Zero Knowledge Proofs e il Metaverso

Dec 22 2022

di Elan Neiger Nella prima settimana di dicembre 2022, il termine "Metaverso" si è classificato secondo nella competizione dell'Oxford English Dictionary per la Parola dell'anno, un voto espresso da oltre 300.000 persone che indica una parola o un'espressione che si ritiene abbia un significato culturale duraturo che rifletta l'ethos e gli stati d'animo degli ultimi dodici mesi. Il fatto che "Goblin Mode" abbia vinto il primo posto probabilmente dice di più sull'atmosfera post-pandemia e sulla coorte che ha partecipato al sondaggio piuttosto che sulle tendenze tecnologiche globali.

di Elan Neiger

Nella prima settimana di dicembre 2022, il termine "Metaverso" si è classificato secondo nella competizione dell'Oxford English Dictionary per la parola dell'anno , un voto espresso da oltre 300.000 persone che significano una parola o un'espressione che si ritiene abbia un significato culturale duraturo che riflette l'etica e stati d'animo degli ultimi dodici mesi.

La " Modalità Goblin " ha vinto il primo posto probabilmente dice di più sull'atmosfera post-pandemia e sulla coorte che ha partecipato al sondaggio piuttosto che sulle tendenze tecnologiche globali. Oggi, aziende da Microsoft a Disney e celebrità da Elton John a Snoop Dogg hanno abbracciato il Metaverso come la fase successiva della rivoluzione di Internet e stanno pianificando di conseguenza.

Secondo The Metaverse di Mathew Ball , la spiegazione definitiva è "una rete su vasta scala e interoperabile di mondi virtuali 3D resi in tempo reale che possono essere vissuti in modo sincrono e persistente da un numero effettivamente illimitato di utenti con un senso di presenza individuale e con continuità di dati, come identità, cronologia, diritti, oggetti, comunicazioni e pagamenti.

Probabilmente potenziato dalle chiusure della pandemia nel 2020 e dai blocchi obbligatori e dal distanziamento sociale, l'interesse per uno spazio condiviso virtuale collettivo è esploso e oggi oltre 500 aziende affermano di lavorare sul Metaverso.

Sebbene questo diffuso interesse per il Metaverso sia nuovo, il concetto è stato immaginato in precedenza e descritto in opere di fantasia come Snow Crash e Ready Player One . L'idea di una visione realistica del Metaverso è entrata ufficialmente nello zeitgeist quando Facebook, una delle più grandi aziende tecnologiche del mondo, ha cambiato il suo nome in Meta nel 2021, a significare il suo piano per andare all-in sul concetto.

Chiaramente il Metaverso come lo descrive Ball non è ancora una realtà a causa di una serie di ragioni pratiche tra cui limitazioni nel networking, potenza di calcolo e standard di interoperabilità. Un Metaverse completamente realizzato alla fine consentirà la privacy dei dati e la scalabilità necessaria ai partecipanti per attraversare numerosi mondi digitali con un avatar 3D insieme alle loro risorse e privilegi digitali.

Nonostante le attuali limitazioni, molti in posizioni di potere credono che il concetto e la domanda di tale spazio virtuale continueranno a crescere. Un sondaggio condotto da McKinsey a metà del 2022 su oltre 3.400 consumatori e dirigenti li ha portati a stimare che il metaverso ha il potenziale per un valore di mercato di $ 5 trilioni entro il 2030. Per molti futuristi, il Metaverso è visto come un piano parallelo per il tempo libero umano, lavoro ed esistenza.

Prove di conoscenza zero

"Zero Knowledge Proof" (ZKP) è un altro termine che ottiene un riconoscimento più ampio. Mentre l'industria Zero Knowledge fiorisce nei prossimi 12 mesi, il termine "ZKP" potrebbe vincere l'espressione dell'anno dell'Oxford English Dictionary del prossimo anno.

Il concetto di ZKP è stato inventato negli anni '80 da un trio di ricercatori del MIT, descritto per la prima volta nel loro documento accademico "The Knowledge Complexity of Interactive Proof-Systems" .

Fino alla metà degli anni 2010, Zero Knowledge Proofs era semplicemente un termine generico per un ramo della crittografia considerato troppo teorico e costoso per un uso pratico. Questo è cambiato, grazie in gran parte alle aziende e ai protocolli nello spazio crittografico e blockchain, noti collettivamente come Web3.

