¿Qué es una prueba de conocimiento cero? Privacidad y escalabilidad explicadas

Una prueba de conocimiento cero permite que una parte demuestre a otra que una afirmación es verdadera sin revelar ninguna información más allá de la verdad de la afirmación misma. Es la técnica criptográfica detrás de la privacidad en blockchain, rollups escalables y un número creciente de sistemas de verificación de identidad. Resumen

• Las pruebas de conocimiento cero permiten que un probador convenza a un verificador de que un cálculo se realizó correctamente sin revelar los datos subyacentes, lo que permite tanto la privacidad como la escalabilidad en blockchains.
• Las dos principales familias de pruebas de conocimiento cero utilizadas en blockchain son zk-SNARKs, que requieren una ceremonia de configuración inicial de confianza, y zk-STARKs, que no requieren configuración de confianza pero producen pruebas más grandes.
• Los rollups de capa 2 de Ethereum como zkSync, Scroll y Polygon zkEVM utilizan pruebas de conocimiento cero para comprimir miles de transacciones en una sola prueba verificada en la cadena principal, reduciendo los costos de gas en un 90 por ciento o más.
• Vitalik Buterin introdujo el protocolo GKR a finales de 2025 como una forma de acelerar la verificación de pruebas de conocimiento cero de Ethereum, con el objetivo de hacer que la tecnología sea práctica para su uso diario a gran escala.
• Las pruebas de conocimiento cero son matemáticamente sólidas pero no mágicas. Dependen de supuestos criptográficos específicos, requieren recursos computacionales significativos para generarse y se han implementado en producción durante menos de tres años a gran escala.

La explicación estándar de las pruebas de conocimiento cero utiliza la analogía de la cueva. Ali Baba conoce la palabra secreta para abrir una puerta dentro de una cueva circular. Puede demostrar que conoce la palabra entrando por un lado y saliendo por el otro, a demanda, sin decir nunca la palabra en voz alta. Después de suficientes demostraciones exitosas, el verificador se vuelve estadísticamente seguro de que Ali Baba conoce el secreto.

Esta analogía es correcta pero incompleta. Captura la intuición pero se pierde en la maquinaria. En la práctica, las pruebas de conocimiento cero no se tratan de cuevas o puertas. Se trata de compromisos polinómicos, emparejamientos de curvas elípticas y las propiedades matemáticas que permiten a una parte codificar un cálculo como un conjunto de restricciones y a otra parte verificar que esas restricciones se satisfacen sin aprender qué valores las satisfacen.

Este artículo explica qué hacen las pruebas de conocimiento cero, cómo funcionan los dos sistemas de prueba dominantes, dónde se implementan en producción y qué no pueden hacer. Si has oído que las pruebas de conocimiento cero resuelven todos los problemas de privacidad y escalabilidad de blockchain, la realidad es más específica y más interesante.

Las tres propiedades

Una prueba de conocimiento cero debe satisfacer tres propiedades matemáticas. La completitud significa que si la afirmación es verdadera y tanto el probador como el verificador siguen el protocolo, el verificador siempre aceptará la prueba. La solidez significa que si la afirmación es falsa, ningún probador tramposo puede convencer al verificador de aceptarla, excepto con una probabilidad despreciable. El conocimiento cero significa que el verificador no aprende nada más allá de si la afirmación es verdadera.

La tercera propiedad es la contraintuitiva. ¿Cómo puedes verificar un cálculo sin aprender nada sobre él? La respuesta radica en la estructura del sistema de prueba. El probador codifica el cálculo como una ecuación polinómica, se compromete a ese polinomio utilizando un esquema de compromiso criptográfico y luego responde a desafíos aleatorios del verificador. El verificador comprueba las respuestas contra el compromiso sin ver nunca el polinomio en sí.

