zk-SNARKs e identidade digital: múltiplos dilemas e possíveis caminhos para a solução

A aplicação da tecnologia zk-SNARKs em sistemas de identidade digital para proteger a privacidade tornou-se uma prática comum. Vários projetos de identidade digital baseados em zk-SNARKs estão desenvolvendo pacotes de software amigáveis ao usuário, permitindo que os usuários provem que possuem uma identificação válida sem revelar detalhes da sua identidade. O número de usuários do World ID, que utiliza tecnologia biométrica e protege a privacidade através de zk-SNARKs, ultrapassou recentemente os 10 milhões. Um projeto governamental de identidade digital na região de Taiwan, na China, também aplicou zk-SNARKs, e o trabalho da União Europeia na área de identidade digital também está cada vez mais focado nesta tecnologia.

À primeira vista, a ampla aplicação da tecnologia zk-SNARKs no campo da identidade digital parece ser uma grande vitória do aceleracionismo descentralizado (d/acc). Ela pode proteger nossas redes sociais, sistemas de votação e vários serviços da Internet contra ataques de bruxas e manipulação robótica, sem sacrificar a privacidade. Mas será que as coisas são realmente tão simples? Existe ainda risco na identificação baseada em zk-SNARKs? Este artigo irá expor os seguintes pontos:

• zk-SNARKs embalagem técnica resolveu muitos problemas importantes.
• A identidade embrulhada em zk-SNARKs ainda apresenta riscos. Esses riscos parecem não estar muito relacionados com biometria ou passaportes, mas provêm principalmente da rigorosa manutenção da propriedade "uma pessoa, uma identidade".
• Outra abordagem extrema é usar "prova de riqueza" para prevenir ataques de bruxaria, mas isso não é suficiente na maioria dos cenários de aplicação, por isso precisamos de alguma solução "tipo identidade".
• O estado ideal teórico é que o custo para obter N identidades seja N².
• Esta condição ideal é difícil de alcançar na prática, mas a "identificação múltipla" adequada está próxima disso, tornando-se assim a solução mais realista. A identificação múltipla pode ser explícita (, como identidades baseadas em redes sociais ), ou pode ser implícita (, com múltiplos tipos de zk-SNARKs coexistindo, e nenhum tipo detendo uma participação de mercado próxima a 100% ).

Como funciona a identidade embalada em zk-SNARKs?

Suponha que você obteve o World ID escaneando a íris ou usando o NFC do celular para ler o passaporte, obtendo a identidade baseada em zk-SNARKs. Para os argumentos deste artigo, as propriedades centrais dessas duas maneiras são consistentes.

O seu telefone armazena um valor secreto s. No registo global na cadeia, existe um valor hash público correspondente H(s). Quando você faz login na aplicação, é gerado um ID de utilizador específico para essa aplicação, ou seja, H(s, app_name), e é verificado através de zk-SNARKs: este ID é originário de um valor secreto s que corresponde a um determinado valor hash público no registo. Assim, cada valor hash público pode gerar apenas um ID para cada aplicação, mas nunca irá revelar qual ID exclusivo da aplicação corresponde a qual valor hash público.

O design real pode ser um pouco mais complexo. Por exemplo, no World ID, o ID exclusivo da aplicação na verdade é um valor hash que contém o ID da aplicação e o ID da sessão, permitindo que diferentes operações dentro da mesma aplicação possam ser dissociadas. O design do passaporte baseado em zk-SNARKs também pode ser construído de maneira similar.

Antes de discutir as desvantagens deste tipo de identificação, é preciso reconhecer primeiro as vantagens que ele traz. Fora do nicho de identidade ZKID( com prova de conhecimento zero (zero-knowledge proof) ), para se provar a serviços que necessitam de verificação de identidade, as pessoas têm que revelar a identidade legal completa. Isso viola severamente o "princípio do menor privilégio" da segurança informática: um processo deve obter apenas os mínimos privilégios e informações necessárias para concluir sua tarefa. Os serviços apenas precisam provar que você não é um robô, que tem mais de 18 anos ou que vem de um determinado país, mas o que recebem é a indicação da sua identidade completa.

A melhor solução de melhoria atualmente possível é usar números de telefone, números de cartões de crédito e outros tokens indiretos: nesse caso, a entidade que conhece o seu número de telefone/número de cartão de crédito associado a atividades no aplicativo e a entidade que conhece o seu número de telefone/número de cartão de crédito associado à sua identificação legal (, empresa ou banco ) são separadas. Mas essa separação é extremamente frágil: os números de telefone e outros tipos de informações podem ser vazados a qualquer momento.

