ZKP για Επαλήθευση Κατανομής Εύρους Ζώνης σε dVPN

Το πρόβλημα με την απόδειξη αποστολής δεδομένων

Αναρωτηθήκατε ποτέ γιατί πληρώνετε για δεδομένα «υψηλής ταχύτητας», αλλά η ροή του βίντεο εξακολουθεί να κολλάει σαν να βρισκόμαστε στο 2005; Αυτό συμβαίνει συνήθως επειδή είμαστε εγκλωβισμένοι σε μια σχέση «απλώς εμπιστεύσου με» με τους παρόχους διαδικτύου και τις υπηρεσίες VPN.

Στον παλιό κόσμο —αυτό που ονομάζουμε κεντρικοποιημένο ιστό— συνδέεστε σε έναν διακομιστή που ανήκει σε μία μόνο εταιρεία. Εκείνοι σας λένε πόσο εύρος ζώνης (bandwidth) καταναλώσατε και εσείς πληρώνετε το λογαριασμό. Όμως, σε ένα αποκεντρωμένο δίκτυο φυσικής υποδομής (DePIN), συχνά λαμβάνετε πρόσβαση στο διαδίκτυο από τον οικιακό κόμβο ενός τυχαίου ατόμου.

• Τα κεντρικοποιημένα αρχεία καταγραφής (logs) είναι μια τεράστια τρύπα στην ιδιωτικότητα: Τα περισσότερα παραδοσιακά VPN ισχυρίζονται ότι εφαρμόζουν πολιτική «μη καταγραφής» (no-logs), αλλά απλώς βασίζεστε στον λόγο τους. Αν μια κυβέρνηση τους επιδώσει κλήτευση, αυτά τα αρχεία συνήθως υπάρχουν.
• Το χάσμα ειλικρίνειας: Αν μοιράζομαι μαζί σας την οικιακή μου σύνδεση οπτικής ίνας για να κερδίσω κρυπτονομίσματα (tokens), τι με εμποδίζει να πω ψέματα στο δίκτυο και να ισχυριστώ ότι σας έστειλα 10GB, ενώ στην πραγματικότητα έστειλα μόνο 1GB;
• Η ανάγκη για επαλήθευση «χωρίς εμπιστοσύνη» (trustless): Χρειαζόμαστε έναν τρόπο να αποδείξουμε ότι τα δεδομένα μετακινήθηκαν πραγματικά από το σημείο Α στο σημείο Β, χωρίς ένας μεσάζοντας να παρακολουθεί ολόκληρη τη συνομιλία.

Σύμφωνα με μια έρευνα πάνω στα Πλαίσια Αποδείξεων Μηδενικής Γνώσης, η τεχνολογία ZKP επιτρέπει σε έναν «αποδεικνύοντα» να πείσει έναν «επαληθευτή» ότι μια δήλωση είναι αληθής, χωρίς να αποκαλύψει τα πραγματικά απόρρητα δεδομένα. Στον κόσμο μας, αυτό σημαίνει ότι μπορώ να αποδείξω ότι σας έστειλα τα δεδομένα χωρίς το δίκτυο να χρειάζεται να «υποκλέψει» τα ιδιωτικά σας πακέτα.

Όταν μιλάμε για «Εξόρυξη Εύρους Ζώνης» (Bandwidth Mining) ή «Airbnb για το Bandwidth», ουσιαστικά δίνουμε κίνητρα στους ανθρώπους να μετατρέψουν τους δρομολογητές (routers) τους σε μικροσκοπικούς παρόχους διαδικτύου (ISPs). Όμως, τα κίνητρα των κρυπτονομισμάτων προσελκύουν και όσους προσπαθούν να «παίξουν» με το σύστημα — ανθρώπους που θέλουν τις ανταμοιβές χωρίς να προσφέρουν το έργο.

Όπως φαίνεται στο ακόλουθο διάγραμμα της ροής εργασίας επαλήθευσης εύρους ζώνης, χρειαζόμαστε ένα σύστημα που ελέγχει τη ροή των δεδομένων χωρίς να εκθέτει τον χρήστη.

