احمِ بياناتك على البلوكشين
هل شعرت يومًا أنك تعيش في أغنية لستينغ؟ تلك التي تقول: "كل نفس تأخذه، كل حركة تقوم بها، سأراقبك"؟ في هذه الأيام، يبدو أن هناك دائمًا شخصًا ما يتتبع كل خطوة تخطوها - حرفيًا. اذهب إلى المتجر، وستعرف مصرفك ما اشتريته، وكم أنفقت، وحتى أين فعلت ذلك. تتعقب GPS على هاتفك الذكي موقعك في كل ثانية، وتراقبك كاميرات CCTV باستمرار في الأماكن العامة، ومزود خدمة الإنترنت الخاص بك يراقب عاداتك على الإنترنت كالصقر. لذا، إذا شعرت أن كل هذا يشبه قليلاً برنامج تلفزيوني واقعي، فقد يكون كذلك، ولكن بدون البريق!
السؤال هو، ماذا لو كان بإمكانك قلب السيناريو والحفاظ على جزء على الأقل من حياتك خاصًا؟ في الواقع، جزء مهم جدًا - حياتك المالية. أدخل إثباتات عدم المعرفة (ZKPs). هذه الأدوات التشفيرية الرائعة تتيح لك إثبات أن المعاملة شرعية دون الكشف عن أي تفاصيل - من دفع ماذا وأين، من أرسل كم ومتى، أو أي من التفاصيل المثيرة. بشكل أساسي، إنه مثل قول: "كل شيء صحيح"، دون إظهار أي شخص الإيصالات الفعلية. يبدو مثيرًا للاهتمام؟ ابقَ معنا لترى كيف يمكن أن تساعدك هذه البروتوكولات في تحقيق مستوى من الخصوصية يبدو كأنه خيال علمي ولكنه حقيقي تمامًا.
إثباتات عدم المعرفة (ZKPs) هي طرق تشفيرية تسمح لشخص ما بإثبات أنه يعرف أو يمتلك شيئًا مثل كلمة المرور دون الكشف عن المعلومات الفعلية نفسها
تأتي إثباتات عدم المعرفة بأشكال مختلفة، بما في ذلك ZK-SNARKs (إثباتات عدم المعرفة الموجزة غير التفاعلية للمعرفة) و ZK-STARKs (إثباتات عدم المعرفة القابلة للتوسع والشفافة للمعرفة)
تتم دمج إثباتات عدم المعرفة بشكل متزايد في تطبيقات البلوكشين المتنوعة، من العملات المشفرة التي تركز على الخصوصية مثل ZCash إلى حلول الطبقة الثانية مثل zkSync، مما يزيد من قدرة معالجة المعاملات
دعونا نتعمق في تعريف إثباتات عدم المعرفة على الفور. لا تقلق إذا بدا الأمر معقدًا بعض الشيء في البداية، سنقوم بتبسيطه وشرح كل شيء في الجملة التالية.
إثبات عدم المعرفة (ZKP) هو طريقة تشفيرية يمكن من خلالها لطرف واحد (المثبت) أن يثبت لطرف آخر (المدقق) أن بيانًا ما صحيح دون الكشف عن أي معلومات إضافية تتجاوز صحة البيان نفسه. هذا يعني أن المدقق يمكن أن يقتنع بصحة البيان دون الحصول على أي معرفة حول البيانات الأساسية أو كيفية بناء الإثبات. بعبارة أخرى، إثبات عدم المعرفة هو طريقة تشفيرية حيث يمكن لطرف واحد - لنقل، هذا أنت عند شراء أشياء في وول مارت - أن يثبت لطرف آخر، مثل وول مارت، أن بيانًا ما صحيح، مثل وجود أموال كافية في رصيدك دون الكشف عن أي تفاصيل إضافية، مثل المبلغ الدقيق من المال الذي لديك. إثبات عدم المعرفة يؤكد فقط أن البيان صحيح - أنك تملك ما يكفي من المال. نهاية القصة.
