ما هو دليل المعرفة الصفرية ودوره في عالم Blockchain؟

على مدى السنوات القليلة الماضية ، اعتدنا على طريقة وصول البنوك الكبيرة والشركات الأخرى إلى معلوماتنا الشخصية واستخدامها لتزويدنا بتجربة محسّنة. لقد أعطيناهم بمرور الوقت "إشارة خضراء" للآليات التي تستخدم تفاصيلنا الحساسة لمساعدتنا على الاستمرار بطريقة معينة.

ولكن بعد ذلك دخلت تقنية Blockchain وغيرت كل شيء تمامًا.

جلبت تقنية Blockchain خصائص مختلفة مثل الشفافية والثبات واللامركزية ودفتر الأستاذ الموزع إلى حيز الوجود. لقد مكن المستخدمين من التصرف بشكل مجهول وإجراء المعاملات بأمان متطور.

[قبل أن ننظر إلى أبعد من ذلك ، نوصي بشدة بأخذ الوقت الكافي لفهم أساسيات Blockchain .]

بلوك تشين ، بعبارات بسيطة ، منحت المستخدمين التحكم في خصوصيتهم وعودة المستقبل.

ولكن ، هل نجحت Blockchain حقًا في القيام بذلك؟

بكلمة واحدة ، الجواب لا .

تستخدم العديد من شبكات blockchain قواعد البيانات العامة. لذلك ، يمكن لأي شخص لديه اتصال بالإنترنت عرض قائمة محفوظات معاملات الشبكة. يمكنهم رؤية جميع التفاصيل المرتبطة بالمعاملة وتفاصيل محفظتك ، ولكن سيظل اسم المستخدم غير معروف لهم. بدلاً من ذلك ، سيظهرون كمفتاح عام - الرمز الفريد الذي يمثل المستخدم على شبكة blockchain.

بهذه الطريقة ، يحمي المفتاح العام الذي تم إنشاؤه عبر تقنية التشفير خصوصيتك إلى حد ما. ولكن ، لا يزال من الممكن أن يعرضك أحدهم لك عبر تقنيات أخرى.

وضع هذا الغطاء المجهول الخاص بك في مهب؛ فضح أسطورة عدم الكشف عن هويتك وخصوصية بلوكتشين ، وتجعلك تدرك أن -

المعلومات الحساسة للمستخدم المخزنة على شبكة Blockchain سرية فقط وليست مجهولة المصدر .

وبالمثل ، هناك العديد من شبكات blockchain التي تحكمها خوارزميات الإجماع لتقديم خصوصية واستقرار متقدمين ، ولكن اللامركزية تعتبر أولوية ثانية في مثل هذه الحالات. في كثير من هذه الحالات ، لا يثق الطرفان في بعضهما البعض. [للقراءة عن نماذج الإجماع هذه بالتفصيل ، راجع دليل خوارزمية إجماع blockchain هذا .]

هذا ، ككل ، يعطي إشارة واضحة إلى أن Blockchain ليست مجهولة المصدر وغير مركزية كما يعتقد العديد من المتحمسين لها. وحتى تلد أسئلة مختلفة مثل -

هل تحتاج شبكات Blockchain حقًا إلى أن تكون مجهولة المصدر؟ كيف يمكن أن تقدم Blockchain مزيدًا من إخفاء الهوية وحماية خصوصية أفضل لمستخدميها؟

في شبكات Blockchain الحالية ، يتم تسجيل المعاملات في دفتر الأستاذ العام وتكون شفافة بطبيعتها. لهذا السبب ، تتردد العديد من العلامات التجارية والأسواق ذات السمعة الطيبة مثل وول ستريت في اعتماد تقنية إثبات المعرفة الصفرية حيث أن سرية العميل والمعاملات أمر لا بد منه بالنسبة لهم. هذا ، ككل ، يتساءل عما إذا كانت Blockchain web 3.0 ستكون قادرة على التأثير على الأعمال التجارية .

بالنسبة للسؤال الثاني ، هناك العديد من المفاهيم والأساليب مثل خلط العملات المعدنية و Ringct و Coin Join التي تجعل المعاملات مجهولة في Blockchain ، ولكن المفهوم الذي يحظى بتقدير كبير هو Zero-Knowledge Proof .

الشخص الذي سنغطيه بالتفصيل في هذه المقالة.

