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zQR: A Verifiable QR-Driven zkSNARK Proof Verification Framework for Mobile Platforms

Este artículo presenta zQR, un nuevo marco móvil que aprovecha los códigos QR verificables, el blockchain y los modelos de lenguaje de gran tamaño para permitir la verificación práctica y fuera de línea de pruebas zkSNARK para interacciones diarias que preservan la privacidad.

Autores originales: Goshgar Can Ismayilov

Publicado 2026-06-26

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CC BY 4.0

Autores originales: Goshgar Can Ismayilov

Artículo original bajo licencia CC BY 4.0 (http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/). ✨ Esta es una explicación generada por IA del artículo a continuación. No ha sido escrita ni avalada por los autores. Para mayor precisión técnica, consulte el artículo original. Leer descargo de responsabilidad completo

Imagina que tienes un secreto, como un pase VIP para un concierto o una prueba de que eres mayor de 21 años. Normalmente, para demostrar esto, tienes que entregar tu identificación, lo cual revela tu nombre, dirección y fecha de nacimiento; mucha más información de la que el portero necesita.

Este documento presenta un nuevo sistema llamado zQR que te permite demostrar que tienes el secreto sin revelar cuál es el secreto en sí. Lo logra combinando tres ideas de alta tecnología en una herramienta sencilla y cotidiana: Pruebas de Conocimiento Cero (magia matemática), Códigos QR (los cuadros en blanco y negro de tu teléfono) y Blockchain (un registro público e inalterable).

Así es como funciona, desglosado en analogías sencillas:

1. La idea central: El "Sobre Mágico"

Piensa en una Prueba de Conocimiento Cero como un sobre mágico.

El Problema: Quieres demostrarle a un portero (el Verificador) que eres mayor de 18 años.
La forma antigua: Le entregas tu licencia de conducir. Ellos ven tu nombre, dirección y edad exacta.
La forma de zQR: Metes tu licencia de conducir dentro de un "sobre mágico" (la Prueba de Conocimiento Cero). Agitas el sobre y este emite un sonido que solo demuestra "Sí, esta persona es mayor de 18". El portero escucha el sonido, pero nunca ve la licencia dentro. Saben que el hecho es cierto, pero no aprenden nada más sobre ti.

2. El método de entrega: La "Postal Digital"

El documento argumenta que enviar estos "sobres mágicos" mediante código informático complejo es demasiado difícil para la gente normal. Por ello, zQR convierte la prueba en un Código QR.

Imagina que el "sobre mágico" se encoge y se imprime en un código QR estándar, como una postal digital.
Muestras este código QR en la pantalla de tu teléfono.
El portero lo escanea con su teléfono. Su teléfono verifica instantáneamente el "sono mágico" y dice: "¡Verificado!".
El inconveniente: El documento señala que estas pruebas son pequeñas, pero no diminutas. Para meter las matemáticas dentro de un código QR, necesitas un tamaño específico (Versión 19). Es como meter una novela entera en una postal; es posible, pero la postal necesita un tamaño específico para contener todo el texto sin que se vea borroso.

3. Los tres personajes de la historia

El sistema involucra tres roles principales, más dos ayudantes:

El Emisor (El Arquitecto): Esta es la organización que configura el sistema (como una universidad o un banco). Ellos construyen las "reglas" del juego.
- Nueva función: Pueden usar una IA (Modelo de Lenguaje Extenso) para ayudar a escribir las reglas matemáticas complejas. Es como pedirle a un asistente inteligente: "Escribe una regla que demuestre que alguien es mayor de 18", y la IA escribe el código por ellos.
El Probador (Tú): Tú eres la persona que tiene el secreto. Usas tu teléfono para generar el "sobre mágico" (la prueba) y convertirlo en un código QR.
El Verificador (El Portero): Esta es la persona que te está revisando. Escanea tu código QR y verifica la matemática para ver si la prueba es válida. No necesitan estar conectados a internet para hacer esta comprobación; ocurre directamente en su teléfono.