ديناميات المبرهن-المدقق
تدعم العديد من سلاسل الكتل استخدام إثباتات المعرفة الصفرية للتطبيقات التي تحافظ على الخصوصية: تستخدم Zcash إثباتات المعرفة الصفرية لحماية بيانات المعاملات من العرض العام، و zkSync هي حل توسيع من الطبقة الثانية لإيثريوم تستفيد من إثباتات المعرفة الصفرية لتوفير الخصوصية وقابلية التوسع. وهناك أيضًا بروتوكول Aztec، الذي هو في جوهره منصة تحافظ على الخصوصية تستخدم إثباتات المعرفة الصفرية لتمكين المعاملات الخاصة والعقود الذكية. وبالطبع، هناك المزيد.
إليك مثال على كيفية عمل بروتوكول يعتمد على إثبات المعرفة الصفرية في الحياة الواقعية. تخيل أنك تريد إرسال رسالة خاصة إلى صديق على منصة رسائل قائمة على سلسلة الكتل. في نظام سلسلة الكتل القديم، ستكون رسالتك مرئية للجميع على الشبكة. هذا قد يهدد خصوصيتك. لكن، لنفترض أنك تستخدم Aztec. مع هذا البروتوكول، ستتم تشفير رسالتك وتجميعها مع معاملات أخرى في دفعة. ثم يتم إنشاء إثبات معرفة صفرية لإثبات أن دفعة المعاملات صالحة دون الكشف عن محتويات المعاملات الفردية. يتم تقديم هذا الإثبات إلى سلسلة الكتل الأساسية (مثل إيثريوم) للتحقق.
تم تطويرها في الثمانينيات من قبل بعض الأشخاص الأذكياء - شافي غولدواسر، سيلفيو ميكالي، وتشارلز راكوف - تم تصميم هذه التكنولوجيا لحل مشكلة كبيرة: كيفية إثبات أنك تعرف شيئًا (مثل وجود النقود للدفع) دون الكشف عن ما تعرفه بالضبط. تم تصميم إثباتات المعرفة الصفرية خصيصًا لهذا النوع من المهام، ولهذا السبب هي شائعة جدًا في سلسلة الكتل، وهو مجال يدور حول الخصوصية. لمتابعة تشبيه وول مارت، يمكنك أن تقول إنه عندما تستخدم تقنية المعرفة الصفرية لرحلتك إلى المتجر، فإنك في الأساس تشفر قطعة من المعلومات الحساسة في رمز سري يثبت أنك تستطيع تغطية التكلفة.
ثم يقوم نظام وول مارت بفك تشفيرها والتحقق منها دون الحاجة إلى رؤية رصيدك الفعلي أو تاريخ المعاملات. هذا مثل إذا قال شخص ما، "ثق بي، لقد قمت بتغطيتها"، دون أن يظهر الفواتير أو يكشف عن أي تفاصيل حساسة. لذا تشتري وتذهب، وليس هناك روح واحدة في العالم، باستثناء ربما وول مارت، تعرف ما اشتريته وكم دفعت.
شافي غولدواسر وسيلفيو ميكالي
إذا كانت الإثباتات إثباتات ذات معرفة صفرية، فسوف تلبي دائمًا هذه الخصائص الثلاث الأساسية:
حسنًا، نأمل الآن أنك لست خائفًا من مصطلحات مثل "العبارة"، "المحقق"، و"المثبت"، لذا حان الوقت للحصول على معلومات حول تقنية المعرفة الصفرية. تأتي هذه الأشياء في مجموعة من النكهات المختلفة، كل منها له طريقته الخاصة في إثبات الحقيقة مع الحفاظ على التفاصيل تحت الغلاف. إليك ملخص سريع عن الأنواع الرئيسية، الإثباتات التفاعلية وغير التفاعلية، لكن قبل أن نبدأ، دعنا نبسط الأمور باستخدام تشبيه طهوي. تخيل أنك تخبز فطيرة.
الإثبات التفاعلي: لإثبات أن الفطيرة أصلية باستخدام إثبات تفاعلي، ستدعو صديقًا لمشاهدتك أثناء الخبز. سيتذوقون العجين، والحشوة، والمنتج النهائي للتأكد من أنه حقيقي. هذا يشبه المحقق الذي يراقب العملية بأكملها لإنشاء الإثبات.
