Fundamento Criptográfico de ULedgerNET

Descripción General

ULedgerNET implementa un framework criptográfico integral que soporta múltiples esquemas de firma, funciones hash y sistemas de prueba de conocimiento cero. Este enfoque multi-algoritmo proporciona flexibilidad para diferentes requisitos de seguridad, incluyendo preparación post-quantum.

Algoritmos Criptográficos Soportados

Esquemas de Firma

🔍 click to expand

Comparación de Algoritmos

Algoritmo	Tipo	Tamaño de Clave	Tamaño de Firma	Nivel de Seguridad	Resistente a Quantum
secp256k1	ECDSA	256 bit	64-72 bytes	128-bit	❌
ED25519	EdDSA	256 bit	64 bytes	128-bit	❌
BLS12-377	Pairing	384 bit	96 bytes	128-bit	❌
ML-DSA-87	Lattice	2592 bytes	4627 bytes	256-bit	✅

Esquemas de Firma en Detalle

secp256k1 (Predeterminado)

El esquema de firma predeterminado, ampliamente utilizado en sistemas blockchain.

🔍 click to expand

Casos de Uso:

• Transacciones estándar
• Operaciones de wallet
• Interacciones con smart contracts
• Máxima compatibilidad con el ecosistema

ED25519

Firmas EdDSA de alto rendimiento.

Ventajas:

• Verificación de firmas más rápida
• Firmas deterministas (sin nonce aleatorio)
• Resistencia a ataques de canal lateral
• Menor huella de código

Casos de Uso:

• Entornos de alto rendimiento
• IoT y sistemas embebidos
• Aplicaciones críticas en rendimiento

BLS12-377

Criptografía basada en emparejamiento que habilita funcionalidades avanzadas.

🔍 click to expand

Capacidades Únicas:

• Agregación de firmas (múltiples firmas → una)
• Firmas de umbral
• Compatibilidad con ZK-SNARK
• Firma eficiente multi-parte

Casos de Uso:

• Agregación de votos de consensus
• Wallets multi-firma
• Protocolos de preservación de privacidad

ML-DSA-87 (Post-Quantum) 🔒

Estándar Post-Quantum del NIST basado en el algoritmo CRYSTALS-Dilithium.

🔍 click to expand

Propiedades de Seguridad:

• Basado en el problema de Aprendizaje Modular con Errores (MLWE)
• Nivel de Seguridad 5 del NIST (equivalente a 256-bit)
• Resistente a ataques tanto clásicos como quantum
• Estandarizado en FIPS 204 (2024)

Compromisos:

• Tamaños mayores de clave y firma
• Adecuado para requisitos de seguridad a largo plazo
• Recomendado para transacciones de alto valor o sensibles

Funciones Hash

Algoritmos Hash Soportados

🔍 click to expand

Selección de Función Hash

Función Hash	Tamaño de Salida	Caso de Uso	Compatible con ZK
SHA-256	256 bit	Propósito general	❌
SHA3-256	256 bit	IDs de transacción	❌
SHA3-512	512 bit	Hashing de bloques	❌
MiMC-BN254	254 bit	Pruebas Groth16	✅
MiMC-BLS24315	315 bit	Pruebas PLONK	✅
MiMC-BW6-761	761 bit	Pruebas BLS	✅

¿Por Qué Hashes Compatibles con ZK?

Las funciones hash estándar como SHA-256 son computacionalmente costosas de probar en circuitos de conocimiento cero. MiMC está diseñado específicamente para una computación ZK eficiente:

🔍 click to expand

Sistemas de Prueba de Conocimiento Cero

Descripción General de los Sistemas de Prueba

🔍 click to expand

Groth16 (Pruebas de Transacción)

Se utiliza para probar la validez de transacciones sin revelar entradas privadas.

Estructura del Circuito:

🔍 click to expand

Tipos de Clave Soportados para Groth16:

• secp256k1 (circuito ECDSA)
• BLS12-377 (circuito BLS)

PLONK (Pruebas de Bloque)

Se utiliza para probar la integridad del encabezado de bloque y la correctitud del árbol Merkle.

Qué Prueba PLONK:

🔍 click to expand

Comparación de Sistemas de Prueba

Aspecto	Groth16	PLONK
Tamaño de Prueba	~200 bytes	~500 bytes
Tiempo de Verificación	~1-2ms	~3-5ms
Configuración	Por circuito	Universal
Caso de Uso	Transacciones	Bloques

Derivación de Claves

Generación Determinista de Claves

Todos los tipos de clave pueden derivarse de una única semilla:

🔍 click to expand

Beneficios:

• Respaldo único para todos los tipos de clave
• Identidad consistente entre algoritmos
• Rotación y recuperación de claves sencilla

Configuración de Criptografía

Configuración a Nivel de Blockchain

{
  "blockchainId": "my-chain",
  "keyType": "secp256k1",
  "hashingStrategy": "HASH_SHA3_256"
}

Tipos de Clave Disponibles

Valor de Configuración	Algoritmo
secp256k1	ECDSA en secp256k1 (predeterminado)
ed25519	EdDSA en Curve25519
bls12377	Firmas BLS
mldsa87	ML-DSA-87 (post-quantum)

Estrategias de Hashing Disponibles

Valor de Configuración	Algoritmo
HASH_SHA256	SHA-256
HASH_SHA3_256	SHA3-256
HASH_SHA3_512	SHA3-512
HASH_MIMC_BN254	MiMC en BN254
HASH_MIMC_BLS24315	MiMC en BLS24-315

Ruta de Migración a Post-Quantum

Enfoque Recomendado

🔍 click to expand

Consideraciones

Factor	Clásico	Post-Quantum
Tamaño de Clave	Pequeño (33 bytes)	Grande (2.5 KB)
Tamaño de Firma	Pequeño (64-72 bytes)	Grande (4.6 KB)
Velocidad de Verificación	Rápida	Moderada
Seguridad a Largo Plazo	En riesgo	Garantizada

---

Siguiente: Arquitectura de Red