Αν αφήσουμε απλώς τους κόμβους να αναφέρουν τα δικά τους στατιστικά στοιχεία, το σύστημα θα καταρρεύσει από την απάτη. Από την άλλη πλευρά, αν επιτρέψουμε στο δίκτυο να βλέπει τα πάντα για να επαληθεύει την κίνηση, θα έχουμε μόλις κατασκευάσει μια γιγαντιαία μηχανή επιτήρησης.

Η μέτρηση της κίνησης σε δίκτυα ομότιμης σύνδεσης (P2P) είναι εξαιρετικά περίπλοκη. Σε αντίθεση με ένα ταμείο λιανικής όπου σαρώνεται ένας γραμμωτός κώδικας (barcode), τα πακέτα δεδομένων είναι ρευστά. Σε κλάδους όπως η υγειονομική περίθαλψη ή τα χρηματοοικονομικά, αυτό είναι ακόμη πιο ευαίσθητο. Δεν μπορείτε απλώς να έχετε έναν τρίτο να επιθεωρεί τα πακέτα για να δει αν ο κόμβος είναι ειλικρινής.

Μια έκθεση του 2023 από το οικοσύστημα arkworks zksnark υποδηλώνει ότι οι αρθρωτές (modular) βιβλιοθήκες γίνονται το πρότυπο για τη δημιουργία αυτών των τύπων «συνοπτικών» (succinct) αποδείξεων που μπορούν να εκτελεστούν σε υλικό χαμηλής ισχύος.

Χρειαζόμαστε τα μαθηματικά —συγκεκριμένα τις κρυπτογραφικές δεσμεύσεις— για να γεφυρώσουμε αυτό το χάσμα. Χωρίς αυτές, το εύρος ζώνης παραμένει μια υπηρεσία «βέλτιστης προσπάθειας» (best effort) και όχι ένας εγγυημένος πόρος. Καθώς αυτές οι περιπτώσεις χρήσης απαιτούν υψηλή αξιοπιστία, το κόστος εκτέλεσης αυτών των ελέγχων σε ένα blockchain αποτελεί ένα σημαντικό εμπόδιο που πρέπει να ξεπεράσουμε.

Τι είναι τελικά οι αποδείξεις μηδενικής γνώσης;

Φανταστείτε ότι θέλετε να αποδείξετε στον πορτιέρη ενός κλαμπ ότι είστε άνω των 21 ετών, αλλά δεν θέλετε να δει τη διεύθυνση κατοικίας σας, το ύψος σας ή το πόσο αποτυχημένη είναι η φωτογραφία στο δίπλωμά σας. Αντί να του παραδώσετε την ταυτότητά σας, του δείχνετε ένα «μαύρο κουτί» που αναβοσβήνει ένα πράσινο φως μόνο αν πληροίτε το ηλικιακό όριο.

Αυτό ακριβώς κάνει μια απόδειξη μηδενικής γνώσης (Zero-Knowledge Proof - ZKP) στον ψηφιακό κόσμο. Είναι ένας τρόπος να πείτε «έχω την απάντηση», χωρίς να αποκαλύψετε την ίδια την εργασία ή τα δεδομένα που κρύβονται πίσω από αυτήν.

Στο πλαίσιο της δικής μας αγοράς εύρους ζώνης (bandwidth marketplace), είναι ο τρόπος με τον οποίο ένας πάροχος αποδεικνύει ότι σας έστειλε ακριβώς 500MB κρυπτογραφημένης κίνησης, χωρίς το δίκτυο να δει ποτέ τι περιείχαν αυτά τα πακέτα. Γεφυρώνει το χάσμα μεταξύ του «εμπιστεύσου με» και του «ορίστε τα μαθηματικά που αποδεικνύουν ότι δεν λέω ψέματα».

Στον πυρήνα του, ένα σύστημα ZKP περιλαμβάνει δύο βασικούς ρόλους: τον Αποδεικνύοντα (Prover) —το άτομο που μοιράζεται το bandwidth του— και τον Επαληθευτή (Verifier) —το blockchain ή τον χρήστη που λαμβάνει τα δεδομένα. Ο στόχος είναι ο Αποδεικνύων να πείσει τον Επαληθευτή ότι μια δήλωση είναι αληθής, αποκαλύπτοντας απολύτως μηδενικές επιπλέον πληροφορίες.