الإثبات غير التفاعلي: لإثبات أصالة الفطيرة بشكل غير تفاعلي، ستخبز الفطيرة ثم تقدم لصديقك شريحة صغيرة لتذوقها. يمكنهم التحقق من الطعم والمكونات دون مشاهدة عملية الخبز. هذا يشبه المحقق الذي يتحقق من إثبات تم إنشاؤه مسبقًا دون الحاجة لمراقبة العملية بأكملها.
بالنسبة لمصطلحات البلوكشين:
المشكلة مع الإثباتات التفاعلية، رغم ذلك، هي أن كلا الطرفين يجب أن يكونا متصلين في نفس الوقت، وكل إثبات يشبه بدء محادثة جديدة تمامًا - غير فعالة للغاية. هنا تأتي الإثباتات غير التفاعلية.
في عام 1988، اقترح مانويل بلوم، وبول فيلدمان، وسيلفيو ميكالي أول إثباتات صفرية غير تفاعلية حيث يمتلك المثبت والمحقق مفتاحًا مشتركًا (CRS). إليك كيف يعمل. يتفق كل من أنت (المثبت) وصديقك (المحقق) على وصفة مشتركة (CRS). تخبز الفطيرة (تنشئ الإثبات) وفقًا للوصفة. يتذوق صديقك الفطيرة (يتحقق من الإثبات). إذا كان طعمها مثل الليمون والحليب، يعرفون أنك اتبعت الوصفة. في مصطلحات البلوكشين، يقوم كلا الطرفين بإنشاء قيمة عامة معروفة لكلا المثبت والمحقق، CRS. يقوم المثبت بإنشاء كائن تشفيري (إثبات). يتحقق المحقق مما إذا كان الإثبات يتماشى مع CRS.
تشمل أمثلة البروتوكولات المعتمدة على الإثباتات غير التفاعلية zk-SNARK و zk-STARK التي سنلقي نظرة عليها في القسم التالي.
بينما تركز الإثباتات التفاعلية على التفاعلات في الوقت الحقيقي، تتيح لك الإثباتات غير التفاعلية إنجاز المهمة بإثبات واحد مصمم بشكل جيد. وهذا يجعلها فعالة للغاية في الحالات التي لا تريد أو تحتاج فيها إلى الانخراط في محادثات مستمرة. تأخذ zk-SNARKs و zk-STARKs مفهوم الإثبات غير التفاعلي وتزيد من الخصوصية في البلوكشين بشكل أكبر. كيف ذلك؟
قد تبدو ZK-SNARKs وكأنها شيء من فيلم خيال علمي، لكنها في الواقع مجرد اختصار فاخر لـ "إثبات المعرفة غير التفاعلي الموجز ذو المعرفة الصفرية". عندما تفككها، هي في الحقيقة مجرد نسخة أكثر تقدمًا من تلك الإثباتات غير التفاعلية التي تحدثنا عنها للتو، لذا، لا تقلق، ستفهمها. إذا كنت تتعامل مع بروتوكول ZK-SNARK، فسوف تلبي تمامًا هذه الخصائص الخمس الأساسية:
تخيل أنك قد خبزت فطيرة بوصفة سرية. تريد أن تبقيها فريدة وتمنع الآخرين من نسخها. إذا كان بإمكان شخص ما تكرار الفطيرة، فلن تكون مميزة بعد الآن. بالمثل، في البلوكشين، يجب أن تكون المعاملات الضارة صعبة التكرار. هذا يضمن سلامة وأمان الشبكة.
