Desarrollador de Zcash propone una solución de privacidad cuántica para los swaps de NEAR Intents

En una publicación de ingeniería, el desarrollador de Zakura, Adam Tucker, explicó que el sistema propuesto evitaría que un atacante utilice una única dirección de Zcash expuesta públicamente para descubrir los pagos recibidos en la cuenta blindada de un usuario.

La función, denominada clave de visualización entrante de un solo uso, generaría una clave diferente para cada swap manteniendo sin cambios la clave de gasto existente de la cartera. Según el equipo, las carteras creadas con las bibliotecas de código abierto de Zakura podrían comenzar a integrar la función en las próximas semanas.

Zakura identificó a NEAR Intents como una preocupación particular porque el servicio de intercambio entre cadenas publica permanentemente ciertas direcciones de Zcash en la cadena de bloques pública de NEAR, incluso cuando las transacciones se completan sin requerir reembolsos.

Aunque las computadoras actuales no pueden utilizar la información expuesta para recuperar las claves de visualización subyacentes, el equipo advirtió que computadoras cuánticas suficientemente potentes podrían hacerlo eventualmente.

Los swaps de Zcash a través de NEAR Intents exponen direcciones de reembolso

NEAR Intents permite a los usuarios intercambiar activos entre diferentes cadenas de bloques sin gestionar manualmente cada paso de la transacción.

Cuando alguien intercambia ZEC blindado por USDC en Ethereum, su cartera envía ZEC a una dirección de depósito asociada con el servicio. La solicitud de swap contiene una dirección de reembolso a la que se puede devolver cualquier ZEC no utilizado.

Según la explicación técnica de Zakura, la dirección de reembolso se registra en la cadena de bloques pública de NEAR una vez que se registra el depósito.

La dirección permanece públicamente accesible incluso si el swap tiene éxito y el servicio nunca envía un reembolso.

Las carteras de Zcash normalmente pueden generar múltiples direcciones blindadas que parecen no estar relacionadas. Sin embargo, las direcciones asociadas con una sola cuenta generalmente comparten una clave de visualización entrante, que permite a la cartera identificar y descifrar los pagos que se le envían.

La criptografía subyacente utiliza cálculos de curvas elípticas que las computadoras convencionales no pueden revertir en la práctica.

Zakura advirtió que una computadora cuántica suficientemente potente que ejecute el algoritmo de Shor podría, en teoría, recuperar la clave de visualización entrante a partir de la información pública contenida en una dirección blindada expuesta.

Un atacante que posea la clave recuperada podría entonces identificar los pagos recibidos por la cuenta, incluidos sus montos y las notas privadas adjuntas.

La exposición afecta a la privacidad de las transacciones, no al control directo de los fondos. Zcash utiliza claves criptográficas separadas para autorizar el gasto, lo que significa que la clave de visualización entrante recuperada no permitiría por sí sola a un atacante transferir el ZEC del usuario.

El equipo explicó que las transacciones blindadas normalmente no publican la dirección del destinatario en la cadena de bloques de Zcash. Sin embargo, las direcciones de swap registradas públicamente crean una fuente permanente de información que un futuro atacante podría recopilar.

El problema se aplica a los swaps en ambas direcciones. Los intercambios de ZEC a activos en otras redes publican direcciones de reembolso, mientras que los swaps a ZEC publican la dirección blindada receptora.

El uso de Zcash en transacciones entre cadenas se ha expandido más allá de las transferencias ordinarias de tokens. En septiembre, Aurora Intents procesó más de 19 millones de dólares en 1.718 swaps conectados a la subasta de zkSNARKS, lo que representa más de la mitad de los activos convertidos y depositados en la venta denominada en ZEC.

Las transacciones utilizaron solucionadores de NEAR Intents para convertir activos de otras redes en ZEC, mientras que las ofertas del lado del destino permanecieron blindadas en Zcash.

La solución propuesta por Zakura mantiene el gasto bajo una sola cuenta

La solución propuesta por Zakura asigna una clave de visualización entrante separada a cada dirección de swap sin requerir que los usuarios creen una nueva cuenta de cartera cada vez.

Según el diseño, la cartera deriva una nueva clave utilizando sus credenciales de cuenta existentes, el propósito previsto de la dirección y un índice que identifica el swap.

Por lo tanto, cada dirección tendría su propia clave de visualización, mientras que la clave de gasto original continúa controlando los fondos recibidos a través de todas ellas.

La publicación de ingeniería explicó que el proceso cambia el componente aleatorio utilizado para derivar una clave de visualización entrante. Las claves de autorización y anulación de la cuenta permanecen sin cambios.

Zakura utiliza una construcción de hash con clave ya empleada por el sistema de derivación de claves ZIP 32 de Zcash, con un identificador de dominio separado para distinguir las claves de swap de las claves internas existentes de la cartera.

Según el equipo, recuperar la clave de visualización de un swap revelaría solo los pagos asociados con esa dirección. Vincular la clave recuperada a otras direcciones de swap requeriría revertir la derivación basada en hash.

Crear una cuenta de Zcash completamente separada para cada transacción podría proporcionar una separación similar, pero Zakura dijo que el enfoque causaría problemas para los usuarios de carteras de hardware.

La implementación de Zcash de Keystone actualmente solo admite la firma de transacciones desde el índice de cuenta 0, según la publicación. Ledger puede acceder a múltiples cuentas, pero requiere transacciones y aprobaciones separadas al gastar fondos de diferentes cuentas.