4. El "Registro Público" (Blockchain)

Para asegurar que nadie haga trampa, el Emisor coloca una "clave de verificación" en una Blockchain.

Piensa en la Blockchain como una bóveda pública con paredes de cristal donde las reglas están escritas en piedra.
El Emisor guarda la "clave de verificación" en esta bóveda.
Cuando el Verificador escanea tu código QR, su teléfono consulta las reglas en la bóveda para confirmar que tu prueba es real. Esto asegura que el Emisor no pueda cambiar las reglas más tarde para engañar a la gente.

5. Dos formas de jugar (v1 vs. v2)

El documento describe dos versiones de este sistema:

zQR.v1 (El equipo completo): Tú (el Probador) generas la prueba en tu teléfono, muestras el código QR y también envías un recibo digital a la Blockchain para registrar que lo hiciste. Esta es la más segura, pero consume más batería y tiempo en tu teléfono.
zQR.v2 (La versión ligera): El Emisor hace todo el trabajo pesado. Ellos generan la prueba y el código QR por ti. Tú solo muestras el código QR. Esto es más rápido para tu teléfono, pero requiere que confíes un poco más en el Emisor.

6. ¿Qué probaron realmente?

Los investigadores construyeron un prototipo y lo probaron en diferentes teléfonos (desde una potente MacBook hasta un Android económico). Esto es lo que encontraron:

El cuello de botella: Crear el "sobre mágico" (generar la prueba) es la parte más difícil. En un teléfono lento, puede tomar más de un minuto para secretos complejos. En un teléfono rápido, toma segundos.
La buena noticia: Verificar la prueba (escanear el código QR) es muy rápido y fácil, tomando menos de un segundo en cualquier teléfono.
El Código QR: Los códigos QR necesarios eran de un tamaño específico (Versión 19). Eran lo suficientemente pequeños para ser escaneados fácilmente, pero lo suficientemente grandes para contener las matemáticas.
El costo: Poner las reglas en la Blockchain cuesta una pequeña tarifa (como unos pocos dólares) una sola vez al configurar el sistema. Verificar la prueba más tarde es gratis.

7. ¿Dónde podría usarse esto?

El documento sugiere estos escenarios del mundo real donde podrías querer demostrar algo sin mostrar tu identificación:

Control de Acceso: Demostrar que tienes permiso para entrar en un edificio o campus sin mostrar tu nombre.
Pagos: Comprar algo de forma anónima sin que la tienda conozca tus hábitos de gasto.
Votación: Demostrar que eres apto para votar sin revelar quién eres.
Viajes: Demostrar que tienes una visa válida o que estás libre de enfermedades en una frontera sin entregar los detalles de tu pasaporte.

Resumen

El marco de trabajo zQR es una prueba de concepto que dice: "Podemos tomar matemáticas complejas de privacidad, convertirlas en un simple código QR y permitir que cualquiera las verifique en su teléfono sin necesidad de conexión a internet o de revelar sus secretos".

Aunque actualmente requiere un poco de paciencia para generar la prueba en teléfonos antiguos y depende de una configuración de confianza (el Emisor debe ser honesto), muestra un camino prometedor hacia un mundo donde podemos demostrar hechos sobre nosotros mismos sin entregar nuestra vida privada.

Resumen Técnico: zQR – Un marco de verificación de pruebas zkSNARK impulsado por códigos QR verificables para plataformas móviles

1. Declaración del problema

La adopción práctica de las tecnologías de preservación de la privacidad, específicamente las Pruebas de Conocimiento Cero (ZKP), en las interacciones diarias se ve obstaculizada por la complejidad técnica y la falta de interfaces amigables para el usuario. Si bien las ZKP ofrecen fuertes garantías de privacidad (por ejemplo, minimización de datos, divulgación selectiva), su implementación a menudo requiere hardware especializado, procedimientos de configuración complejos y recursos computacionales significativos, lo que crea una brecha entre los avances teóricos y la usabilidad en el mundo real. Por el contrario, los códigos de Respuesta Rápida (QR) son ubicuos, no requieren hardware especializado y admiten la interacción fuera de línea (offline), pero no son intrínsecamente capaces de transportar pruebas criptográficas verificables.