Για να λειτουργήσει αυτό, κάθε σύστημα ZKP πρέπει να διασφαλίζει τρία συγκεκριμένα χαρακτηριστικά:

• Πληρότητα (Completeness): Εάν ο κόμβος (node) έστειλε όντως τα δεδομένα, τα μαθηματικά πρέπει να επαληθεύονται κάθε φορά, ώστε να πληρωθεί.
• Ορθότητα (Soundness): Εάν ο κόμβος ψεύδεται, τα μαθηματικά πρέπει να αποτυγχάνουν σχεδόν στο 100% των περιπτώσεων. Δεν επιτρέπονται οι παρασπονδίες.
• Μηδενική Γνώση (Zero-knowledge): Ο Επαληθευτής δεν μαθαίνει τίποτα για τα αρχεία που μεταφέρονται — μόνο ότι ο όγκος και ο προορισμός ήταν σωστοί.

Έτσι διατηρούμε το «μηδέν» στα δίκτυα μηδενικής εμπιστοσύνης (zero-trust networks). Σε ένα αποκεντρωμένο VPN (dVPN), δεν θέλετε οι κόμβοι του δικτύου να κατασκοπεύουν τις συνήθειές σας στο Netflix ή τα στοιχεία εισόδου στην τράπεζά σας. Χρησιμοποιώντας ZKPs, ο κόμβος μπορεί να αποδείξει ότι εκπλήρωσε το συμβόλαιό του με το δίκτυο —κερδίζοντας τις ανταμοιβές σε κρυπτονομίσματα— χωρίς να «κρυφοκοιτάξει» ποτέ την ιδιωτική σας ροή δεδομένων.

Όταν αρχίσετε να εμβαθύνετε στις τεχνικές λεπτομέρειες των έργων DePIN (Αποκεντρωμένα Δίκτυα Φυσικών Υποδομών), θα συναντήσετε δύο κύριες «εκδοχές» αυτών των αποδείξεων: τα SNARKs και τα STARKs.

Τα zk-SNARKs (Succinct Non-Interactive Arguments of Knowledge) είναι η παλαιότερη και πιο εδραιωμένη τεχνολογία. Είναι «συνοπτικά» (succinct), που σημαίνει ότι οι αποδείξεις είναι μικροσκοπικές —μερικές φορές μόλις λίγα εκατοντάδες bytes. Αυτό είναι εξαιρετικό για τους χρήστες VPN σε κινητά, καθώς η επαλήθευση της σύνδεσης δεν καταναλώνει τα δεδομένα τους.

Ωστόσο, τα περισσότερα SNARKs απαιτούν μια «έμπιστη εγκατάσταση» (trusted setup). Πρόκειται για ένα εφάπαξ γεγονός όπου δημιουργούνται τυχαίοι αριθμοί για την εκκίνηση του συστήματος. Εάν οι διαχειριστές αυτής της εγκατάστασης είναι διεφθαρμένοι, θα μπορούσαν θεωρητικά να πλαστογραφήσουν αποδείξεις. Όπως αναφέρθηκε προηγουμένως στην έρευνα για τα Πλαίσια Αποδείξεων Μηδενικής Γνώσης, αυτός είναι ο λόγος που πολλά νέα έργα αναζητούν εναλλακτικές λύσεις.

Τα zk-STARKs (Scalable Transparent Arguments of Knowledge) είναι η νεότερη και πιο ισχυρή έκδοση. Δεν χρειάζονται έμπιστη εγκατάσταση — είναι «διαφανή» (transparent). Επίσης, έχουν ένα τεράστιο πλεονέκτημα: παρουσιάζουν ανθεκτικότητα απέναντι σε κβαντικούς υπολογιστές.

Το ακόλουθο διάγραμμα αρχιτεκτονικής απεικονίζει τους συμβιβασμούς μεταξύ των ροών εργασίας SNARK και STARK σε ένα περιβάλλον ομότιμου δικτύου (P2P).

Σε μια ανταλλαγή bandwidth P2P, προσπαθούμε να οικοδομήσουμε έναν αποκεντρωμένο πάροχο υπηρεσιών διαδικτύου (ISP). Στο λιανικό εμπόριο, δεν θα πληρώνατε ποτέ έναν ταμία που απλώς «υποσχέθηκε» ότι έβαλε το γάλα στην τσάντα χωρίς να κοιτάξετε. Στα χρηματοοικονομικά, δεν εμπιστεύεστε απλώς το λογιστικό φύλλο μιας τράπεζας· απαιτείτε έλεγχο (audit).