بعض "الطهاة" يعملون معًا لإنشاء المكون السري للوصفة
لضمان أن تكون "الوصفة" فريدة وآمنة، يعمل عدد من "الطهاة" معًا لإنشاء المكون السري للوصفة - المعروف في مصطلحات البلوكشين باسم CRS. بمجرد أن ينتهوا من إنشاء CRS، يقومون "بتدمير" الوصفة لمنع أي شخص من إساءة استخدامها. المشكلة هي أن هذه العملية تعتمد على الثقة بأن جميع الطهاة سيتخلصون فعلاً من جزءهم من السر. لكن ماذا لو لم يفعل أحدهم ذلك؟ هنا تأتي ZK-STARKs (حجج المعرفة القابلة للتوسع بدون معرفة)
بينما جلبت ZK-SNARKs إثباتات عدم المعرفة للجماهير بفضل حجمها وكفاءتها، قدمت تحديات جديدة مثل الحاجة إلى إعداد موثوق من "الطهاة" وقابلية محدودة للتوسع مع مجموعات البيانات الكبيرة. تحل ZK-STARKs هذه المشاكل. فكر فيها كالتطور من الهاتف القابل للطي إلى الهاتف الذكي المتطور - لا مزيد من الإعدادات المهددة، وأفضل بكثير في التعامل مع البيانات الكبيرة، مما يجعلها أكثر قوة وأمانًا وسهولة في الاستخدام. لكن ZK-STARKs لا تتطلب مرحلة إعداد موثوق حيث تقوم بإنشاء والحفاظ على أرقام عشوائية أو معلمات سرية. بدلاً من ذلك، تقضي على الحاجة إلى إجراءات إعداد سرية وتقلل من خطر التلاعب أو الاختراق. دعنا نفصل ما تدور حوله ZK-STARKs:
لذا لا زلنا نحاول خبز فطيرة وإثبات أننا نستطيع خبزها بشكل مثالي دون الكشف عن المكون السري. في ZK-STARKs، "الوصفة" هي معرفة عامة، مما يعني أن الجميع يعرف الخطوات التي يجب اتباعها. ومع ذلك، يعرف "الطاهي" فقط المكون السري، المشار إليه بالشاهد. عندما يتبع الطاهي الوصفة بشكل صحيح ويخبز الفطيرة، يثبت أنه يعرف المكون السري - دون الكشف عن ماهيته أبدًا.
فقط "الطباخ" يعرف المكون السري
تعتبر ZK-STARKs شفافة. لا تحتاج إلى إعداد موثوق، مما يجعلها أكثر أمانًا في بعض الحالات. التركيز هو على الإثبات نفسه، الذي يمكن التحقق منه علنًا دون الاعتماد على مكون سري. كل من ZK-SNARKs و ZK-STARKs هما أدوات قوية للخصوصية وقابلية التوسع في البلوكشين. يعتمد الاختيار بينهما على المتطلبات المحددة للتطبيق.
مستقبل الإثباتات بدون معرفة سيكون مثيرًا — تخيل هذا: zk-SNARKs و zk-STARKs بالفعل تحدث ضجة، لكن الباحثين مثل المبتكرين المفرطين في تناول الكافيين، يجعلونها تسير بشكل أسرع وأكثر سلاسة. هدفهم؟ تقليل الحمل الحسابي، مما يعني جعل كل شيء أسرع وأسهل على جهاز الكمبيوتر الخاص بك. تخيل شبكات البلوكشين تعمل مثل سكين ساخن في الزبدة — يبدو جيدًا، أليس كذلك؟
تتعاون ZKPs مع أحدث التقنيات، مثل الذكاء الاصطناعي وإنترنت الأشياء. نحن نتحدث عن ذكاء اصطناعي يمكنه التعلم والنمو دون التطفل على بياناتك الخاصة، وأجهزة إنترنت الأشياء التي تتحدث مع بعضها البعض بشكل آمن مع الحفاظ على أسرارك آمنة. إنه مثل حفلة عالية التقنية تركز على الخصوصية حيث لا أحد يكشف عن أي أسرار!
وتخيل ماذا؟ لا تقتصر ZKPs على حفلة البلوكشين فقط — بل تتوسع أيضًا إلى مجالات أخرى. قد نراها قريبًا في أنظمة التصويت الآمنة، والسجلات الطبية السرية، والصفقات التجارية السرية. كل شيء يتعلق بإثبات شيء ما دون الكشف عن التفاصيل. تحدث عن تغيير قواعد اللعبة!