لذا ، لنبدأ بتعريف بسيط لـ blockchain المقاوم للمعرفة الصفرية .

ما هو دليل المعرفة الصفرية؟

إثبات المعرفة الصفرية هو مخطط تشفير اقترحه باحثو معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا سيلفيو ميكالي وشافي جولدواسر وتشارلز راكوف في الثمانينيات. في هذه الطريقة ، يمكن لأحد الأطراف (Prover) إثبات أن بيانًا معينًا صحيحًا للطرف الآخر (المدقق) دون الكشف عن أي معلومات إضافية.

يضمن تشفير المعرفة الصفرية عدم تمكن أي شخص ، باستثناءك (ولا حتى مزود الخدمة أو وكالة تطوير تطبيقات blockchain) من الوصول إلى بياناتك المؤمنة.

مع مسح التعريف ، دعنا نأخذ مثالاً لفهم كيفية عمل ZKP .

مثال: الأطفال والحانات

لنفترض أن طفلين - بوب وأليس ، قد تلقيا بعض قطع الحلوى من إحدى الحفلات. يريد بوب معرفة ما إذا كانت أليس قد حصلت على نفس عدد قطع الحلوى أم لا. لكن في الوقت نفسه ، لا أحد منهم مستعد للكشف عن الرقم الدقيق.

لذا ، ما يفعلونه هو أن يقوم بوب بإحضار أربعة صناديق قابلة للقفل في غرفة ، بافتراض أن عدد قطع الحلوى المستلمة سيكون 10 و 20 و 30 و 40. يقوم بتسمية كل صندوق بقيمة تقابل عدد قطع الحلوى.

بعد ذلك ، يحتفظ بوب بمفتاح الصندوق الذي يحدد عدد قطع الحلوى التي تلقاها في جيبه (لنفترض أنه حصل على 30 قطعة حلوى) ويرمي مفاتيح جميع الصناديق الأخرى. ويغادر الغرفة.

الآن ، تدخل أليس الغرفة بأربع قطع صغيرة من الورق وتكتب "+" على إحداها بينما "-" على بعضها البعض. هنا ، تشير "+" إلى عدد قطع الحلوى التي حصلت عليها ، بينما "-" تمثل كل قيمة أخرى.

إنها تنزلق القطعة الورقية بعلامة "+" في مربع واحد (دعنا نقول في المربع الذي يمثل 20 قطعة حلوى) و "-" في باقي الصناديق. وتغادر.

الآن ، يدخل بوب الغرفة مرة أخرى ويفتح الصندوق الذي يوجد مفتاحه في جيبه. ثم يتحقق مما إذا كان الصندوق يحتوي على قطعة من الورق عليها علامة "+" أو علامة "-". إذا كانت علامة "+" ، فإنه يدرك أن أليس لديها عدد متساوٍ من قطع الحلوى. بينما ، في الحالة الأخرى ، لا تفعل ذلك.

كما نعلم أن أليس لديها 20 قطعة حلوى وأن بوب لديه 30 قطعة حلوى ، فمن الواضح أن بوب سيجد علامة "-" في الصندوق القابل للقفل الذي لديه مفتاحه. سيوضح له ذلك أن كلاهما لا يمتلك نفس العدد من قطع الحلوى.

في نفس اللحظة ، ستعود أليس إلى الغرفة وتجد علامة "-" في يد بوب وستعرف أيضًا أن لديهم عددًا مختلفًا من قطع الحلوى.

ملاحظة: بهذه الطريقة ، سيتعلم بوب أنه ليس لديهم عدد متساوٍ من قطع الحلوى. ولكن ، لن يكون لديه أي دليل إذا كان لدى أليس أكثر أو أقل من قطع الحلوى منه ، والعكس صحيح.

وبالتالي ، فإن دليل إثبات المعرفة الصفري يحافظ على خصوصية المعلومات الحساسة للمستخدمين ، أثناء إجراء معاملة (في هذه الحالة ، تكتشف المعاملة ما إذا كان لديهم نفس عدد قطع الحلوى أم لا).