Τα ZKPs παρέχουν αυτόν ακριβώς τον έλεγχο για τα δεδομένα. Είτε πρόκειται για έναν πάροχο υγείας που στέλνει ευαίσθητα ιατρικά αρχεία μέσω VPN, είτε για μια αλυσίδα λιανικής που συγχρονίζει το απόθεμά της σε χιλιάδες καταστήματα, η ανάγκη είναι η ίδια: να γνωρίζουν ότι τα δεδομένα έφτασαν στον προορισμό τους χωρίς ο ενδιάμεσος (ο κόμβος) να δει το περιεχόμενό τους.

Επαλήθευση εύρους ζώνης χωρίς παρακολούθηση

Έστω ότι τρέχετε έναν κόμβο και μοιράζεστε το εύρος ζώνης (bandwidth) σας για να κερδίσετε κάποια κρυπτονομίσματα. Εξαιρετικά. Αλλά πώς γνωρίζει πραγματικά το δίκτυο ότι στέλνετε αληθινά δεδομένα σε έναν χρήστη, για παράδειγμα, στο Βερολίνο, χωρίς κάποιος να «υποκλέπτει» (sniffing) τα πακέτα για να τα ελέγξει;

Πρόκειται για έναν τεράστιο τεχνικό πονοκέφαλο. Εάν το δίκτυο μπορεί να δει τα δεδομένα για να τα επαληθεύσει, η ιδιωτικότητά σας πάει περίπατο. Εάν δεν μπορεί να δει τίποτα, θα μπορούσατε απλώς να κάνετε «εξόρυξη» (mining) διακριτικών (tokens) στέλνοντας άχρηστα δεδομένα στον εαυτό σας. Εδώ ακριβώς εισερχόμαστε στις λεπτομέρειες των πρωτοκόλλων απόδειξης εύρους ζώνης (bandwidth proof protocols).

Για να το λύσουμε αυτό, χρησιμοποιούμε μια συγκεκριμένη μορφή μαθηματικών που ονομάζεται vOLE-based Zero-Knowledge (Vector Oblivious Linear Evaluation - Γραμμική Αξιολόγηση χωρίς Γνώση βασισμένη σε Διανύσματα). Ξέρω, ακούγεται σαν κάτι από μυθιστόρημα επιστημονικής φαντασίας, αλλά στην πραγματικότητα είναι απίστευτα κομψό για δεδομένα υψηλής ταχύτητας.

Σε αντίθεση με τα snarks ή starks που συχνά χρησιμοποιούν βαριές ελλειπτικές καμπύλες, το vOLE είναι μια μορφή «Διαδραστικής Απόδειξης Μαντείου» (Interactive Oracle Proof) που δίνει προτεραιότητα στην ταχύτητα του αποδεικνύοντος έναντι του μεγέθους της απόδειξης. Είναι ουσιαστικά κατασκευασμένο για ταχύτητα, καθιστώντας το ιδανικό για την επαλήθευση τεράστιων ροών δεδομένων σε πραγματικό χρόνο, χωρίς να προκαλεί καθυστερήσεις (lag) στη σύνδεσή σας.

• Επαλήθευση υψηλής ταχύτητας: Τα πρωτόκολλα που βασίζονται στο vOLE είναι εξαιρετικά επειδή δεν βασίζονται σε βαριά μαθηματικά για κάθε βήμα. Αυτό τα καθιστά πολύ ταχύτερα για την εξόρυξη εύρους ζώνης σε πραγματικό χρόνο.
• Έλεγχοι συνέπειας: Το δίκτυο χρησιμοποιεί αυτές τις αποδείξεις για να διασφαλίσει ότι ο κόμβος διαθέτει όντως την ταχύτητα μεταφόρτωσης (upload speed) που ισχυρίζεται. Εάν ισχυρίζεστε ότι είστε ένας «Supernode» αλλά τα μαθηματικά δεν βγαίνουν, το έξυπνο συμβόλαιο (smart contract) απλώς δεν θα ενεργοποιήσει την πληρωμή.
• Μείνετε ενημερωμένοι: Εάν θέλετε να εμβαθύνετε σε αυτά τα θέματα, η παρακολούθηση κοινοτήτων όπως το squirrelvpn — μια πηγή ειδήσεων και κοινότητα για την τεχνολογία αποκεντρωμένων VPN (dVPN) — είναι μια καλή κίνηση για να δείτε ποια πρωτόκολλα φτάνουν πραγματικά στο κύριο δίκτυο (mainnet).