E com a ajuda da tecnologia de embalagem zk-SNARKs, os problemas acima foram, em grande parte, resolvidos. Mas o que se deve discutir a seguir é um ponto menos mencionado: ainda existem algumas questões que não apenas não foram resolvidas, mas que podem se tornar ainda mais graves devido à rigorosa limitação de "uma pessoa, uma identificação" nessas soluções.

zk-SNARKs não podem, por si só, garantir anonimato

Suponha que uma identidade zk-SNARKs (ZK-identity) funcione perfeitamente como esperado, reproduzindo rigorosamente toda a lógica acima mencionada, e até mesmo tenha encontrado um método para proteger a informação privada de usuários não técnicos a longo prazo, sem depender de instituições centralizadas. Mas, ao mesmo tempo, podemos fazer uma suposição realista: os aplicativos não cooperarão ativamente com a proteção da privacidade, eles seguirão o princípio do "pragmatismo", e as soluções de design que adotam, embora proclamem "maximizar a conveniência do usuário", parecem sempre favorecer seus próprios interesses políticos e comerciais.

Num cenário como este, as aplicações de redes sociais não adotariam designs complexos como a troca frequente de chaves de sessão, mas atribuiriam a cada utilizador um ID exclusivo específico da aplicação, e devido ao sistema de identificação seguir a regra "uma pessoa, uma identidade", os utilizadores só podem ter uma conta (, o que contrasta com a "identidade fraca" atual, como as contas do Google, onde uma pessoa comum pode facilmente registar cerca de 5 contas ). No mundo real, a realização do anonimato geralmente requer várias contas: uma para a "identidade convencional" e outras para vários tipos de identidades anónimas. Assim, neste modelo, a anonimidade que os utilizadores podem realmente obter é muito provavelmente inferior ao nível atual. Desta forma, mesmo um sistema de "uma pessoa, uma identidade" envolto em zk-SNARKs pode gradualmente nos levar a um mundo onde todas as atividades devem estar vinculadas a uma única identidade pública. Em uma época de riscos crescentes, privar as pessoas da escolha de se protegerem por meio do anonimato terá sérias consequências negativas.

zk-SNARKs em si não podem protegê-lo de coação

Mesmo que você não revele seu valor secreto s, ninguém pode ver as conexões públicas entre suas contas, mas e se alguém for forçado a revelar? O governo pode exigir que você revele seu valor secreto para que eles possam ver todas as suas atividades. Isso não é apenas uma conversa fiada: o governo dos EUA já começou a exigir que os candidatos a visto revelassem suas contas de redes sociais. Além disso, os empregadores também podem facilmente definir a divulgação de informações públicas completas como uma condição de contratação. Até mesmo alguns aplicativos, em nível técnico, podem exigir que os usuários revelem sua identificação em outros aplicativos antes de permitir o registro.

Da mesma forma, nestes casos, o valor da propriedade de zk-SNARKs desaparece, mas os inconvenientes da nova propriedade "uma pessoa, uma conta" ainda existem.

Podemos talvez reduzir o risco de coerção através da otimização do design: por exemplo, utilizando um mecanismo de computação multipartidária para gerar um ID exclusivo para cada aplicação, permitindo que os usuários e os prestadores de serviços participem juntos. Dessa forma, se não houver a participação do operador da aplicação, o usuário não poderá provar seu ID exclusivo naquela aplicação. Isso aumentaria a dificuldade de forçar outros a revelar a identidade completa, mas não poderia eliminar completamente essa possibilidade, e ainda existem outras desvantagens nesse tipo de solução, como exigir que os desenvolvedores de aplicações sejam entidades ativas em tempo real, e não como contratos inteligentes passivos na blockchain.

zk-SNARKs não conseguem resolver riscos não relacionados à privacidade.

Todas as formas de identificação têm casos limites:

• Baseado na identificação emitida pelo governo, incluindo passaporte, não cobre pessoas apátridas, nem inclui aqueles que ainda não obtiveram tais documentos.
• Por outro lado, esse tipo de sistema de identificação baseado no governo conferirá privilégios únicos aos detentores de múltiplas nacionalidades.
• As autoridades emissoras de passaportes podem ser alvo de ataques cibernéticos, e agências de inteligência de países hostis podem até falsificar milhões de identidades falsas.
• Para aquelas pessoas cujas características biométricas estão comprometidas devido a ferimentos ou doenças, a identificação biométrica falhará completamente.
• A identidade biométrica pode ser enganada por imitações. Se o valor da identidade biométrica se tornar extremamente alto, poderemos até ver pessoas a cultivar órgãos humanos apenas para "fabricar em massa" esse tipo de identidade.