على الرغم من أن هذا المثال كان سيساعدك في فهم ما هو بالضبط Zero Knowledge Proofs (ZKPs) ، فلنقم بتحديث المفهوم بصورة-

الآن ، كما تم شرح مفهوم براهين المعرفة الصفرية (ZKPs) ، فهذا هو أفضل وقت للنظر في ما يجعل الجميع يفضله على الخيارات الأخرى المتاحة. دعنا نتعمق في إيجابيات وسلبيات إثبات المعرفة الصفرية:

فوائد أدلة المعرفة الصفرية (ZKPs)

1. بسيط - إحدى المزايا الرئيسية لتشفير المعرفة الصفرية أنه لا يتضمن أي طريقة تشفير معقدة.
2. آمن - لا يتطلب من أي شخص الكشف عن أي نوع من المعلومات.
3. المعاملات ─ تشير فائدة مؤكدة أخرى مرتبطة بـ ZKPs إلى تقصير المعاملات على blockchain. نتيجة لذلك ، لن يضطر المستخدمون إلى القلق بشأن تخزين المعلومات لتضمين التوافق والهوية مع أنواع مختلفة من الأصول.

في حين أن هذه هي إيجابيات إثبات المعرفة الصفرية ، إلا أن المفهوم له بعض العيوب أيضًا. ومنها: -

1. مطول - في تقنية المعرفة الصفرية ، هناك حوالي 2 ألف عملية حسابية ، تتطلب كل منها قدرًا معينًا من الوقت للمعالجة. هذا هو العيب الأول في الذهاب مع إثبات عدم المعرفة.
2. غير كامل - قد يتم إتلاف الرسائل التي تم تسليمها إلى المُحقق / المُثبِّت أو تعديلها.
3. محدود - يتطلب بروتوكول المعرفة الصفرية أن يكون السر قيمة عددية. في حالات أخرى ، يلزم الترجمة.

مع تغطية هذا ، دعنا نتعمق أكثر في الجوانب الفنية قبل تقييم متى وكيف يمكن إدخال بروتوكولات المعرفة الصفرية في نظام Blockchain البيئي.

البدء بما هي الخصائص الأساسية لإثبات المعرفة الصفرية.

خصائص إثبات المعرفة الصفرية

1. الاكتمال

إذا كانت العبارة صحيحة وكان كلا المستخدمين يتبعان القواعد دينياً ، فسيقتنع المدقق دون أي مساعدة خارجية.

2. سلامة

إذا كانت العبارة خاطئة ، فلن يقتنع المدقق في أي سيناريو (حتى لو قال المُثبِّت أن العبارة صحيحة لبعض الاحتمالات الصغيرة).

3. المعرفة الصفرية

في كلتا الحالتين ، لن يتمكن المدقق من معرفة أي معلومات تتجاوز أن البيان صحيح أو خاطئ.

بينما يتم تغطية مبادئ ZKP ، فلنتحدث عن الأنواع المختلفة من ZKPs التي يمكن لعشاق الأعمال الاستثمار فيها.

أنواع إثباتات المعرفة الصفرية

1. دليل تفاعلي للمعرفة الصفرية

في إثبات عدم المعرفة التفاعلي ، يقوم المُثبِّت بسلسلة من الإجراءات وفقًا لآلية الاحتمال الرياضي لإقناع المحقق بحقيقة معينة.

2. إثبات المعرفة الصفرية غير التفاعلي (NIZKP)

كما هو موضح من الاسم ، لا يتطلب إثبات المعرفة الصفري غير التفاعلي عملية تفاعلية. بمعنى ، يمكن للمُثقف أن يولد جميع التحديات في وقت واحد ويمكن للمدقق (المدققين) الاستجابة لاحقًا. هذا يقيد إمكانية التواطؤ. ومع ذلك ، فإنه يتطلب آلات وبرامج إضافية لمعرفة تسلسل التجارب.

ملاحظة: من الممكن الانتقال من ZKP غير التفاعلي إلى ZKP التفاعلي.

أين يتم تطبيق Zero-Knowledge Proof في نظام Blockchain؟

1. المراسلة

في المراسلة ، يعد التشفير من طرف إلى طرف أمرًا ضروريًا حتى لا يتمكن أي شخص من قراءة رسالتك الخاصة إلى جانب الرسالة التي تتواصل معها. لضمان الأمان ، تطلب منصات المراسلة من المستخدمين التحقق من هويتهم للخادم والعكس صحيح.

ولكن مع ظهور ZKP ، سيكونون قادرين على بناء ثقة شاملة في عالم المراسلة دون تسريب أي معلومات إضافية. هذا هو أحد التطبيقات الرئيسية لإثبات المعرفة الصفرية في عالم blockchain.