El documento identifica una falta crítica de marcos sistemáticos que integren códigos QR verificables con zkSNARKs (Argumentos de Conocimiento de Conocimiento Cero de Argumento Sucinto No Interactivo) para plataformas móviles. Los trabajos existentes suelen ser específicos de una aplicación (por ejemplo, limitados a la votación o la cadena de suministro), carecen de estandarización o no proporcionan un análisis de seguridad integral y una evaluación del rendimiento a través de diferentes restricciones de hardware móvil.

2. Metodología: El marco zQR

Los autores proponen zQR, un nuevo marco diseñado para permitir la verificación fuera de línea de pruebas zkSNARK codificadas dentro de códigos QR en dispositivos móviles. El marco integra tres roles activos (Emisor, Probador, Verificador) y dos componentes pasivos (Contrato Inteligente, Modelo de Lenguaje de Gran Escala - LLM).

Arquitectura Central

Roles:
- Emisor (Issuer): Construye circuitos de prueba (manualmente o vía LLM), realiza la configuración de confianza (trusted setup) para generar claves de prueba y de verificación, y despliega contratos inteligentes de verificación en una blockchain.
- Probador (Prover): Posee la clave de prueba y las entradas privadas. Genera una prueba zkSNARK localmente, la codifica en un código QR y, opcionalmente, envía las pruebas a la blockchain.
- Verificador (Verifier): Posee la clave de verificación. Escanea el código QR, decodifica la prueba y la verifica fuera de la cadena (off-chain).
Integraciones:
- Modelos de Lenguaje de Gran Escala (LLMs): Se utilizan para reducir las barreras técnicas mediante la generación automática de circuitos aritméticos a partir de prompts de lenguaje natural proporcionados por el Emisor.
- Blockchain: Se utiliza para la auditabilidad, la no repudio y la verificación on-chain. Los contratos inteligentes (generados mediante ZoKrates) almacenan las claves de verificación y permiten la verificación de pruebas sin estado (stateless).

Variantes del Marco

El documento define dos variantes operativas:

zQR.v1 (Interacción Completa): Un flujo de trabajo de tres partes donde el Probador genera la prueba en su dispositivo, la codifica en un código QR y el Verificador la escanea para la verificación fuera de la cadena. El Probador también puede enviar la prueba a la blockchain.
zQR.v2 (Variante Ligera): Un flujo de trabajo restringido donde el Emisor genera la prueba en nombre del usuario (actuando implícitamente como el Probador) y emite un código QR. El Verificador solo necesita la clave de verificación correcta para validar el código QR. Esta variante elimina la carga computacional de la generación de la prueba del dispositivo móvil.

Modelo de Seguridad

El marco adopta un entorno adversarial heterogéneo:

Emisores y Verificadores: Modelados como "honestos pero curiosos" (siguen las reglas pero pueden buscar datos adicionales).
Probadores: Modelados como computacionalmente limitados pero potencialmente maliciosos (pueden intentar falsificar pruebas o manipular entradas).
LLMs: Considerados honestos pero curiosos respecto a la generación de circuitos, pero capaces de inconsistencias semánticas.

Los autores discuten amenazas a través de cuatro superficies: ZKP (desechos tóxicos/toxic waste, ataques de repetición), códigos QR (ataques sobre el hombro, inyección de carga útil), Blockchain (repetición de transacciones, vulnerabilidades de contratos inteligentes) y Operativa (DoS, manipulación de prompts).