Una Zero-Knowledge Proof è un protocollo che consente a una parte (ovvero una persona o un'applicazione connessa al Web) nota come Prover, di dimostrare a un'altra parte, nota come Verifier, di conoscere una determinata informazione, senza rivelare nulla sul contenuto di tali informazioni . La sezione evidenziata è da dove deriva l'aspetto “Zero Knowledge”, cioè nessuna informazione aggiuntiva viene rivelata al Verificatore oltre alla prova di conoscere le informazioni.

I progressi nell'hardware, negli algoritmi e nel software di elaborazione hanno reso gli ZKP più accessibili rispetto ai loro primi giorni puramente teorici.

Sebbene esistano numerosi tipi di Zero Knowledge Proofs, tutti i loro calcoli si basano sull'elaborazione in una combinazione di enormi quantità di primitive matematiche tra cui la moltiplicazione multiscalare (MSM), la trasformazione teorica dei numeri (NTT) e le funzioni hash.

Mettendo da parte la matematica, gli ZKP sono un modo per dimostrare che sai qualcosa, possiedi qualcosa o hai fatto qualcosa, senza rivelare alcuna informazione su quel qualcosa. Questo ha il potere di rivoluzionare una serie di settori, in particolare quelli che richiedono la condivisione di informazioni private sul web. Consente inoltre risposte "sì-no" a domande complesse che coinvolgono dati privati.

Oggi il settore Zero Knowledge Proof è dominato dalle aziende nello spazio Web3, dove le ZKP vengono sviluppate e utilizzate per una serie di casi d'uso. Per le blockchain e il metaverso, le ZKP hanno due applicazioni essenziali: scalabilità e privacy.

Web3, il Metaverso e ZKP

Un utile riassunto della storia del Web è il seguente:

Web1- Internet di "sola lettura".
Web2 — "leggi e scrivi" Internet
Web3: "decentralizza e controlla" la tua Internet

Web3 è un Internet basato su blockchain che enfatizza l'autocustodia di risorse e dati digitali. Gli utenti possiedono i loro contenuti e hanno il controllo sul loro utilizzo di Internet. Lo svantaggio di Web3 è che quasi tutte le blockchain sono trasparenti e i loro registri sono dati pubblici. Gli stessi meccanismi che forniscono trasparenza agli utenti rendono anche la privacy quasi inesistente.

Sia il Metaverse che Web3 possono essere considerati successori di Web2. Sebbene il Metaverso non richieda la blockchain al suo interno, molte tecnologie correlate tra cui la proprietà di risorse digitali dovrebbero essere utilizzate nel Metaverso e la sua economia sarà quasi certamente abilitata da valute digitali e token non fungibili (NFT).

Zero Knowledge Proofs può essere utilizzato per abilitare transazioni private sia per il Metaverso che per le blockchain, risolvendo il problema dei registri aperti e trasparenti che caratterizzano Web3 e consentono la privacy dei dati nel Metaverso. Ad esempio, un utente potrebbe fornire una ZKP per dimostrare di disporre dei fondi necessari per completare una transazione a un'altra entità, senza rivelare il saldo del conto o la cronologia delle transazioni.

Zero Knowledge Proofs può anche consentire la creazione di account anonimi durante l'interazione con blockchain o durante l'utilizzo di un avatar nel Metaverso. Con una ZKP, gli utenti possono dimostrare di essere i proprietari di un account senza rivelare la propria identità o altre informazioni personali.

Inoltre, Zero Knowledge Proofs consente la comunicazione privata. Due parti possono utilizzare una ZKP per dimostrare reciprocamente di essere i destinatari previsti di un messaggio senza rivelare il contenuto del messaggio stesso.

Blockchain e Metaverse dipendono entrambi dai progressi nella scalabilità. Le blockchain sono limitate nello spazio perché sono progettate per archiviare i dati in modo decentralizzato e distribuito, con ogni partecipante alla rete che memorizza una copia dell'intera blockchain. Pertanto, la quantità di dati che possono essere archiviati su una blockchain è limitata dalla quantità di spazio di archiviazione disponibile sui computer partecipanti di una rete. Allo stesso modo, il Metaverso avrà bisogno di una soluzione di ridimensionamento per connettere i molti mondi e metagalassie che compongono un Metaverso unificato.

Zero Knowledge Proofs risolve il problema di ridimensionamento delle blockchain consentendo al calcolo di avvenire in ambienti non attendibili, con solo le loro soluzioni messe in catena, insieme a un ZKP che attesta che il calcolo è stato eseguito secondo le regole della blockchain. ZKP può fare lo stesso per il Metaverse consentendo ai sistemi che ospitano l'elaborazione del Metaverse di scaricare i loro calcoli in ambienti delegati e attestare i loro risultati accurati al loro ritorno.

