¿Qué es Lattice Jolt? ¿Por qué a16z Crypto está llevando los zkVM hacia la criptografía post-cuántica

2026/09/13 13:00:00

La criptografía de retículos aporta seguridad post-cuántica a los zkVMs

Las máquinas virtuales de conocimiento cero se han convertido en una infraestructura esencial para escalar cadenas de bloques y habilitar cálculos que preservan la privacidad. El 9 de septiembre de 2026, a16z crypto lanzó Lattice Jolt, una versión actualizada de código abierto de su Jolt zkVM que reemplaza la criptografía de curva elíptica con criptografía basada en retículos. El cambio ofrece seguridad post-cuántica al tiempo que mejora el rendimiento del probador y el verificador en un factor de dos a tres y produce las pruebas más cortas entre los zkVM post-cuánticos.

Este desarrollo llega mientras la infraestructura digital más amplia se mueve hacia suposiciones de retícula ya estandarizadas por el NIST para firmas y establecimiento de claves. Lattice Jolt demuestra que los SNARKs basados en retículas pueden superar tanto los diseños anteriores de curva elíptica como las alternativas post-cuánticas basadas en funciones hash en métricas clave de velocidad, tamaño y memoria. Lattice Jolt muestra que mover los zkVM a la criptografía de retícula resuelve simultáneamente la amenaza cuántica y ofrece ganancias de rendimiento medibles que hacen que las pruebas post-cuánticas sean prácticas para uso en cadena y en dispositivos móviles.

Lattice Jolt reemplaza a Dory con el esquema de compromiso Akita

La arquitectura original de Jolt dependía del esquema de compromiso polinomial Dory, el único componente que se basaba en criptografía de curva elíptica. Lattice Jolt reemplaza Dory por Akita, un nuevo esquema de compromiso polinomial fundamentado en la suposición de red Module-SIS. Akita fue desarrollado bajo la dirección de investigadores e ingenieros de LayerZero en colaboración con equipos de la Universidad Carnegie Mellon, la Universidad del Sur de California y a16z crypto. El esquema busca alcanzar 128 bits completos de seguridad bajo una suposición estándar y bien estudiada que pertenece a la misma familia que Module-LWE. Estas suposiciones ya sustentan el estándar digital ML-DSA de NIST y el ampliamente implementado estándar ML-KEM para establecimiento de claves.

Debido a que el resto de la pila Jolt es segura desde el punto de vista teórico de la información, reemplazar únicamente la capa de compromiso convierte a todo el sistema de prueba en post-cuántico. Akita se libera como una primitiva independiente y de código abierto que cualquier sistema de prueba puede adoptar. Su primera implementación en producción ocurre dentro de Jolt, que sustenta la cadena de bloques Zero de LayerZero. La integración conserva la arquitectura de alto nivel existente de Jolt mientras cambia únicamente el sustrato criptográfico, permitiendo a los desarrolladores seguir escribiendo programas RISC-V ordinarios en lugar de circuitos especializados. Este reemplazo no es meramente defensivo. Trabajar sobre campos de 128 bits en lugar de los campos de 256 bits requeridos por las curvas elípticas reduce el costo de las multiplicaciones de campo que dominan el trabajo del probador.

El resultado es resistencia cuántica y mejoras concretas en velocidad. Las pruebas generadas con Akita actualmente se encuentran en el rango de 65 a 80 KB y permanecen por debajo de los 100 KB en total, considerablemente más pequeñas que las pruebas típicas de otros zkVM post-cuánticos, que oscilan entre 200 y 600 KB. El consumo de memoria también disminuye de aproximadamente 300 bytes por ciclo a alrededor de 200 bytes por ciclo, permitiendo pruebas de millones de ciclos RISC-V en dispositivos móviles. Estas métricas posicionan a Lattice Jolt como el primer zkVM post-cuántico listo para producción que mejora simultáneamente el rendimiento en lugar de sacrificarlo.

¿Por qué las suposiciones de Lattice se alinean con la migración criptográfica global?