Esses casos marginais representam o maior risco em sistemas que tentam manter a propriedade "uma pessoa, uma identificação", e eles não têm nenhuma relação com a privacidade. Portanto, zk-SNARKs não podem ajudar nisso.

Confiar em "prova de riqueza" para prevenir ataques de bruxas não é suficiente para resolver o problema, portanto precisamos de alguma forma de sistema de identificação.

No seio da comunidade puramente punk de criptografia, uma alternativa comum é: depender completamente da "prova de riqueza" para prevenir ataques de bruxas, em vez de construir qualquer forma de sistema de identificação. Ao fazer com que cada conta tenha um certo custo, pode-se impedir que alguém crie facilmente uma grande quantidade de contas. Esta prática já tem precedentes na internet, por exemplo, o fórum Somethingawful exige que contas registadas paguem uma taxa única de 10 dólares, sendo que, se a conta for banida, essa taxa não será reembolsada. No entanto, na prática, isso não representa um verdadeiro modelo econômico de criptografia, pois o maior obstáculo para criar uma nova conta não é pagar novamente os 10 dólares, mas sim obter um novo cartão de crédito.

Na teoria, é mesmo possível tornar os pagamentos condicionais: ao registar uma conta, apenas precisas de colocar em garantia uma quantia de dinheiro, e só perderás esse montante em casos extremamente raros, como o bloqueio da conta. Em teoria, isso pode aumentar significativamente o custo dos ataques.

Este plano tem um efeito notável em muitos cenários, mas em certos tipos de cenários, ele simplesmente não funciona. Vou focar em duas categorias de cenários, que chamarei temporariamente de "cenários semelhantes a Renda Básica Universal (UBI-like)" e "cenários semelhantes a Governança (governance-like)".

Cenário de Renda Básica Universal ( Necessidade de identificação em um modelo semelhante ao UBI )

O chamado "cenário de rendimento básico universal" refere-se a situações em que é necessário distribuir um certo número de ativos ou serviços a um grupo de usuários extremamente amplo, idealmente a todos os usuários, sem considerar a sua capacidade de pagamento. A Worldcoin está a praticar sistematicamente isto: qualquer pessoa que possua um World ID pode receber periodicamente uma pequena quantidade de tokens WLD. Muitas airdrops de tokens também realizam objetivos semelhantes de forma mais informal, tentando fazer com que pelo menos uma parte dos tokens chegue ao maior número possível de usuários.

Na minha opinião, não acho que o valor desses tipos de tokens possa alcançar um nível suficiente para sustentar a vida pessoal. Em uma economia impulsionada por inteligência artificial, com uma escala de riqueza que atinge mil vezes a atual, esses tipos de tokens podem ter um valor que sustenta a vida; mas mesmo assim, projetos liderados por governos, que têm riqueza de recursos naturais como suporte, ainda ocuparão uma posição mais importante em termos econômicos. No entanto, acredito que esses "mini-UBIs(" de "renda básica universal em pequena escala)" podem resolver de forma prática o problema de: permitir que as pessoas obtenham uma quantidade suficiente de criptomoedas para realizar algumas transações básicas na blockchain e compras online. Isso pode incluir:

• Obter nome ENS
• Publicar um hash na cadeia para inicializar uma certa identidade digital zk-SNARKs
• Pagar taxas de plataformas de mídia social

Se as criptomoedas forem amplamente adotadas em todo o mundo, esse problema deixará de existir. Mas, na atualidade, quando as criptomoedas ainda não estão difundidas, esta pode ser a única maneira de as pessoas acessarem aplicações não financeiras em blockchain e serviços de produtos online relacionados; caso contrário, elas podem não ter acesso a esses recursos.

Além disso, há outra forma de alcançar um efeito semelhante, ou seja, "serviços básicos universais(universal basic services)": fornecer a cada pessoa com identificação a permissão para enviar um número limitado de transações gratuitas dentro de um aplicativo específico. Esta abordagem pode estar mais alinhada com o mecanismo de incentivos e ter maior eficiência de capital, pois cada aplicativo beneficiado por essa adoção pode fazê-lo sem pagar por usuários não registrados; no entanto, isso também vem com certas concessões, ou seja, a universalidade será reduzida(os usuários só poderão garantir o acesso aos aplicativos que participam desse programa). Mas, mesmo assim, ainda é necessária uma solução de identificação para evitar que o sistema sofra