Το παρακάτω διάγραμμα δείχνει πώς το vOLE δημιουργεί μια ασφαλή χειραψία μεταξύ του κόμβου και του ελεγκτή.

Τώρα, το εντυπωσιακό μέρος είναι πώς αυτό συνδέεται με το πορτοφόλι σας. Σε ένα αποκεντρωμένο VPN (dVPN), θέλουμε οι ανταμοιβές να είναι αυτόματες. Δεν θα έπρεπε να περιμένετε έναν άνθρωπο «διαχειριστή» να εγκρίνει τα κέρδη σας.

Χρησιμοποιούμε Έξυπνα Συμβόλαια (Smart Contracts) που λειτουργούν ως η απόλυτη υπηρεσία μεσολάβησης (escrow). Αυτά τα συμβόλαια είναι προγραμματισμένα να είναι «τυφλά» αλλά δίκαια. Διακρατούν τα διακριτικά και τα αποδεσμεύουν μόνο όταν υποβληθεί μια έγκυρη απόδειξη μηδενικής γνώσης (zkp). Χωρίς απόδειξη, δεν υπάρχει πληρωμή. Είναι ένας αυστηρός αλλά απαραίτητος τρόπος για να διατηρηθεί η εντιμότητα στο ομότιμο δίκτυο (P2P network).

Επίλυση του Προβλήματος των Τελών Δικτύου (Gas Fees)

Ένα από τα μεγαλύτερα εμπόδια στο παρελθόν ήταν τα «κόστη gas» — η προμήθεια που καταβάλλεται για την εγγραφή δεδομένων σε ένα blockchain. Εάν η απόδειξη είναι υπερβολικά μεγάλη, τα έξοδα για τα τέλη ενδέχεται να ξεπεράσουν τις ανταμοιβές που κερδίζετε. Αυτή είναι η «οικονομική της on-chain επαλήθευσης» που οδηγεί πολλά έργα στην αποτυχία.

Για να το διορθώσουμε αυτό, χρησιμοποιούμε Αναδρομικές Αποδείξεις (Recursive Proofs). Πρόκειται ουσιαστικά για μια μέθοδο επαλήθευσης πολλαπλών μικρών αποδείξεων μέσα σε μία ενιαία, μεγαλύτερη απόδειξη. Αντί το σύστημα να αποστέλλει 1.000 συναλλαγές στο blockchain για 1.000 μικρές μεταφορές δεδομένων, τις ομαδοποιεί σε μια μοναδική απόδειξη. Με αυτόν τον τρόπο, το κόστος gas επιμερίζεται σε χιλιάδες αιτήματα, μειώνοντας την επιβάρυνση σε ελάχιστα λεπτά του ευρώ ανά χρήστη.

Οι λύσεις Δεύτερου Επιπέδου (Layer 2) συμβάλλουν επίσης, μεταφέροντας τον κύριο όγκο εργασίας εκτός της κύριας αλυσίδας. Επαληθεύοντας την απόδειξη μηδενικής γνώσης (zkp) σε ένα ταχύτερο και φθηνότερο δίκτυο και εκκαθαρίζοντας μόνο το τελικό υπόλοιπο στο κύριο blockchain, διασφαλίζουμε ότι το σύστημα παραμένει κερδοφόρο για τους κατόχους κόμβων.

• Αυτοματοποιημένες Πληρωμές: Τη στιγμή που η απόδειξη zkp επαληθεύεται on-chain, τα διακριτικά (tokens) μεταφέρονται στο πορτοφόλι του κόμβου. Δεν απαιτείται «εμπιστοσύνη», παρά μόνο η εκτέλεση του κώδικα.
• Μείωση Λειτουργικού Κόστους: Βιβλιοθήκες όπως η arkworks βοηθούν στη συρρίκνωση αυτών των αποδείξεων, ώστε να είναι «συνοπτικές» (succinct) και οικονομικές στην επαλήθευσή τους.
• Πρόληψη Απάτης: Επειδή τα μαθηματικά είναι «αδιάβλητα», είναι στατιστικά αδύνατο για έναν κόμβο να πλαστογραφήσει μια μεταφορά δεδομένων της τάξεως του 1GB χωρίς να διαθέτει πράγματι τα δεδομένα.

