¿Qué es Plonky 2 de Polygon? la prueba de conocimiento cero, ahora de código abierto

A principios de este año, Polygon anunció Plonky2 , un sistema de prueba de conocimiento cero que representa un gran avance para la tecnología ZK. Se destaca por dos beneficios principales: pruebas increíblemente rápidas y pruebas recursivas extremadamente eficientes. Es un gran paso adelante para el espacio ZK que en pocos meses ha logrado un enorme la respuesta de la comunidad, con numerosos desarrolladores que quieren construir sobre Plonky2.

En el día de hoy Polygon anuncia que Plonky2 es código abierto, con una tienen doble licencia bajo la MIT y Apache2. Además se incluyó también a Starky, el probador de STARK “más rápido que existe” según promociona Polygon.  Ambos se pueden usar en Ethereum y otras cadenas de bloque desde el día de hoy.

La tecnología ZK ofrece la mejor esperanza de escalabilidad y privacidad en Ethereum, pero históricamente la generación de pruebas ha sido demasiado costosa y lenta para ser práctica para cualquier cosa que no sean aplicaciones simples. Plonky2 soluciona esto y es una parte central de cómo estamos escalando Ethereum. Estamos emocionados de compartirlo con la comunidad de desarrolladores. 

La misión de Polygon Zero fue siempre usar pruebas de conocimiento cero para escalar Ethereum a mil millones de usuarios, sin comprometer la descentralización o la seguridad. Lograr esto requiere sistemas de prueba rápidos y eficientes, ahì es donde ingresa Plonky2 , un hito importante para la criptografía de conocimiento cero.

Plonky2 es un SNARK recursivo que es 100 veces más rápido que las alternativas existentes y compatible de forma nativa con Ethereum. Combina PLONK y FRI para obtener lo mejor de STARK, con pruebas rápidas y sin configuración confiable, y lo mejor de SNARK, con soporte para recursividad y bajo costo de verificación en Ethereum.

Recursividad
Si las pruebas de conocimiento cero tienen un superpoder, es la recursividad. Los SNARK pueden verificar cálculos arbitrarios y, dado que verificar un SNARK es un cálculo, los SNARK pueden verificar otros SNARK. Para ver por qué es útil, supongamos que queremos probar que un lote de 1000 transacciones son válidas. Generar una sola prueba para verificar 1000 transacciones a la vez sería costoso y llevaría mucho tiempo. 

En su lugar, podemos tomar 1000 máquinas y generar 1000 pruebas en paralelo, una para cada transacción. A continuación, podemos tomar estas pruebas de transacciones y agregarlas recursivamente generando una capa de pruebas recursivas, cada una de las cuales verifica dos pruebas de transacciones. Repetimos este proceso hasta que nos quede una única prueba que verifique 1000 transacciones. El enfoque recursivo es más rápido, requiere menos recursos y puede estar más descentralizado.

Eficiencia
Las pruebas recursivas son críticas para la escalabilidad de blockchain. Cuando se inicio Mir (ahora Polygon Zero) en 2019, tomó dos minutos en una computadora rápida generar una prueba recursiva única. 2020 trajo pruebas recursivas a Ethereum con tiempos de prueba de 60 segundos, y la invención de Halo entregó pruebas recursivas más rápidas, pero sin compatibilidad con Ethereum.

En 2021, Polygon tenía un objetivo audaz: pruebas recursivas de menos de 1 segundo en Ethereum y el esquema de compromiso polinomial utilizado en STARKS, podría ofrecer una mejora significativa en el rendimiento de los SNARK recursivos. En ese momento, esto no era obvio. Fractal, la única implementación existente de FRI recursivo, tardó unos 10 minutos en generar una prueba. Sin embargo, FRI tiene algunas propiedades interesantes. Cuando se combina con PLONK, FRI permite escribir puertas personalizadas con muchos más cables, para que podamos escribir circuitos optimizados para una recursividad eficiente.

Esta combinación de conocimientos matemáticos, profunda experiencia en criptografía de conocimiento cero y sorprendentes optimizaciones de bajo nivel permitieron lograr un avance significativo. Una prueba recursiva en Plonky2 toma solo 170 milisegundos en una Macbook Pro, una mejora de 100 veces sobre las alternativas existentes.

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