La infraestructura digital mundial ya está cambiando hacia primitivas basadas en retículos. ML-KEM se ha convertido en el mecanismo de establecimiento de clave post-cuántico más ampliamente implementado y se utiliza por defecto en los principales navegadores, aplicaciones de mensajería y una gran fracción de conexiones TLS. Las firmas ML-DSA, típicamente de unos pocos kilobytes, se prefieren sobre la alternativa más grande basada en funciones hash SLH-DSA para la mayoría de las implementaciones prácticas. Lattice Jolt sitúa a los zkVMs en el mismo pie de igualdad criptográfico. Las firmas digitales pueden verse como pruebas de conocimiento de una clave secreta para un mensaje específico; los SNARKs generalizan ese paradigma a cómputos arbitrarios. Sería sorprendente que el panorama a largo plazo para los SNARKs se desviara drásticamente del panorama ya establecido para firmas y cifrado.

Los SNARKs basados en funciones hash han dominado las implementaciones post-cuánticas en producción porque parecen conservadores. Sin embargo, muchos sistemas prácticos dependen de funciones hash algebraicas como Poseidon, cuyo criptoanálisis es menos maduro que el de las funciones hash estándar. Algunos también dependen de límites de brecha de proximidad conjeturados que más tarde se demostraron falsos, o apuntan a niveles de seguridad por debajo de 128 bits para evitar penalizaciones de rendimiento. El error de solidez de Lattice Jolt escala con el logaritmo del tamaño de la afirmación en lugar de linealmente, preservando casi la totalidad de la seguridad de 128 bits incluso sobre un campo de 128 bits. La combinación de suposiciones estandarizadas, pruebas más pequeñas y mayor velocidad hace que las redes de retículos sean un siguiente paso natural para zkVMs de alto rendimiento, en lugar de una alternativa de nicho.

Mejoras de rendimiento gracias a campos más pequeños y reescritura de la base de código

Las restricciones de curva elíptica obligaron a Jolt a operar sobre campos de 256 bits. La criptografía de retículos logra seguridad equivalente sobre campos de 128 bits, y el costo dominante del probador es la multiplicación de elementos de campo. Reducir a la mitad la longitud en bits de esos elementos produce una reducción de varias veces en el costo aritmético. Jolt basado en curva ya había alcanzado más de un millón de ciclos RV64IMAC por segundo en una CPU de portátil tras sucesivas optimizaciones. Jolt de retículos supera los dos millones de ciclos por segundo en el mismo hardware. Un reescritura completa de la base de código de Jolt acompañó al cambio criptográfico. La reescritura simplifica las implementaciones en GPU y produce un backend Apple Metal que impulsa el rendimiento por encima de los diez millones de ciclos por segundo en una MacBook.

Incluso la versión basada en curvas ahora alcanza aproximadamente cuatro millones de ciclos por segundo con aceleración Metal. En una sola versión, el sistema pasó de aproximadamente un millón de ciclos por segundo (solo CPU, basado en curvas) a más de diez millones (basado en retícula con GPU). La sobrecarga del probador en relación con la ejecución nativa ha disminuido a aproximadamente 10,000×, una mejora dramática respecto a las sobrecargas de millones de veces comunes hace solo unos años. Siguen estando disponibles optimizaciones claras de ingeniería y protocolo, lo que indica que se esperan mayores mejoras.

Las pruebas compactas reducen los costos en la cadena y en la red

El tamaño de las pruebas es igualmente importante que la velocidad del probador, principalmente porque estas pruebas deben publicarse en la cadena y transmitirse a través de diversas redes. Las pruebas generadas por Lattice Jolt son impresionantemente compactas, midiendo menos de 100 KB, con la mayoría generalmente oscilando entre 65 KB y 80 KB. En contraste, los zkVM post-cuánticos competidores generan pruebas que pueden variar de más de 200 KB hasta aproximadamente 600 KB o incluso más. Esta reducción significativa en el tamaño, que puede ser de dos a ocho veces menor dependiendo de la aplicación específica, contribuye directamente a reducir tanto los costos de verificación como los requisitos de ancho de banda necesarios para la transmisión.

Además, las pruebas más pequeñas facilitan una composición recursiva más sencilla y la construcción de clientes ligeros. El sistema Akita emplea un modelo de memoria sublineal que va más allá de simplemente almacenar el polinomio en sí, permitiendo que el sistema escalar eficazmente para adaptarse a tamaños de programa muy grandes sin necesidad de envoltura recursiva obligatoria. La combinación de estas pruebas compactas y una huella de memoria reducida hace que Lattice Jolt no solo sea práctico, sino también altamente eficiente tanto para provers GPU de alto rendimiento capaces de manejar miles de millones de ciclos como para dispositivos con recursos limitados encargados de probar millones de ciclos. Esta eficiencia es crucial para ampliar la utilidad y accesibilidad de la tecnología zkVM en una variedad de aplicaciones y dispositivos.