En las pruebas de conocimiento cero no interactivas, que son el tipo utilizado en blockchains, los desafíos aleatorios son reemplazados por una función hash aplicada al compromiso. Esto se llama la heurística de Fiat-Shamir, y permite al probador generar toda la prueba sin ninguna comunicación de ida y vuelta. La prueba resultante es una cadena compacta de datos que cualquiera puede verificar de forma independiente.

La base matemática se apoya en la dificultad de ciertos problemas computacionales. Para los zk-SNARKs, la seguridad depende de la dificultad de calcular logaritmos discretos en curvas elípticas. Para los zk-STARKs, la seguridad se basa en la resistencia a colisiones de las funciones hash, lo que se considera una suposición más débil y conservadora. Si alguna de estas suposiciones resulta ser incorrecta, el sistema de prueba correspondiente se rompe. Por eso, la elección entre zk-SNARKs y zk-STARKs implica compensaciones más allá del tamaño de la prueba y la velocidad de verificación.

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zk-SNARKs: configuración confiable, pruebas pequeñas

zk-SNARK significa Argumento de Conocimiento No Interactivo de Cero Conocimiento y Conciso. La palabra conciso es el diferenciador clave: una prueba zk-SNARK es extremadamente pequeña, típicamente de unos pocos cientos de bytes, y puede ser verificada en milisegundos sin importar cuán compleja sea la computación subyacente.

El costo de esta concisión es la configuración confiable. La mayoría de las construcciones zk-SNARK requieren una ceremonia inicial donde se generan un conjunto de cadenas de referencia estructuradas. Estas cadenas son utilizadas tanto por los probadores como por los verificadores. Si los valores aleatorios utilizados para generarlas no se destruyen adecuadamente, cualquiera que los retenga podría crear pruebas falsas que parezcan válidas. Esto a veces se llama desecho tóxico.

Las ceremonias modernas de configuración confiable utilizan protocolos de computación multipartita donde cientos o miles de participantes contribuyen con aleatoriedad. La garantía de seguridad es que, mientras al menos un participante destruya honestamente su contribución aleatoria, la configuración es segura. Zcash fue pionero en este enfoque con su ceremonia Powers of Tau, y proyectos posteriores lo han refinado.

Las nuevas construcciones zk-SNARK como PLONK y sus variantes utilizan una configuración confiable universal y actualizable, lo que significa que la misma configuración puede ser reutilizada para diferentes circuitos y participantes adicionales pueden fortalecer la configuración con el tiempo sin comenzar desde cero. Esto mitiga la preocupación por la configuración confiable, pero no la elimina por completo. La compensación fundamental sigue siendo: pruebas más pequeñas y rápidas a cambio de una suposición de confianza única.

zk-STARKs: sin configuración confiable, pruebas más grandes

zk-STARK significa Argumento de Conocimiento Escalable y Transparente de Cero Conocimiento. Transparente significa que no se requiere configuración confiable. Las cadenas de referencia se generan a partir de aleatoriedad verificable públicamente, lo que elimina por completo el problema de desechos tóxicos. Escalable se refiere al hecho de que el tiempo de prueba crece de manera cuasi-lineal con el tamaño de la computación, lo que hace que los STARKs sean adecuados para computaciones muy grandes.

La compensación es el tamaño de la prueba. Una prueba zk-STARK es típicamente de decenas a cientos de kilobytes, en comparación con unos pocos cientos de bytes para un zk-SNARK. En una blockchain donde el almacenamiento de datos es costoso, esta diferencia es importante. El tiempo de verificación también es algo más largo para los STARKs, aunque sigue siendo lo suficientemente rápido para un uso práctico.

StarkWare, la empresa detrás de Starknet, ha sido el principal defensor comercial de los zk-STARKs. Su argumento es que la propiedad de transparencia, combinada con la resistencia cuántica al depender solo de funciones hash en lugar de curvas elípticas, hace que los STARKs sean la mejor opción a largo plazo, incluso a costa de pruebas más grandes. Si las computadoras cuánticas realmente amenazarán la criptografía de curvas elípticas dentro de un marco de tiempo relevante es debatido, pero la postura de seguridad conservadora atrae aplicaciones donde la robustez a largo plazo importa más que la eficiencia inmediata.