مع تقدم ZKPs، نتجه نحو عالم حيث كل شيء موحد ويتفاعل بشكل جيد مع الآخرين. فكر في الأمر على أنه ضمان أن جميع الألعاب التقنية في صندوق الرمل تتماشى، بحيث يمكن استخدام ZKPs في كل مكان دون أي مشاكل.
مع كل هذه السحر في الخصوصية، لا يزال هناك حبل مشدود يجب السير عليه بين الأمان والامتثال للوائح مثل مكافحة غسل الأموال وتمويل الإرهاب. سيكون العثور على تلك النقطة المثالية لغزًا، لكن مهلاً، هذه جزء من المتعة!
باختصار، ستصبح الإثباتات بدون معرفة أبطال العالم الرقمي، مما يجعل كل شيء خاصًا وآمنًا وفعالًا. مع تطور التكنولوجيا، ستجعل ZKPs حياتنا على الإنترنت ليست أسرع فحسب، بل أكثر أمانًا وخصوصية.
عند النظر إلى المستقبل، من الواضح أن الإثباتات بدون معرفة (ZKPs) ليست مجرد مفهوم بل تقنية ذات تداعيات كبيرة. هذه العجائب التشفيرية تغير كيفية تعاملنا مع الخصوصية والأمان وقابلية التوسع في الفضاء الرقمي. من المعاملات الخاصة على البلوكشين إلى أنظمة التصويت الآمنة والصفقات التجارية السرية، ستكون ZKPs هي الأبطال خلف الكواليس. كانت رحلة ZKPs من الإثباتات التفاعلية إلى zk-SNARKs و zk-STARKs مذهلة. كل خطوة تقربنا من عالم يمكن فيه أن تكون بياناتنا خاصة ومع ذلك يتم التحقق منها.
مع تطور التكنولوجيا، نتوقع المزيد من التطبيقات التي تتكامل مع الذكاء الاصطناعي وإنترنت الأشياء لتقديم حلول تحافظ على الخصوصية كانت يومًا ما خيالًا علميًا. لكن كما هو الحال مع جميع التقنيات، يجب أن يتوافق الابتكار مع التنظيم. سيتطلب التنقل في هذا المشهد اعتبارات دقيقة لضمان استخدام ZKPs بشكل مسؤول وأخلاقي.
باختصار، ستعيد الإثباتات بدون معرفة تعريف الخصوصية والأمان الرقمي، مما يخلق عالمًا أكثر خصوصية وأمانًا وكفاءة على الإنترنت. سواء كنت متحمسًا للتكنولوجيا، أو مطورًا، أو مجرد فضولي حول كيفية تطور الخصوصية الرقمية، تابع ZKPs. المستقبل مشرق ويتم تشكيله بواسطة هذه العجائب التشفيرية.
إثباتات المعرفة الصفرية هي طرق تشفيرية تسمح لطرف واحد بإثبات صحة بيان ما دون الكشف عن أي تفاصيل حول البيان نفسه. إنها تضمن أن المُحقق يعرف فقط ما إذا كان البيان صحيحًا أم خاطئًا، دون الحصول على أي معلومات إضافية.
تأتي إثباتات المعرفة الصفرية في نوعين: تفاعلي وغير تفاعلي. تتضمن الإثباتات التفاعلية تبادل المعلومات ذهابًا وإيابًا لإثبات المعرفة، بينما تستخدم الإثباتات غير التفاعلية مفتاحًا مشتركًا لإثبات ثابت واحد. يهدف كلا النوعين إلى التحقق من البيانات مع الحفاظ على سرية البيانات الأساسية.
تعزز إثباتات المعرفة الصفرية الخصوصية في البلوكشين من خلال تمكين المعاملات السرية، والتصويت الآمن، وحلول التوسع الفعالة مثل zk-rollups. تُستخدم في مشاريع مثل ZCash و zkSync للحفاظ على خصوصية تفاصيل المعاملات وتحسين كفاءة النظام.