La eficiencia de memoria permite la verificación móvil y en el borde

Las iteraciones anteriores de Jolt han sido consistentemente reconocidas como algunas de las zkVM más eficientes en el uso de memoria disponibles en el mercado. Con la reciente transición a estructuras basadas en retículos, se ha logrado una reducción significativa en el uso de espacio, disminuyendo de aproximadamente 300 bytes por ciclo a un impresionante 200 bytes por ciclo. Esta mejora notable implica que incluso un teléfono móvil estándar ahora puede generar pruebas criptográficas para millones de ciclos RISC-V, lo cual es un logro notable. Esta capacidad ampliada amplía el espectro de dispositivos que pueden participar en cómputo verificable, reduciendo efectivamente las barreras para aplicaciones que preservan la privacidad y que deben operar cerca del usuario.

La reducción en la presión de memoria no solo simplifica el proceso de prueba concurrente, sino que también disminuye los requisitos de hardware necesarios para flotas de probadores a gran escala. Como resultado, los desarrolladores ahora pueden implementar el mismo zkVM en una gama mucho más amplia de entornos sin necesidad de reescribir aplicaciones existentes ni comprometer el rendimiento mediante sacrificios severos. Esta flexibilidad es crucial para fomentar la innovación y garantizar que una diversa gama de dispositivos pueda participar en el creciente espacio de la computación verificable.

Integración con Zero Blockchain de LayerZero

La implementación de producción inaugural y significativa de Lattice Jolt tiene lugar dentro del sistema Jolt, que sirve como marco fundamental para la innovadora cadena de bloques Zero de LayerZero. Esta asociación estratégica garantiza que la tan esperada actualización post-cuántica estará disponible desde el primer día del esquema de compromiso recién establecido. Como resultado, Zero está posicionado para proporcionar pruebas resistentes a la computación cuántica, al tiempo que aprovecha los beneficios de las mejoras asociadas en velocidad y tamaño.

Dado que Akita está diseñado con cuidado como un primitivo modular, las mismas mejoras de seguridad y rendimiento pueden adoptarse posteriormente por otros sistemas de prueba que decidan integrar la capa de compromiso de retículos en sus arquitecturas. Esta implementación sirve como una demostración convincente de que los SNARKs basados en retículos están realmente preparados para cargas de trabajo reales en cadenas de bloques, más allá de existir simplemente como construcciones teóricas dentro de los círculos académicos. Las pruebas y evaluaciones continuas en la cadena Zero generan comentarios concretos y accionables, que desempeñarán un papel crucial en guiar los futuros refinamientos y mejoras tanto del marco Akita como de la arquitectura Jolt más amplia que lo respalda.

Las propiedades de solidez favorecen las construcciones de retícula sobre ciertos diseños basados en funciones hash

Los SNARKs basados en hash son conocidos por encontrar frecuentemente errores de solidez que tienden a crecer linealmente con el tamaño de la afirmación procesada. En términos prácticos, al trabajar dentro de un campo de 128 bits, intentar probar un cálculo que involucra mil millones de pasos puede resultar en una pérdida de aproximadamente 30 bits de seguridad, lo cual es significativo. En contraste, el error de solidez de Lattice Jolt exhibe un comportamiento de escalado mucho más favorable, ya que solo crece logarítmicamente con el tamaño de la afirmación. Esta característica le permite preservar casi todo el objetivo de seguridad de 128 bits, lo cual es crucial para mantener estándares de seguridad robustos. Están disponibles técnicas estándar que pueden restaurar eficazmente cualquier pérdida logarítmica residual que pueda ocurrir.

Esta distinción es particularmente importante para aplicaciones que exigen garantías de seguridad sólidas y cuantificables. Dichas aplicaciones no deberían verse obligadas a depender de campos mucho más grandes o de la implementación de capas recursivas adicionales, lo que puede complicar el diseño y la implementación de sistemas criptográficos. La configuración transparente de Akita desempeña un papel vital para eliminar aún más la necesidad de ceremonias de confianza, que aún son un requisito para algunos sistemas alternativos. Esta transparencia mejora la confiabilidad y usabilidad general del sistema, haciéndolo más atractivo para desarrolladores y usuarios por igual.