ZK rollups: la aplicación de escalado

La aplicación práctica más importante de las pruebas de conocimiento cero en blockchain hoy en día son los ZK rollups. Un rollup ejecuta transacciones fuera de la cadena, las agrupa, genera una prueba de conocimiento cero que garantiza que todas las transacciones fueron válidas y publica solo la prueba y los datos de transacción comprimidos en la cadena principal. La cadena principal verifica la prueba, que es órdenes de magnitud más barata que ejecutar cada transacción individualmente.

Esta arquitectura permite que las redes de capa 2 de Ethereum procesen miles de transacciones por el costo de una sola verificación de prueba en la capa 1. En la práctica, los ZK rollups como los construidos sobre la infraestructura de Ethereum reducen los costos de gas en un 90 por ciento o más en comparación con la ejecución de las mismas transacciones directamente en la red principal.

Los principales proyectos de ZK rollup en producción o en etapas avanzadas de desarrollo a mediados de 2026 incluyen zkSync Era, Scroll, Polygon zkEVM, Linea y Taiko. Cada uno utiliza un sistema de prueba diferente y hace diferentes concesiones entre la compatibilidad con EVM, la velocidad de prueba y la descentralización. zkSync utiliza una máquina virtual personalizada y pruebas basadas en PLONK. Scroll busca una equivalencia de EVM a nivel de byte utilizando un probador zk-SNARK. Polygon zkEVM utiliza una combinación de pruebas STARK y SNARK en una arquitectura recursiva.

La competencia entre estos proyectos está impulsando una rápida innovación en la generación de pruebas. Los tiempos de prueba han disminuido de horas a minutos y luego a segundos en los últimos dos años. La introducción del protocolo GKR por Vitalik Buterin para Ethereum representa otro paso hacia la realización de la verificación de pruebas ZK como una operación rutinaria en lugar de un cuello de botella computacional.

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Aplicaciones de privacidad más allá de los rollups

Las pruebas de conocimiento cero se desarrollaron originalmente para la privacidad, no para la escalabilidad. Zcash, lanzado en 2016, fue la primera blockchain importante en utilizar zk-SNARKs para transacciones privadas. En una transacción protegida de Zcash, el remitente, el receptor y la cantidad están ocultos a la vista pública mientras que la prueba garantiza que no se crearon monedas de la nada y que no ocurrió doble gasto.

La aplicación de privacidad se extiende más allá de las transacciones financieras. Las pruebas de conocimiento cero pueden verificar atributos de identidad sin revelar los datos subyacentes. Un usuario podría probar que tiene más de 18 años sin revelar su fecha de nacimiento, probar que es ciudadano de un país específico sin revelar su número de pasaporte, o probar que posee una cierta credencial sin revelar qué institución la emitió.

Proyectos como Worldcoin y Polygon ID han implementado sistemas de verificación de identidad basados en ZK. Worldcoin utiliza pruebas de conocimiento cero para verificar que una persona ha sido escaneada por su dispositivo de escaneo de iris sin vincular el escaneo a ninguna identidad específica. Los proyectos del ecosistema de Ethereum están integrando cada vez más la identidad basada en ZK como un primitivo junto a las transacciones financieras.

El caso de uso de privacidad enfrenta vientos en contra regulatorios. Los reguladores financieros en múltiples jurisdicciones han expresado su preocupación de que las transacciones completamente privadas podrían facilitar el lavado de dinero, la evasión de sanciones y la financiación del terrorismo. La tensión entre la privacidad como un derecho fundamental y la transparencia como un requisito regulatorio es uno de los debates políticos definitorios en la criptomoneda, y las pruebas de conocimiento cero se sitúan directamente en el centro de ello.