Parti di Web3 assomigliano già a un metaverso. Concetti e strutture come le organizzazioni autonome decentralizzate (DAO) abilitate da contratti intelligenti consentono voto trasparente, proprietà frazionata, sovranità digitale e autodeterminazione per gruppi di persone che la pensano allo stesso modo che desiderano partecipare a joint venture.

I token non fungibili (NFT) consentono di registrare e scambiare oggetti digitali unici sulla blockchain, pur rimanendo interamente di proprietà e controllati dall'utente nel cui account risiede l'NFT. Queste primitive componibili potrebbero presto essere utilizzate nel Metaverso per scambiare avatar o oggetti come skin, armi e abbigliamento per avatar e persino accedere a eventi o aree speciali come i pass per l'ingresso digitale.

I giochi blockchain utilizzano tecnologie Web3 come criptovalute e NFT in modo che i giocatori possano acquistare, vendere o scambiare risorse di gioco e consentire ai giocatori di possedere le proprie risorse di gioco in modo sicuro e trasparente.

Un recente rapporto prevede che il mercato dei giochi blockchain raggiungerà i 65,7 miliardi di dollari entro il 2027, rispetto ai 4,6 miliardi di dollari del 2022.

È probabile che Web3, le aziende che lo costruiscono e gli strumenti che lo abilitano siano alla base di molti dei protocolli che consentono la realizzazione di un Metaverso aperto e connesso. Allo stesso modo, è probabile che i protocolli di comunicazione Internet che abilitano Web2 e Web3 vengano ampliati per abilitare una rete globale di standard e protocolli che regolano le connessioni interoperabili tra mondi 3D persistenti.

Una rivoluzione della conoscenza zero

Le ZKP accessibili possono già rivoluzionare una serie di settori, alcuni dei quali sono rilevanti per la realizzazione di un Metaverso libero e aperto:

Identità : le persone possono verificare l'identità online a terze parti, inclusi fornitori di servizi e governi, senza il rischio che le loro informazioni vengano trapelate.

Finanza : gli scambi finanziari possono verificare la loro solvibilità senza far trapelare informazioni riservate e proprietarie.

Votazione: i voti possono essere verificati nelle elezioni elettroniche proteggendo la privacy degli elettori e garantendo un'elezione a prova di manomissione.

Sicurezza informatica : gli utenti possono accedere alle piattaforme senza rivelare la propria password a un verificatore centralizzato.

Proprietà anonima: le risorse digitali, le valute e altri beni possono essere posseduti senza divulgare l'identità del proprietario.

Machine Learning: consente al proprietario di un algoritmo di Machine Learning di convincere gli altri sui risultati del modello senza rivelare alcuna informazione sul modello ML stesso.

Integrità dei dati: le ZKP possono dimostrare che immagini, video e set di dati sono autentici per combattere la disinformazione.

Ready Player Zero: il ruolo degli ZKP nel Metaverso

Le esperienze che oggi assomigliano maggiormente al metaverso sono i giochi multiplayer che esistono nelle piattaforme del mondo virtuale integrato (IVWP) come Roblox, Minecraft e Fortnite. Questi IVWP sono collettivamente i tre mondi virtuali più grandi che siano mai esistiti, ciascuno con decine di milioni di giocatori attivi ogni giorno. Tuttavia, a causa della natura chiusa dei loro ecosistemi, questi giochi possono essere considerati "Metagalaxys" piuttosto che Metaverse.

Esistono due modi comuni per eseguire una partita multiplayer:

Client-Server (come la maggior parte dei giochi odierni tra cui Fortnite, Roblox e Minecraft)
Peer to peer

Esistono diversi inconvenienti nel modello di progettazione del gioco Client-Server che funzionano contro questi modelli utilizzati nel Metaverso:

Proprietà: il server possiede e mantiene tutte le risorse di gioco
Costo: sono necessari molti server potenti per eseguire sofisticati motori di gioco multiplayer
Scalabilità: i colli di bottiglia nella scalabilità sorgono quando c'è un singolo punto di inoltro tra il server e i giocatori mentre altri giocatori partecipano al gioco
Privacy: il server è una terza parte non attendibile a conoscenza delle azioni di ogni giocatore

Inserisci prove di conoscenza zero.

Gli ZKP possono essere utilizzati per fornire una prova pubblicamente verificabile per ogni mossa che fanno, segnalando a tutte le parti che la mossa era legale secondo le regole del gioco.