Resultados para la filosofía de diseño SNARK

a16z crypto ha mantenido consistentemente que Jolt no debería limitarse a una única base criptográfica. Existen implementaciones maduras y de alto rendimiento que utilizan curvas elípticas, funciones hash y retículos, cada una de las cuales se adapta a diferentes modelos de amenazas y posee perfiles de rendimiento distintos. Jolt basado en retículos cumple con esta visión general al ofrecer una opción de retículo de alto rendimiento que ya es competitiva en todos los ejes significativos de evaluación.

Si consideramos la dirección de las firmas digitales como un principio rector, es probable que los SNARKs basados en retículos surjan como la opción predominante para aplicaciones post-cuánticas en la mayoría de las implementaciones prácticas. Los avances simultáneos en velocidad, tamaño y seguridad eliminan eficazmente las penalizaciones de rendimiento históricas que anteriormente desalentaban la adopción de soluciones basadas en retículos en sistemas de producción.

Beneficios prácticos para la escalabilidad y la privacidad de la cadena de bloques

La generación más rápida de pruebas reduce el costo de generar pruebas de validez para rollups, puentes y otras soluciones de escalado. Pruebas más pequeñas disminuyen el costo de gas para la verificación en cadena y el costo de ancho de banda para propagar las pruebas a través de redes punto a punto. La combinación hace que sea económico probar cálculos más grandes con mayor frecuencia.

Las aplicaciones de privacidad se beneficiarán una vez que el próximo artículo complementario añada soporte nativo de conocimiento cero a Lattice Jolt. Trabajos anteriores sobre Jolt ya demostraron que se puede añadir conocimiento cero con solo unos pocos kilobytes de sobrecarga en el tamaño de la prueba y sin aumento esencial en el tiempo del probador. Extender esta propiedad al entorno de retículos permitirá cálculos privados bajo suposiciones post-cuánticas sin los procedimientos de envoltura costosos requeridos por muchos otros sistemas.

Oportunidades restantes de ingeniería e investigación

Aunque Lattice Jolt ya ha logrado avances significativos en la mejora de su rendimiento en comparación con su predecesor en diversas métricas importantes, los equipos involucrados en su desarrollo han observado que aún existen numerosas oportunidades para optimizaciones adicionales del protocolo y la implementación que pueden perseguirse. Los esfuerzos en curso centrados en backends de GPU, particularmente aquellos que van más allá de las capacidades de Apple Metal, así como mejoras adicionales en técnicas de aritmética de campos y un enfoque más integrado con sistemas de pruebas recursivas, representan pasos siguientes lógicos y prometedores en este camino.

El reciente lanzamiento de código abierto de ambos Jolt y Akita no solo demuestra el compromiso con la transparencia y la colaboración, sino que también invita activamente a contribuciones de desarrolladores e investigadores externos, lo que puede acelerar significativamente el ritmo de estas mejoras. Además, se espera que en un futuro cercano se publique un artículo técnico separado que profundice en la integración de capacidades de conocimiento cero en Lattice Jolt. Este próximo trabajo se espera que complete el conjunto integral de propiedades esenciales para habilitar la mayor gama posible de aplicaciones que prioricen la preservación de la privacidad y la escalabilidad en su diseño e implementación.

Contexto de la industria y espacio competitivo

Actualmente, la mayoría de los SNARKs post-cuánticos en producción aún se basan principalmente en funciones hash. Sin embargo, Lattice Jolt se destaca como el primer sistema que demuestra con éxito la capacidad de una capa de compromiso de retículo para proporcionar tanto una resistencia cuántica sólida como un rendimiento concreto excepcional dentro del marco de un zkVM completamente funcional. Este logro revolucionario desafía el supuesto ampliamente aceptado de que lograr seguridad post-cuántica implica necesariamente una penalización significativa en el rendimiento.

Recientes evaluaciones revelan que Lattice Jolt puede alcanzar más de dos millones de ciclos por segundo cuando se ejecuta en una CPU, y supera los diez millones de ciclos por segundo con la ayuda de la aceleración Metal. Estas impresionantes métricas de rendimiento posicionan a Lattice Jolt por delante de versiones anteriores que dependían de enfoques basados en curvas, haciéndolo competitivo, o incluso superior, a otras alternativas post-cuánticas en términos de tamaño de prueba y eficiencia de memoria. Estas cifras notables establecen un nuevo punto de referencia valioso para evaluar y valorar los diseños de futuros sistemas zkVM.