Lo que las pruebas de conocimiento cero no cubren

Las pruebas de conocimiento cero garantizan la integridad computacional: que un cálculo específico se realizó correctamente. No garantizan que las entradas al cálculo fueran correctas, que el cálculo valiera la pena realizar, o que el sistema construido alrededor de la prueba esté libre de errores.

Un ZK rollup puede probar que todas las transacciones en un lote fueron válidas de acuerdo con las reglas del rollup. No puede probar que las reglas en sí mismas sean correctas. Un error en los contratos inteligentes del rollup o en el circuito de prueba podría producir pruebas válidas para transiciones de estado inválidas. Varios proyectos de ZK rollup han divulgado y corregido errores críticos en sus circuitos durante auditorías y despliegues en testnet.

Las pruebas de conocimiento cero tampoco eliminan la necesidad de disponibilidad de datos. En un ZK rollup, la prueba le dice a la cadena principal que la transición de estado fue válida, pero los usuarios aún necesitan acceso a los datos de transacción subyacentes para reconstruir el estado y verificar que sus fondos estén intactos. Sin disponibilidad de datos, los usuarios deben confiar en el operador del rollup, lo que en parte derrota el propósito de la prueba.

El costo computacional de generar pruebas es sustancial. Mientras que la verificación es barata, la generación de pruebas requiere hardware significativo. Ejecutar un probador ZK a escala de producción generalmente requiere servidores con cientos de gigabytes de RAM y aceleradores de hardware especializados. Este costo crea una fuerza de centralización natural en quién puede permitirse ejecutar probadores, incluso si las pruebas en sí pueden ser verificadas por cualquiera.

Controles prácticos para evaluar proyectos de ZK

Al evaluar un proyecto que afirma utilizar pruebas de conocimiento cero, varias preguntas distinguen implementaciones serias de marketing.

Primero, pregunte si el sistema de prueba ha sido auditado de forma independiente. Los errores en el circuito pueden crear vulnerabilidades de solidez donde se aceptan pruebas inválidas como válidas. Un proyecto que no ha sido auditado por múltiples firmas de criptografía independientes debe ser tratado con precaución.

En segundo lugar, pregunte si el sistema de prueba utiliza una configuración confiable y, de ser así, cómo se llevó a cabo la ceremonia. Una configuración confiable con solo un pequeño número de participantes, o una realizada por una sola empresa sin verificación externa, representa una suposición de confianza significativa.

En tercer lugar, verifique si el proyecto publica sus contratos de verificación de pruebas y si esos contratos han sido verificados en la cadena. Si la verificación se realiza fuera de la cadena o a través de contratos proxy actualizables controlados por un multisig, las pruebas de conocimiento cero pueden no estar proporcionando las garantías de seguridad que los usuarios esperan.

Cuarto, observe la solución de disponibilidad de datos. Si el proyecto no publica datos de transacción en la cadena o en una capa de disponibilidad de datos creíble, los usuarios no pueden verificar el estado de forma independiente y deben confiar en el operador. Esto es un alejamiento significativo de la falta de confianza que se supone que las pruebas de conocimiento cero deben habilitar.

🚀 Los desarrolladores de Ethereum han activado la actualización Pectra en Hoodi, marcando otro hito en la preparación para su despliegue en mainnet. #Ethereum #ETH https://t.co/eALuuC2dgk --- Cryptonews.com (@cryptonews) 27 de marzo de 2025
Leer más: ¿Qué es una prueba de conocimiento cero? Una profunda inmersión en las matemáticas detrás de zk-SNARKs

Preguntas frecuentes

¿Qué es una prueba de conocimiento cero en términos simples? {#faq-question-1722480001}

Una prueba de conocimiento cero es una forma de probar que sabes algo sin revelar lo que sabes. En blockchain, permite que una computadora demuestre a otra que un conjunto de transacciones es válido sin mostrar los detalles de esas transacciones. Esto permite tanto la privacidad como la escalabilidad.