Un usuario que acumulara fondos en numerosas cuentas de swap podría enfrentar restricciones o solicitudes de aprobación repetidas al intentar gastarlos.

El diseño propuesto de clave de un solo uso mantendría los fondos gastables a través de la cuenta original y su proceso de autorización existente.

Zakura dijo que su implementación dejaría una nota cifrada en la salida de cambio de un swap de ZEC saliente. La nota registra el índice utilizado para derivar la dirección de reembolso, lo que permite a la cartera reconstruir la clave apropiada durante la recuperación.

Una vez que NEAR complete el swap, cualquier ZEC no utilizado devuelto a la dirección designada se puede gastar utilizando la clave de gasto normal de la cartera.

La recuperación de la cartera utiliza búsquedas en bases de datos privadas

Una parte separada de la propuesta de Zakura aborda el trabajo adicional creado cuando una cartera necesita recuperar pagos asociados con cientos de claves de visualización individuales.

Las carteras de Zcash normalmente identifican los pagos entrantes comprobando las salidas de transacciones cifradas contra sus claves de visualización.

Según el diseño propuesto, cada swap generaría otra clave que podría necesitar ser comprobada durante la restauración de la cartera.

Según la publicación de ingeniería, escanear repetidamente toda la cadena de bloques con cada clave haría que la recuperación fuera progresivamente más lenta a medida que crece el número de swaps.

Zakura ha propuesto utilizar la recuperación de información privada, o PIR, para localizar las transacciones relevantes sin revelar las direcciones de la cartera al operador de la base de datos.

El sistema se basa en una característica específica del puente Zcash de NEAR. Sus transacciones salientes utilizan una clave de visualización saliente totalmente cero, lo que permite indexar las transacciones por sus direcciones de destino.

Una cartera que restaura su historial de transacciones descargaría primero filtros que identifican direcciones que pueden haber recibido pagos a través del puente.

Los filtros se descargan en su totalidad, por lo que el servidor no aprende qué direcciones pertenecen al usuario.

Cuando un filtro identifica un posible pago, la cartera enviaría una solicitud cifrada a la base de datos utilizando PIR. El servidor podría devolver la ubicación de la transacción coincidente sin aprender qué dirección se consultó.

Zakura dijo que el sistema utiliza la misma técnica de recuperación privada basada en retículos desarrollada para sus búsquedas transparentes de carteras y la votación de los poseedores de monedas de Zcash.

El proceso de recuperación difiere ligeramente para los swaps a ZEC porque la cartera receptora no crea una transacción saliente de Zcash que contenga un registro del índice de dirección.

En esos casos, la cartera generaría direcciones en secuencia y las comprobaría contra los filtros publicados hasta encontrar 30 direcciones consecutivas que no hubieran recibido pagos ni hubieran sido suministradas a NEAR.

El equipo dijo que las cotizaciones de swap abandonadas no causarían la reutilización de direcciones, ya que cada nueva transacción recibe una dirección que NEAR no ha encontrado previamente.

La protección cuántica de Zcash sigue en desarrollo

La propuesta de Zakura llega mientras los desarrolladores de Zcash preparan protecciones separadas contra futuros ataques cuánticos a las firmas de transacciones.

Los desarrolladores han fijado como objetivo enero de 2027 para introducir instrucciones de firma poscuánticas que permitirían a las transacciones transparentes de Zcash utilizar firmas basadas en hash.

Las instrucciones propuestas abordarían una preocupación de seguridad diferente a la de las claves de visualización de un solo uso. Están destinadas a proteger la autorización de gasto, mientras que el último diseño de Zakura se centra en evitar que los pagos blindados históricos se vinculen a través de una dirección expuesta.

Aproximadamente 11,96 millones de ZEC, que representan aproximadamente el 70% del suministro emitido al 8 de octubre, se mantenían en direcciones transparentes, según informes anteriores.

La actualización de red Ironwood de Zcash de julio introdujo notas recuperables cuánticamente a través de ZIP 2005, lo que permite desarrollar un mecanismo de recuperación futuro si los avances en computación cuántica amenazan las protecciones criptográficas existentes.

Sin embargo, la función no hizo que la red fuera cuánticamente segura de forma independiente, ya que aún sería necesario diseñar y activar un protocolo de recuperación separado.

Las preocupaciones sobre los ataques cuánticos han recibido atención tras la última investigación de Google con su procesador Willow.

El 15 de octubre, Google informó de una reducción de 40 veces en los errores de computación cuántica utilizando una técnica conocida como cultivo de estados mágicos.

El experimento logró una fidelidad lógica del 99,99% según el método de prueba de los investigadores, aunque no demostró un ataque contra Bitcoin, Zcash u otras redes de criptomonedas.

No se ha demostrado públicamente ninguna computadora cuántica capaz de recuperar las claves de curvas elípticas utilizadas por Zcash.

Zakura no ha anunciado una fecha de lanzamiento confirmada para su función de clave de visualización de un solo uso. El equipo espera que las carteras de software que utilizan sus bibliotecas criptográficas, incluida Vizor, comiencen a integrar el diseño en las próximas semanas.

El soporte para carteras de hardware llegará una vez que el firmware correspondiente pueda acomodar el nuevo proceso de derivación de claves.