El futuro de la computación verificable post-cuántica

A medida que los adversarios con capacidad cuántica surgen cada vez más como una preocupación significativa y realista en el ámbito de la ciberseguridad, se vuelve evidente que los sistemas ya diseñados para operar bajo suposiciones de retículo estándar requerirán migraciones menos disruptivas para adaptarse a estas amenazas crecientes. Lattice Jolt posiciona estratégicamente tanto a Jolt como las diversas aplicaciones construidas sobre él para participar activamente en esta transición crítica hacia una mayor seguridad sin sacrificar los sustanciales avances en rendimiento acumulados meticulosamente durante los últimos dos años de desarrollo dedicado.

La notable capacidad para demostrar programas RISC-V ordinarios bajo suposiciones post-cuánticas, a velocidades impresionantes que respaldan efectivamente tanto probadores GPU a gran escala como dispositivos móviles, amplía significativamente el alcance práctico y la aplicabilidad de la computación verificable. Este avance permite a los desarrolladores concentrar sus esfuerzos en la lógica y funcionalidad de la aplicación en lugar de quedar atrapados en las complejidades de la ingeniería criptográfica. Al mismo tiempo, los proveedores de infraestructura se benefician de una ruta más clara y definida hacia la seguridad resistente a la computación cuántica, lo cual es cada vez más vital en el ecosistema tecnológico actual.

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Preguntas frecuentes

¿Qué es exactamente Lattice Jolt?

Lattice Jolt es la versión de septiembre de 2026 del zkVM de código abierto Jolt de a16z crypto, en la que el esquema de compromiso polinomial de curva elíptica Dory ha sido reemplazado por el esquema basado en retículos Akita. La arquitectura de alto nivel que hacía a Jolt simple y rápida permanece sin cambios; solo se actualiza la base criptográfica. El resultado es un sistema que es simultáneamente seguro contra computadoras cuánticas, dos a tres veces más rápido y capaz de producir pruebas inferiores a 100 KB.

¿Cómo proporciona Akita seguridad post-cuántica?

Akita se basa en la suposición del retículo Module-SIS, que se cree que permanece difícil incluso para las computadoras cuánticas. Esta suposición pertenece a la misma familia ya estandarizada por NIST para las firmas ML-DSA y el establecimiento de claves ML-KEM. Dado que el resto de la pila de prueba Jolt es segura desde el punto de vista de la teoría de la información, asegurar la capa de compromiso es suficiente para hacer que todo el sistema sea post-cuántico.

¿En cuánto mejora Lattice Jolt la velocidad de prueba?

En una CPU de portátil, Lattice Jolt supera los dos millones de ciclos RV64IMAC por segundo, aproximadamente el doble o triple del rendimiento de la versión anterior basada en curvas. Con aceleración GPU Apple Metal, la misma máquina supera los diez millones de ciclos por segundo. La principal fuente del aumento de velocidad es el cambio de campos de 256 bits a 128 bits, lo que hace que las multiplicaciones de campo dominantes sean sustancialmente más económicas.

¿Qué tan pequeños son los comprobantes generados por Lattice Jolt?

Las pruebas miden menos de 100 KB y generalmente se encuentran en el rango de 65 a 80 KB. Los zkVM post-cuánticos competidores generan pruebas que generalmente oscilan entre 200 KB y 600 KB. La reducción disminuye los costos de verificación en la cadena y los requisitos de ancho de banda de la red.

¿Lattice Jolt admite pruebas de conocimiento cero?

Se espera que pronto se publique un artículo complementario que añada soporte nativo de conocimiento cero. Trabajos previos sobre Jolt basado en curvas demostraron que es posible lograr conocimiento cero con solo unos pocos kilobytes de aumento en el tamaño de la prueba y una sobrecarga negligible en el tiempo del probador. Las mismas técnicas se están extendiendo al entorno de retículos.

¿Por qué preferir retículos sobre SNARKs post-cuánticos basados en hash?

Las construcciones de retículos pueden producir pruebas más pequeñas, lograr mayor velocidad concreta y operar bajo suposiciones ya ampliamente implementadas para firmas y cifrado. Muchos sistemas prácticos basados en funciones hash dependen de funciones hash algebraicas menos maduras o apuntan a niveles de seguridad por debajo de 128 bits. La escala de error de sonoridad logarítmica de Lattice Jolt preserva casi la seguridad completa de 128 bits sobre un campo de 128 bits.

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