Πραγματικά σενάρια χρήσης των ZKP στα DePIN

Έχετε αναρωτηθεί ποτέ πώς θα μπορούσατε να πουλήσετε το πλεόνασμα της οικιακής σας σύνδεσης στο διαδίκτυο σε κάποιον στο Τόκιο, χωρίς να πέσει θύμα απάτης κανένας από τους δύο; Μπορεί να ακούγεται σαν σενάριο τεχνολογικού θρίλερ, αλλά στην πραγματικότητα αποτελεί τον πυρήνα του κινήματος των Αποκεντρωμένων Δικτύων Φυσικής Υποδομής (DePIN).

Το όραμα είναι απλό: διαθέτετε μια οπτική ίνα 1Gbps στο σπίτι, αλλά τη χρησιμοποιείτε μόνο για να βλέπετε Netflix και να περιηγείστε στο Reddit. Γιατί να μην πουλήσετε την πλεονάζουσα χωρητικότητα; Σε ένα μοντέλο αποκεντρωμένου VPN (dVPN), ο δρομολογητής (router) σας μετατρέπεται σε ενεργό κόμβο του δικτύου.

• Εγγυήσεις Ποιότητας Υπηρεσιών (QoS): Χρησιμοποιούμε Αποδείξεις Μηδενικής Γνώσης (ZKPs) για να αποδείξουμε ότι ένας κόμβος παρείχε πράγματι την ταχύτητα των 100Mbps που υποσχέθηκε. Ο κόμβος δημιουργεί μια απόδειξη «εργασίας» (proof of work), την οποία επαληθεύει η αλυσίδα (blockchain) προτού αποδεσμεύσει την ανταμοιβή σας σε κρυπτονόμισμα.
• Ιδιωτικότητα για τον Πάροχο: Δεν θέλετε να γνωρίζετε τι κάνει ο αγοραστής με τη σύνδεσή σας. Τα ZKPs επιτρέπουν στο δίκτυο να επαληθεύει τον όγκο της κίνησης χωρίς εσείς να δείτε ποτέ τα μη κρυπτογραφημένα πακέτα δεδομένων.

Αυτό το διάγραμμα ροής απεικονίζει πώς ένας χρήστης ζητά εύρος ζώνης (bandwidth) και ο κόμβος παρέχει μια απόδειξη για να πληρωθεί.

Μια ενδιαφέρουσα προσέγγιση παρατηρείται στον τρόπο με τον οποίο τα έργα διαχειρίζονται την «Απόδειξη Συνδεσιμότητας» (Proof of Connectivity). Πρέπει να γνωρίζουν ότι ο κόμβος σας είναι όντως συνδεδεμένος. Αντί να σας στέλνουν σήματα ελέγχου (ping) κάθε δευτερόλεπτο, μπορούν να χρησιμοποιήσουν ένα ZKP για να αποδείξουν ότι ο κόμβος σας ήταν ενεργός κατά τη διάρκεια ενός συγκεκριμένου χρονικού παραθύρου.

Ας περάσουμε τώρα σε ζητήματα υψηλού ρίσκου. Εάν βρίσκεστε σε μια χώρα με αυστηρά συστήματα λογοκρισίας (όπως το «Μεγάλο Τείχος Προστασίας»), η ίδια η χρήση ενός VPN μπορεί να αποτελέσει ύποπτη δραστηριότητα. Τα παραδοσιακά πρωτόκολλα VPN έχουν «ψηφιακές υπογραφές» που η Βαθιά Επιθεώρηση Πακέτων (DPI) μπορεί να εντοπίσει εύκολα.

Εδώ είναι που υπεισέρχεται η Πρόσβαση με Αντίσταση στη Λογοκρισία. Χρησιμοποιώντας ZKPs, μπορούμε να δημιουργήσουμε «συσκοτισμένες» (obfuscated) συνδέσεις. Ο στόχος δεν είναι απλώς η κρυπτογράφηση των δεδομένων, αλλά η απόδειξη στο δίκτυο ότι η σύνδεση είναι έγκυρη, χωρίς να αποκαλύπτεται καν ότι πρόκειται για ένα τούνελ VPN.