2. المصادقة

يمكن لإثبات المعرفة الصفرية أيضًا أن يسهل نقل المعلومات الحساسة مثل معلومات المصادقة بأمان أفضل. يمكنه بناء قناة آمنة للمستخدمين لتوظيف معلوماتهم دون الكشف عنها. وبهذه الطريقة تجنب تسرب البيانات في أسوأ السيناريوهات.

3. حماية التخزين

هناك حالة استخدام أخرى محتملة لإثباتات المعرفة الصفرية (ZKPs) في مجال أداة التخزين.

يأتي إثبات المعرفة الصفرية مع بروتوكول لا يحمي وحدة التخزين فحسب ، بل يحمي أيضًا المعلومات الموجودة فيها. وغني عن القول ، أن قنوات الوصول محمية أيضًا لتوفير تجربة سلسة وآمنة.

4. إرسال معاملات Blockchain الخاصة

عند الحديث عن إرسال معاملات blockchain خاصة ، من المهم للغاية إبقائها بعيدة عن متناول الأطراف الثالثة. الآن ، في حين أن الطرق التقليدية وقائية إلى حد ما ، إلا أنها تحتوي على بعض الثغرات.

هذا مجال آخر حيث يأتي دور ZKP. عندما يتم دمج المفهوم بحكمة ، فإنه يساعد في جعل من المستحيل تقريبًا اختراق أو اعتراض معاملات blockchain الخاصة.

5. وثائق معقدة

نظرًا لأن إثبات المعرفة الصفرية لديه القدرة على تشفير البيانات في أجزاء ، فإنه يمكّن المرء من التحكم في كتل معينة لتوفير الوصول إلى مستخدم معين ، مع تقييد الوصول للآخرين. بهذه الطريقة ، يحمي المفهوم الوثائق المعقدة من أولئك غير المصرح لهم برؤيتها.

6. التحكم في نظام الملفات

هناك مكان آخر يمكنك فيه رؤية تنفيذ فعال لإثبات المعرفة الصفرية وهو نظام الملفات.

يضيف المفهوم طبقات مختلفة من الأمان إلى الملفات والمستخدمين وحتى عمليات تسجيل الدخول التي تجعل من الصعب جدًا على الشخص اختراق البيانات المخزنة أو معالجتها.

7. نقل معاملات Blockchain الخاصة

يعد نقل تبادلات blockchain الخاصة أحد الإشعارات البارزة بين العديد من عمليات الإعدام البارزة لـ ZKP في blockchain. يجب حماية معاملات Blockchain الخاصة من أي طرف ثالث أثناء إرسالها.

يلمح القلق الرئيسي في إرسال معاملات blockchain الخاصة إلى الثغرات المختلفة الواضحة في الاستراتيجيات العادية. يمكن أن يؤدي التكامل القوي لـ ZKP مع معاملات blockchain الخاصة إلى جعلها متعددة الاستخدامات تجاه أي نوع من القرصنة أو التدخل.

8. دمقرطة التحقق من التصويت

يشير المثال الأكثر وضوحًا لتطبيق ZKP مع blockchain إلى دورهم الديمقراطي في فحص الأصوات. يمكن أن تقدم ZKP إجابات موثوقة للتصويت المدقق عن طريق تسجيل الأصوات على blockchain العامة (مثل ethereum).

بعد ذلك ، لن تحتاج عمليات التصويت إلى أي تأكيد من طرف ثالث جنبًا إلى جنب مع استبعاد شرط التقييد. يمكن لـ ZKPs السماح للناخبين بإثبات أهليتهم للإدلاء بأصواتهم ، على غرار هذه الخطوط التي تمنع الكشف عن بياناتهم الشخصية الحساسة. وبالمثل ، يمكن للناخبين طلب أدلة غير قابلة للتغيير للنظر في تصويتهم في الفرز النهائي للأصوات.

9. أمن المعلومات الحساسة

أخيرًا وليس آخرًا ، يعمل إثبات المعرفة الصفرية أيضًا على تحسين الطريقة التي تعمل بها تقنية blockchain على تجديد المعاملات .

يضيف ZKP مستوى أمان متطورًا إلى كل كتلة تحتوي على معلومات مصرفية حساسة مثل تفاصيل بطاقة الائتمان الخاصة بك وسجلها ، بحيث تحتاج البنوك إلى معالجة الكتل المطلوبة فقط عندما يطلب المستخدم المعلومات. تبقى الكتل الأخرى على حالها وبالتالي محمية.