3. Contribuciones Clave

Marco Novedoso: La propuesta de zQR, el primer marco sistemático para integrar códigos QR verificables con zkSNARKs para plataformas móviles, que presenta la generación automática de circuitos mediante LLMs y la auditabilidad basada en blockchain.
Evaluación Experimental: Un estudio de rendimiento exhaustivo que mide costos temporales (generación de prueba, verificación, codificación/decodificación de QR) y costos financieros (gas de blockchain) a través de tres plataformas de hardware distintas: un escritorio de alto rendimiento (MacBook Air M2), un smartphone moderno (iPhone 15) y un dispositivo Android con recursos limitados (Samsung A2).
Análisis de Seguridad: Un análisis detallado del modelo de amenazas que cubre múltiples superficies de ataque específicas de la integración de ZKPs, códigos QR y blockchain.
Escenarios de Aplicación: Identificación de casos de uso potenciales que incluyen control de acceso físico, pagos anónimos, verificación de membresía, votación y control fronterizo.

4. Resultados Experimentales

Los experimentos utilizaron circuitos que variaban de 2 a 330,077 restricciones aritméticas.

Costos Temporales:
- Generación de Prueba: Identificada como el principal cuello de botella computacional. El tiempo escala linealmente con la complejidad del circuito. En el dispositivo Android con recursos limitados (aOS), la generación de la prueba falló para circuitos que superaban las ~100,000 restricciones debido a los límites de memoria. En iOS, la generación fue factible hasta ~100,000 restricciones en aproximadamente 20 segundos.
- Verificación de Prueba: Exhibió un costo temporal casi constante independientemente de la complejidad del circuito (0.3–0.5s en iOS/macOS; ~4.5s en aOS), lo que la hace adecuada para entornos móviles.
- Codificación/Decodificación de QR: Ambas operaciones mostraron una latencia constante y baja (<0.4s incluso en aOS), confirmando la viabilidad de la capa QR.
Tamaño de la Prueba y Complejidad del QR:
- Las pruebas zkSNARK mantuvieron un tamaño constante (~1 KB) independientemente de la complejidad del circuito.
- Esto permitió la codificación en un Símbolo de Versión 19 de Código QR (Corrección de Errores Baja), que es lo suficientemente compacto para el escaneo de pantalla a cámara. Los niveles de corrección de errores más altos requirieron versiones de símbolos más grandes (hasta la Versión 32).
Costos Financieros:
- Despliegue: Los costos de despliegue de contratos inteligentes en Ethereum Sepolia fueron proporcionales al número de entradas públicas (~30,000 gas por entrada), variando entre ~ $3.45 y ~$ 4.20 USD.
- Verificación: La verificación on-chain mediante funciones view fue libre de gas para los probadores, aunque las llamadas indirectas que cambian el estado incurrirían en costos.

5. Significancia y Reivindicaciones

El documento posiciona a zQR como un marco de prueba de concepto que demuestra la viabilidad de la verificación que preserva la privacidad en plataformas móviles.

Viabilidad: Los resultados confirman que, si bien la generación de pruebas es intensiva en recursos, las capas de verificación e interacción con QR son lo suficientemente ligeras para dispositivos móviles, particularmente en la variante zQR.v2 donde el emisor gestiona la generación.
Cerrar la Brecha: El marco tiene como objetivo estrechar la brecha entre los avances teóricos de ZKP y la adopción práctica mediante el aprovechamiento de la ubicuidad de los códigos QR y las capacidades de automatización de los LLMs.
Limitaciones: Los autores reconocen modestamente las limitaciones actuales, que incluyen:
- Dependencia de una configuración de confianza (cadena de referencia común).
- Limitaciones de memoria en dispositivos de gama baja que impiden la generación de pruebas complejas.
- La suposición de "honestidad pero curiosidad" para los Emisores y Verificadores.
- Desafíos de escalabilidad con respecto al rendimiento de la blockchain y la latencia de los LLM.

El documento concluye que, aunque zQR aún no es una solución lista para producción en todos los escenarios, representa un paso significativo hacia un mundo más preservador de la privacidad, públicamente verificable y auditable, donde los códigos QR sirven como una tecnología habilitadora clave para la popularización más amplia de las pruebas de conocimiento cero.