¿Cuál es la diferencia entre zk-SNARKs y zk-STARKs? {#faq-question-1722480002}

Los zk-SNARKs producen pruebas muy pequeñas, típicamente de unos pocos cientos de bytes, y verifican rápidamente, pero requieren una ceremonia de configuración confiable única. Los zk-STARKs producen pruebas más grandes, típicamente de decenas de kilobytes, pero no requieren ninguna configuración confiable y se consideran resistentes a ataques de computación cuántica. Ambos logran el mismo objetivo de computación verificable con conocimiento cero.

¿Cómo reducen los ZK rollups los costos de gas de Ethereum? {#faq-question-1722480003}

Los ZK rollups ejecutan transacciones fuera de la cadena principal de Ethereum, las agrupan y generan una prueba de conocimiento cero que valida que todas las transacciones son válidas. Solo se publica la prueba y los datos comprimidos en Ethereum. Verificar una sola prueba es mucho más barato que ejecutar miles de transacciones individuales, lo que resulta en reducciones de costos de gas del 90 por ciento o más.

¿Son las pruebas de conocimiento cero resistentes a la computación cuántica? {#faq-question-1722480004}

Depende del sistema de prueba. Los zk-STARKs dependen de funciones hash, que se cree que son resistentes a las computadoras cuánticas. Los zk-SNARKs dependen de la criptografía de curvas elípticas, que teóricamente podría ser quebrantada por una computadora cuántica suficientemente poderosa. Sin embargo, las computadoras cuánticas prácticas capaces de romper curvas elípticas aún no existen y pueden no existir durante décadas.

¿Pueden las pruebas de conocimiento cero hacer que todas las transacciones de blockchain sean privadas? {#faq-question-1722480005}

Técnicamente sí, pero prácticamente hay compensaciones. Generar pruebas para cada transacción añade costo computacional y complejidad. Las transacciones completamente privadas también enfrentan desafíos regulatorios en jurisdicciones que requieren transparencia financiera. Proyectos como Zcash ofrecen privacidad opcional, mientras que la mayoría de los ZK rollups utilizan la tecnología principalmente para escalabilidad en lugar de privacidad.

¿Qué es una configuración de confianza y por qué es importante? {#faq-question-1722480006}

Una configuración de confianza es una ceremonia única que genera parámetros criptográficos necesarios para ciertos sistemas de prueba. Si los valores aleatorios utilizados durante la ceremonia no se destruyen adecuadamente, alguien podría crear pruebas falsas. Las ceremonias modernas utilizan computación multipartita donde cientos de participantes contribuyen con aleatoriedad, y la configuración es segura siempre que al menos un participante sea honesto.

¿Qué blockchains utilizan pruebas de conocimiento cero? {#faq-question-1722480007}

Zcash fue la primera blockchain importante en utilizar pruebas de conocimiento cero para transacciones privadas. Ethereum utiliza pruebas ZK a través de rollups de capa 2, incluyendo zkSync, Scroll, Polygon zkEVM, Linea y Starknet. Mina Protocol utiliza pruebas ZK recursivas para mantener una blockchain de tamaño fijo. Varios otros cadenas incorporan tecnología ZK para características específicas como verificación de identidad o mensajería entre cadenas.

¿Cuánto tiempo se tarda en generar una prueba de conocimiento cero? {#faq-question-1722480008}

El tiempo de generación de pruebas depende de la complejidad de la computación y del hardware utilizado. Para lotes de ZK rollup que contienen miles de transacciones, la generación de pruebas actualmente toma de segundos a minutos en hardware especializado. Hace dos años, las mismas pruebas tomaban horas. La tendencia es hacia una prueba más rápida a través de la aceleración de hardware y mejoras algorítmicas, con el objetivo de generar pruebas en tiempo real.

Descargo de responsabilidad: Este artículo es solo para fines informativos y no constituye asesoramiento financiero, de inversión o legal. Las inversiones en criptomonedas conllevan un riesgo significativo. Siempre realice su propia investigación antes de tomar decisiones de inversión. La información es precisa a partir del 1 de agosto de 2026.