فمثلا

يتم استخدام ZoKrates (صندوق أدوات رقمي) من قبل المطورين المهرة لابتكار والتحقق من ZKPs من خلال Solidity - لغة برمجة موجهة للكائنات تُستخدم لإنشاء عقود ذكية قائمة على Ethereum.

تسعى Aztec إلى تقديم إثبات معرفي من الصفر إلى شبكة Ethereum الحالية من خلال تطوير مجموعة من العقود الذكية التي تركز على الخصوصية.

لذلك ، كانت هذه بعض حالات استخدام إثبات المعرفة الصفرية في خدمات تطوير blockchain . لجعل وجود علامتك التجارية في السوق من خلال بناء واحدة من هذه ، استعن بشركة تطوير تطبيقات blockchain .

وفي حال كنت مرتبكًا بشأن تنفيذه في العالم الحقيقي ، تحقق من المشاريع الحالية التالية التي تعمل بتقارب اثنين.

أمثلة من الحياة الواقعية لتقارب أدلة المعرفة الصفرية و Blockchain

1. ZCash

Zcash عبارة عن منصة blockchain مفتوحة المصدر وبدون إذن توفر وظائف للحفاظ على المعاملات "شفافة" و "محمية" وفقًا للمتطلبات.

في الحالة الأولى ، تخضع المعاملات لعنوان t ، تمامًا مثل معاملات البيتكوين. بينما في الحالة الأخيرة ، يتم استخدام إثبات عدم المعرفة يسمى zk-SNARKs ويتم التحكم في المعاملات بواسطة z-addr.

إنها أول حالة استخدام للعملات المشفرة وتطبيق ZKP في عالم التشفير. إنها أول عملة معماة خالية من المعرفة تنشر التكنولوجيا.

2. ING

ING هو بنك يقع مقره في هولندا وقد قدم سلسلة الكتل blockchain الخاصة به. ومع ذلك ، فقد قاموا بتعديل نظام المعرفة الصفرية الخاص بهم لجعله دليلًا على نطاق المعرفة الصفري لتقليل الحاجة إلى القوة الحسابية.

بهذه الطريقة ، أعدوا نظام المعرفة الصفري الخاص بهم لرفع تأثير blockchain في fintech .

3. ZCoin

تستخدم الشركة بروتوكول Zerocoin ، الذي يعتمد على إثبات عدم المعرفة ، لتعزيز الأمن وإخفاء الهوية في عملية المعاملات. ومع ذلك ، فإن ما يميزه عن المشاريع الأخرى التي تعمل على هذا المفهوم هو أنه يوفر قابلية التوسع أيضًا.

على الرغم من أن العديد من الجهات الفاعلة الدولية بدأت في إظهار اهتمامها بتنفيذ مفهوم إثبات عدم المعرفة الصفرية في blockchain ، فإن وتيرة التبني بطيئة للغاية. والسبب الرئيسي وراء ذلك هو مجموعة التحديات التالية المرتبطة بإضافة ZKP إلى بيئة blockchain.

التحديات التي قد تواجهها أثناء دمج ZKP في مشروع Blockchain الخاص بك

1. غياب المعايير

نظرًا لأن تقنية blockchain نفسها في مرحلة اعتمادها المبكرة ، فلا توجد معايير ونظام ولغات متجانسة تمكن مطوري التطبيقات وآفاق الأعمال من التفاعل مع مفهوم ZKP وتسخير إمكاناته بطريقة فعالة.

2. قابلية التوسع

التحدي الآخر الذي يقيد اعتماد إثبات عدم المعرفة في بيئة blockchain هو قابلية التوسع ، بشرط أن تتطلب هذه الخوارزميات قدرة حاسوبية عالية للعمل على مستوى عالٍ.

تغليف

الآن بعد أن أصبح مفهوم ZKP ونطاقه في مجال Blockchain (إلى جانب أمثلة من الحياة الواقعية) واضحًا لك ، نتوقع أن تجد أنك تستثمر في التطبيق الأوسع للمفهوم أثناء الدخول إلى العالم اللامركزي.

ولكن ، في حالة استمرار وجود أي استفسارات ، تواصل مع مستشاري Blockchain لدينا أو خبرائنا في خدمات تطوير تطبيقات blockchain في الولايات المتحدة الأمريكية.