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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​

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Comparación de Algoritmos​

AlgoritmoTipoTamaño de ClaveTamaño de FirmaNivel de SeguridadResistente a Quantum
secp256k1ECDSA256 bit64-72 bytes128-bit❌
ED25519EdDSA256 bit64 bytes128-bit❌
BLS12-377Pairing384 bit96 bytes128-bit❌
ML-DSA-87Lattice2592 bytes4627 bytes256-bit✅

Esquemas de Firma en Detalle​

secp256k1 (Predeterminado)​

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

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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.

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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.

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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​

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Selección de Función Hash​

Función HashTamaño de SalidaCaso de UsoCompatible con ZK
SHA-256256 bitPropósito general❌
SHA3-256256 bitIDs de transacción❌
SHA3-512512 bitHashing de bloques❌
MiMC-BN254254 bitPruebas Groth16✅
MiMC-BLS24315315 bitPruebas PLONK✅
MiMC-BW6-761761 bitPruebas 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:

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Sistemas de Prueba de Conocimiento Cero​

Descripción General de los Sistemas de Prueba​

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Groth16 (Pruebas de Transacción)​

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

Estructura del Circuito:

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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:

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Comparación de Sistemas de Prueba​

AspectoGroth16PLONK
Tamaño de Prueba~200 bytes~500 bytes
Tiempo de Verificación~1-2ms~3-5ms
ConfiguraciónPor circuitoUniversal
Caso de UsoTransaccionesBloques

Derivación de Claves​

Generación Determinista de Claves​

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

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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 ConfiguraciónAlgoritmo
secp256k1ECDSA en secp256k1 (predeterminado)
ed25519EdDSA en Curve25519
bls12377Firmas BLS
mldsa87ML-DSA-87 (post-quantum)

Estrategias de Hashing Disponibles​

Valor de ConfiguraciónAlgoritmo
HASH_SHA256SHA-256
HASH_SHA3_256SHA3-256
HASH_SHA3_512SHA3-512
HASH_MIMC_BN254MiMC en BN254
HASH_MIMC_BLS24315MiMC en BLS24-315

Ruta de Migración a Post-Quantum​

Enfoque Recomendado​

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Consideraciones​

FactorClásicoPost-Quantum
Tamaño de ClavePequeño (33 bytes)Grande (2.5 KB)
Tamaño de FirmaPequeño (64-72 bytes)Grande (4.6 KB)
Velocidad de VerificaciónRápidaModerada
Seguridad a Largo PlazoEn riesgoGarantizada

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