AVX ZKP

Zero-Knowledge Proofs - Provas sem revelar informação

ZK-SNARKs ZK-STARKs Bulletproofs Privacy

Visão Geral

🕵️ Zero-Knowledge

Prove que você sabe algo sem revelar o que é. Privacidade máxima com verificação matemática.

⚡ ZK-SNARKs

Provas sucintas e não-interativas. Verificação rápida de computações complexas.

🛡️ ZK-STARKs

Transparentes e escaláveis. Sem trusted setup, resistentes a computadores quânticos.

🎯 Bulletproofs

Provas de range compactas. Ideal para transações confidenciais e auditoria seletiva.

Tipos Disponíveis

Tipo Descrição Propriedade
ZkSnark Sistema ZK-SNARK (Groth16) Sucinto, Trusted Setup
ZkStark Sistema ZK-STARK Transparent, Post-quantum
Bulletproof Provas de range compactas Sem trusted setup
Plonk Sistema PLONK Universal setup
Proof Prova zero-knowledge Genérico
VerifyingKey Chave de verificação Pública
ProvingKey Chave de prova Privada/Testemunha

Exemplos de Uso

Exemplo Básico - Range Proof

use avx_zkp::Bulletproof;

fn main() {
    // Provar que valor está em range [0, 2^32) sem revelar valor
    let secret_value = 12345u64;
    let bits = 32;

    // Criar prova
    let (proof, commitment) = Bulletproof::prove_range(
        secret_value,
        bits
    ).expect("Falha ao criar prova");

    println!("Prova criada: {} bytes", proof.len());

    // Verificar (sem conhecer valor)
    let is_valid = Bulletproof::verify_range(
        &proof,
        &commitment,
        bits
    );

    assert!(is_valid);
    println!("✅ Range proof verificado!");
    println!("Valor permanece secreto: não revelado");
}

Exemplo - ZK-SNARK

use avx_zkp::ZkSnark;

fn main() {
    // Circuito: provar conhecimento de x tal que x^3 + x + 5 == 35
    let circuit = |x: u64| -> u64 {
        x * x * x + x + 5
    };

    // Valor secreto (testemunha)
    let x = 3u64; // 27 + 3 + 5 = 35

    // Setup (uma vez por circuito)
    let (proving_key, verifying_key) = ZkSnark::setup(&circuit)
        .expect("Erro no setup");

    // Criar prova
    let proof = ZkSnark::prove(
        &proving_key,
        &circuit,
        x,
        35 // Output público
    ).expect("Erro ao provar");

    // Verificar
    let is_valid = ZkSnark::verify(
        &verifying_key,
        &proof,
        35
    );

    assert!(is_valid);
    println!("✅ ZK-SNARK verificado!");
}

Exemplo - ZK-STARK

use avx_zkp::ZkStark;

fn main() {
    // Provar execução correta de computação
    // Exemplo: Fibonacci(100)
    let computation = |n: usize| -> u64 {
        let mut a = 0u64;
        let mut b = 1u64;
        for _ in 0..n {
            let c = a + b;
            a = b;
            b = c;
        }
        b
    };

    let n = 100;
    let result = computation(n);

    // Criar prova STARK (sem trusted setup!)
    let proof = ZkStark::prove(&computation, n, result)
        .expect("Erro ao criar STARK");

    // Verificar (muito rápido, ~10ms)
    let is_valid = ZkStark::verify(&proof, result);

    assert!(is_valid);
    println!("✅ ZK-STARK verificado!");
    println!("Resistente a quantum: sim");
}

Exemplo - Membership Proof

use avx_zkp::{MerkleTree, MembershipProof};

fn main() {
    // Lista de elementos (ex: whitelist)
    let elements = vec![
        b"user1".to_vec(),
        b"user2".to_vec(),
        b"user3".to_vec(),
        b"user4".to_vec(),
    ];

    // Criar Merkle tree
    let tree = MerkleTree::new(&elements);
    let root = tree.root();

    // Provar que user2 está na lista SEM revelar qual
    let element = b"user2";
    let proof = tree.prove_membership(element)
        .expect("Elemento não encontrado");

    // Verificar
    let is_valid = MerkleTree::verify_membership(
        &root,
        element,
        &proof
    );

    assert!(is_valid);
    println!("✅ Membership verificado!");
}

Referências da API

Bulletproof

pub fn prove_range(value: u64, bits: usize) -> Result<(Proof, Commitment), ZkpError>

Cria prova de range para valor.

pub fn verify_range(proof: &Proof, commitment: &Commitment, bits: usize) -> bool

Verifica prova de range.

ZkSnark

pub fn setup<F>(circuit: &F) -> Result<(ProvingKey, VerifyingKey), ZkpError>

Realiza trusted setup para circuito.

pub fn prove<F>(pk: &ProvingKey, circuit: &F, witness: u64, public: u64) -> Result<Proof, ZkpError>

Gera prova ZK-SNARK.

pub fn verify(vk: &VerifyingKey, proof: &Proof, public: u64) -> bool

Verifica prova ZK-SNARK.

ZkStark

pub fn prove<F>(computation: &F, input: usize, output: u64) -> Result<Proof, ZkpError>

Gera prova ZK-STARK (sem setup).

pub fn verify(proof: &Proof, output: u64) -> bool

Verifica prova ZK-STARK rapidamente.

Métricas de Performance

~10ms
Verificação
ZK-SNARK
~2s
Geração de Prova
Circuito médio
< 1KB
Tamanho da Prova
Bulletproof
128 bits
Nível de Segurança
Padrão

Casos de Uso

💰

Criptomoedas Privadas

Transações confidenciais com valores ocultos. ZCash, Monero e outras privacy coins.

🔐

Identidade Digital

Provar idade, nacionalidade ou qualificações sem revelar dados completos.

🏦

Auditoria Seletiva

Compliance e regulação com preservação de privacidade. Provar conformidade sem expor dados.

Layer 2 Scaling

ZK-Rollups para escalabilidade de blockchain. Milhares de transações em uma prova.

Licença

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