrar el conocimiento o la posesión de información sin revelar los datos reales, preservando así la privacidad.
- Mayor seguridad: Al permitir la autenticación y verificación sin transmitir datos sensibles, las ZKP reducen el riesgo de violación de datos y de acceso no autorizado.
- Mayor confianza: Proporcionan una prueba verificable de la identidad o las credenciales sin revelarlas por completo, lo que fomenta la confianza en las transacciones y comunicaciones en línea.
- Cumplimiento de la normativa: Ayudan a las organizaciones a cumplir con las normativas de privacidad minimizando la exposición de datos personales, alineándose con los requisitos de protección de datos.
- Autenticación eficiente: Agilizan los procesos de autenticación proporcionando un método seguro y eficaz para demostrar la identidad o la propiedad sin necesidad de compartir muchos datos.
- Versatilidad: Las ZKP pueden aplicarse en varios casos de uso, incluidos blockchain, sistemas de autenticación y canales de comunicación seguros, ofreciendo versatilidad en la mejora de la seguridad y la privacidad.
Casos de uso con Zero Knowledge Proof
Las pruebas de conocimiento cero permiten a las personas demostrar atributos o cualificaciones específicos manteniendo la privacidad de la información sensible, lo que mejora la seguridad y la confianza en los procesos de verificación de identidad digital.
- Autenticación biométrica: Las pruebas de conocimiento cero pueden utilizarse para verificar datos biométricos como el reconocimiento facial o de voz sin exponer la información biométrica en bruto. Por ejemplo, un usuario puede demostrar que posee un rostro válido a efectos de autenticación sin revelar el propio rostro.
- Autenticación sin contraseñas: En lugar de transmitir contraseñas a través de una red, los usuarios pueden demostrar que conocen la contraseña mediante una prueba de conocimiento cero. Por ejemplo, un usuario puede demostrar que conoce su contraseña sin revelar la propia contraseña al iniciar sesión en una cuenta en línea.
- Verificación de edad: En los casos en los que se requiere la verificación de la edad, las personas pueden demostrar que son mayores de cierta edad sin revelar su fecha de nacimiento exacta. Por ejemplo, una persona puede demostrar que tiene más de 18 años para acceder a contenidos restringidos por edad sin revelar su fecha de nacimiento.
- Cumplimiento de KYC: Las pruebas de conocimiento cero pueden facilitar el cumplimiento de la normativa “Conozca a su cliente” (KYC) en los servicios financieros sin compartir información personal sensible. Por ejemplo, las personas pueden demostrar que cumplen los requisitos de conocimiento del cliente, como la residencia o la ciudadanía, sin revelar su dirección completa o su número nacional de identidad.
- Verificación de credenciales: Las pruebas de conocimiento cero pueden utilizarse para verificar credenciales a través de wallets de identidad como títulos educativos, documentos oficiales o certificaciones profesionales sin revelar los detalles específicos. Por ejemplo, un solicitante de empleo puede demostrar que posee un título relevante sin revelar la institución exacta o el año de graduación.
Prueba de Conocimiento Cero vs Zero Trust
Zero Knowledge Proof (ZKP) y Zero Trust son dos conceptos distintos en el ámbito de la ciberseguridad, aunque con algunas similitudes.
ZKP es un protocolo criptográfico que permite a una parte demostrar la validez de una declaración a otra parte sin revelar ninguna información adicional más allá de la veracidad de la declaración. Garantiza la privacidad y la confidencialidad al tiempo que ofrece garantías de corrección, y se utiliza habitualmente en procesos de autenticación en los que una parte necesita verificar la identidad sin compartir datos sensibles.
Por otro lado, la confianza cero es un marco de seguridad que asume que no se debe confiar por defecto en ninguna entidad, ya sea dentro o fuera de la red de una organización.
En lugar de confiar en un modelo de seguridad basado en el perímetro, Zero Trust exige la verificación continua de la identidad y el dispositivo de cada entidad, independientemente de su ubicación o acceso a la red. Aplica estrictos controles de acceso y principios de mínimo privilegio, tratando cada intento de acceso como potencialmente malicioso hasta que se demuestre lo contrario.
Mientras que ZKP se centra en demostrar afirmaciones sin revelar información, Zero Trust se centra en verificar y validar continuamente las identidades y los intentos de acceso. Ambos conceptos pretenden mejorar la seguridad y la privacidad en los entornos digitales, aunque a través de enfoques y mecanismos diferentes.
¿Cómo implantar una prueba de conocimiento cero?
La implementación de las Pruebas de Conocimiento Cero (ZKP) implica varios pasos clave para garantizar la verificación segura y eficiente de la información sin revelar datos sensibles. En primer lugar, hay que definir la afirmación que se quiere demostrar y elegir un protocolo criptográfico adecuado para la ZKP. Esto podría implicar la selección de una ZKP interactiva o no interactiva en función de la aplicación.
A continuación, determine el problema matemático subyacente o la primitiva criptográfica que servirá de base para la demostración. Algunas primitivas comunes son los logaritmos discretos, los pares de curvas elípticas o las funciones hash. A continuación, diseñe el protocolo ZKP para demostrar el conocimiento de una solución al problema elegido sin revelar la propia solución.
Desarrollar algoritmos y procedimientos para que el probador y el verificador interactúen de forma segura. Esto incluye la generación de compromisos criptográficos, la construcción de pruebas y la verificación de su validez. Implementar estos algoritmos utilizando prácticas de programación seguras y bibliotecas criptográficas.
Probar a fondo la aplicación para garantizar su corrección, seguridad y eficacia. Esto puede implicar interacciones simuladas entre el probador y el verificador, así como un análisis riguroso de la complejidad computacional y las propiedades de seguridad.
Por último, despliegue la implementación de ZKP en el entorno de aplicación deseado, asegurándose de que se integra perfectamente con los sistemas y procesos existentes. Supervise su rendimiento y seguridad a lo largo del tiempo y actualícelo cuando sea necesario para solucionar cualquier vulnerabilidad o problema de rendimiento.
Con una cuidadosa planificación e implementación, las Pruebas de Conocimiento Cero pueden desplegarse eficazmente para mejorar la privacidad y la seguridad en diversas aplicaciones digitales.