Το ακόλουθο διάγραμμα δείχνει πώς αποκρύπτονται τα μεταδεδομένα κατά τη διάρκεια μιας σύνδεσης για την παράκαμψη της λογοκρισίας.

Προκλήσεις και η πορεία προς το μέλλον

Έχουμε, λοιπόν, λύσει το μαθηματικό σκέλος, αλλά μπορεί ο παλιός σας δρομολογητής (router) να ανταπεξέλθει πραγματικά χωρίς να πάρει φωτιά; Αυτό είναι το ερώτημα των ενός εκατομμυρίου δολαρίων, γιατί κανείς δεν θέλει μια ιδιωτική σύνδεση στο διαδίκτυο που να δίνει την αίσθηση επιστροφής στην εποχή των dial-up modem των 56k.

Η πραγματικότητα είναι ότι η δημιουργία μιας απόδειξης μηδενικής γνώσης (zkp) είναι «δαπανηρή» — όχι απαραίτητα σε χρήματα, αλλά σε κύκλους επεξεργαστή (CPU). Αν προσπαθείτε να τρέξετε έναν κόμβο αποκεντρωμένου VPN (dVPN) υψηλής ταχύτητας σε έναν φθηνό οικιακό δρομολογητή, το μαθηματικό φορτίο αρχίζει να γίνεται ασήκωτο.

• Καθυστέρηση (Latency) έναντι Ιδιωτικότητας: Εδώ υπάρχει ο κλασικός συμβιβασμός. Αν απαιτούμε 100% απόλυτη κρυπτογραφική βεβαιότητα για κάθε μεμονωμένο πακέτο δεδομένων, η απόκριση του δικτύου σας (ping) θα εκτοξευθεί στα ύψη.
• Επιτάχυνση Υλικού (Hardware Acceleration): Αρχίζουμε να βλέπουμε μια στροφή προς τη χρήση επεξεργαστών γραφικών (GPU) ή εξειδικευμένων τσιπ για τη διαχείριση αυτών των αποδείξεων.

Το παρακάτω διάγραμμα παρουσιάζει τον μελλοντικό οδικό χάρτη για την επιταχυνόμενη μέσω υλικού επαλήθευση αποδείξεων μηδενικής γνώσης (zkp).

Ειλικρινά, το «χάσμα χρηστικότητας» είναι το μεγαλύτερο εμπόδιο που αντιμετωπίζουμε. Μια μελέτη του 2024 από ερευνητές του Πανεπιστημίου της Καλιφόρνια στο Σαν Ντιέγκο (UC San Diego) και του Πολιτειακού Πανεπιστημίου της Αριζόνα (Arizona State University) διαπίστωσε ότι, παρόλο που υπάρχουν πολλά πλαίσια εργασίας, αυτό το χάσμα παραμένει το μεγαλύτερο εμπόδιο για τους προγραμματιστές που προσπαθούν να εφαρμόσουν αυτά τα εργαλεία σε πραγματικές συνθήκες. Οι περισσότεροι χρήστες dVPN δεν θέλουν να γνωρίζουν για ελλειπτικές καμπύλες· θέλουν απλώς την ιδιωτικότητά τους.

Κοιτάζοντας μπροστά, οδεύουμε προς έναν κόσμο όπου ο «πάροχος υπηρεσιών διαδικτύου» (ISP) δεν θα είναι μια γιγαντιαία εταιρεία σε έναν ουρανοξύστη, αλλά ένα παγκόσμιο πλέγμα ανθρώπων σαν εσάς και εμένα. Η τεχνολογία ZKP είναι ουσιαστικά το τελευταίο κομμάτι του παζλ για αυτή την υποδομή του Web3. Είναι αυτό που καθιστά το σύστημα «αδιαμεσολάβητο» (trustless) — δεν χρειάζεται να γνωρίζετε το άτομο που σας παρέχει το εύρος ζώνης (bandwidth), επειδή τα μαθηματικά αποδεικνύουν ότι δεν σας εξαπατά.