Un ZKP può anche essere utilizzato per dimostrare la proprietà delle risorse digitali in-game. Ciò sostituisce la necessità di un server per verificare la proprietà degli elementi relativi al gioco.

Infine, gli ZKP possono risolvere la scalabilità del gioco, poiché un numero di mosse o azioni può essere raggruppato insieme in una prova, riducendo il sovraccarico di calcolo e consentendo a più giocatori di partecipare a un gioco.

L'introduzione di Zero Knowledge Proofs nei giochi peer-to-peer potrebbe consentire a questa architettura di diventare un aspetto fondamentale del Metaverso, poiché questi miglioramenti riducono drasticamente i costi eliminando la necessità di costosi server centralizzati. Questa architettura potenziata consente inoltre a molti più partecipanti di spazi virtuali condivisi, ognuno dei quali funge da server verificando le azioni degli altri giocatori con veri e propri ZKP pubblici.

Per definizione, il metaverso diventerà "il metaverso" solo se sarà in grado di supportare un gran numero di utenti che vivono gli stessi eventi nello stesso momento e nello stesso luogo virtuale. Sebbene questa visione della futura architettura di gioco dei metaversi richieda l'elaborazione di molti ZKP al secondo, i miglioramenti in Zero Knowledge Hardware sono vicini a rendere possibili queste realtà.

Fonte: https://youtu.be/F-6jtETFkjg

Metafisica del Metaverso

Filosoficamente, il Metaverso può essere paragonato alla massima espressione dei tre principi di cui scrisse il filosofo inglese John Locke nel suo saggio del 1689, Two Treatises of Government , su cui si basano la costituzione degli Stati Uniti e le basi legali di altri governi occidentali: vita , libertà e proprietà.

Sebbene questi concetti esistano nel mondo fisico, sono limitati dai vincoli del mondo reale. Oggi gli esseri umani vivono in corpi fisici, vincolati dalle leggi dell'universo che possono essere ampiamente descritte come fisiche. Nel Metaverso non ci sono limitazioni fisiche.

È anche ragionevole riflettere se noi umani possediamo e controlliamo completamente le nostre vite. Se infrangiamo le regole della società, il governo può arrestarci e persino toglierci la vita per reati particolarmente gravi. Nessun reato negli spazi digitali (per il momento) espone l'autore del reato al rischio di perdere le libertà del mondo reale, oltre a essere espulso dall'ambiente virtuale.

Libertà significa libertà, sia che si tratti di qualcosa o di fare qualcosa. Nel mondo occidentale, gli esseri umani hanno una certa libertà. Tuttavia, ci sono limitazioni poste su di noi dalle leggi, sia dell'universo che dell'uomo. Ad esempio, non siamo liberi di esistere senza i mezzi per sostenerci, quindi la maggior parte delle persone ha bisogno di lavorare per vivere per fare soldi. Anche ottenere l'accesso al Metaverso si basa sull'avere i soldi per accedervi.

Nel regno digitale del metaverso, si prevede che non saremo limitati da leggi sociali o fisiche. Potremo sperimentare spazio e tempo infiniti perché non ci sono tempi di viaggio necessari nelle arene digitali. Un partecipante al metaverso può raggiungere istantaneamente qualsiasi regno digitale desideri.

La proprietà è, in senso lato, roba. Gli esseri umani devono ottenere e spendere soldi per ottenere cose. Sebbene possiamo "possedere" le nostre cose, in realtà controlliamo solo alcuni aspetti delle nostre proprietà. Le leggi sono applicate dai governi e dalla polizia per proteggere la proprietà. Trascurare di pagare le tasse e l'assicurazione consente di portare via le tue cose. Allo stesso tempo, la moneta FIAT è controllata dai governi, il che introduce nel tempo ulteriori elementi destabilizzanti al suo utilizzo.

Zero Knowledge Proofs consente l'aggiunta di un'altra struttura fondamentale della vita digitale: la verità.

Con gli ZKP, le persone possono proteggere le loro verità: identità, denaro, proprietà e libertà tenendo le proprie chiavi private. La verità è l'ultima sovrana, in quanto definisce la realtà dell'universo.

Se un'utopia esiste, è improbabile che appartenga a uno spazio fisico. Quando pensiamo al metaverso, siamo inclini a pensarlo come a un luogo. Ma potrebbe trattarsi di un momento in cui i mondi digitali immersivi diventeranno il modo principale in cui viviamo le nostre vite, secondo i principi più pienamente realizzati della vita, della libertà, della proprietà e della verità.