في كل من الحياة الواقعية والعالم الرقمي ، غالبًا ما نريد إثبات الأشياء للآخرين. قبل الدخول إلى مبنى المكتب ، عادة ما يقدم الموظفون نوعًا من الهوية قبل الدخول.
عندما يحاول المستخدمون تسجيل الدخول إلى تطبيق مثل Facebook أو Twitter ، يجب أن تطلب هذه الخدمات أولاً من المستخدم تسجيل الدخول بكلمة مرور وأحيانًا يتم إرسال رمز مرور لمرة واحدة (OTP) إلى أجهزتهم المحمولة.
يتمثل الجانب السلبي في تقديم الدليل في أننا غالبًا ما نعطي أنواعًا أخرى من المعلومات بعيدًا. لا يزال توفير كلمة مرور لموقع ويب يعني أن الموقع نفسه يحتفظ بنسخة من كلمة المرور المجزأة في خوادمه. إذا قام شخص ما باختراق ماسح معرف الموظف بمبنى المكتب ، فقد يتمكن من الحصول على المفاتيح الخاصة للجميع.
توفر البراهين الصفرية المعرفة أو ZKPs طريقة للتحقق من الهوية أو المعاملة دون الحاجة إلى تقديم معلومات إضافية. نظرًا لتطبيقاتها في التشفير ، تم تكييف ZKPs بواسطة blockchains لإنشاء بروتوكولات تحقق آمنة وقابلة للتطوير.
ما هي أدلة المعرفة الصفرية؟
تم اقتراح براهين المعرفة الصفرية لأول مرة من قبل باحثي معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا سيلفيو ميكالي ، وتشارلز راكوف ، وشافي جولدواسر في عام 1985 في ورقتهم. "التعقيد المعرفي لأنظمة الإثبات التفاعلية"
قدمت هذه الورقة مفهوم تعقيد المعرفة. يشير هذا إلى مقدار المعرفة حول الإثبات المنقولة من المدقق إلى المدقق. تهدف البراهين الصفرية إلى السماح للطرف بإثبات أن بيانًا معينًا صحيحًا لطرف آخر دون الحاجة إلى الكشف عن أي معلومات أخرى.
يمكن استخدام ZKP كبديل آمن لأنظمة المصادقة الحالية ويمكن أيضًا إضافتها إلى بروتوكولات blockchain للحفاظ على خصوصية المعاملات.
كيف تعمل ZKPs؟
مثال من العالم الحقيقي
لتوضيح كيفية عمل براهين المعرفة الصفرية ، دعنا نلقي نظرة على مثال مجرد لـ ZKP.
لنفترض أن لديك صديق مصاب بعمى الألوان الأحمر والأخضر. لديك كرتان متطابقتان تختلفان في اللون فقط: واحدة حمراء والأخرى خضراء. بالنسبة إلى صديقك ، تبدو متطابقة ، ولكن بصفتك شخصًا لا يعاني من عمى الألوان ، يمكنك بسهولة التمييز بينهما.
هل من الممكن أن تثبت لصديقك أنه لون مختلف دون الكشف عن الكرة الحمراء أو الخضراء؟
هناك ، في الواقع ، طريقة لإثبات ذلك دون الكشف عن ألوان الكرات. أولاً ، يجب أن تدع صديقك يضع كلتا الكرتين خلف ظهره ويطلب منه إظهار أي كرة وإخفائها مرة أخرى. بعد ذلك ، أخبر صديقك أن لديه خيار إظهار نفس الكرة مرة أخرى أو تبديلها بالكرة الأخرى.
في كل مرة تظهر فيها كرة جديدة ، يمكنك إخباره ما إذا كان قد قام بتبديل الكرة أم لا. إذا واصلت تخمين المكالمة الصحيحة ، فسيزداد احتمال أن تكون الكرات ملونة بشكل مختلف. يجب أن يقتنع صديقك الآن بأن الكرات ملونة بشكل مختلف دون الحاجة إلى إخباره بالكرات التي لها لون.
التطبيقات العملية
تنقسم معظم الأمثلة العملية لبراهين انعدام المعرفة إلى نوعين.
أولاً ، يمكن استخدام ZKPs عند تصميم البروتوكولات. يمكننا ضمان عدم تمكن الأطراف المختلفة من الغش أو الاستفادة من البروتوكول. ثانيًا ، يمكن استخدام ZKPs لتحديد الهوية.
على سبيل المثال ، يمكننا استخدام ZKPs لتسجيل الدخول إلى تطبيق ويب بأمان دون الحاجة إلى الكشف عن كلمة المرور نفسها.
لنلقِ نظرة على بعض الأمثلة حول كيفية استخدام براهين انعدام المعرفة.
التصويت الإلكتروني
أحد تطبيقات ZKP التي تمت مناقشتها بشكل شائع هو دورها المحتمل في التصويت عبر الإنترنت. لنفترض أن لدينا استفتاءً قادمًا حيث يمكن للمستخدمين التصويت على سياسة مقترحة. يُسمح لكل ناخب مؤهل بالتصويت إما 1 أو 0 على ورقة الاقتراع.
باستخدام ZKPs ، يمكن للناخبين إثبات حقهم في الإدلاء بأصواتهم دون الكشف عن هويتهم. هذا يضمن أن كل صوت سيكون مجهول الهوية حقًا. سيتم أيضًا استخدام ZKP إضافي لإثبات أن تصويت مستخدم معين هو جزء من الفرز النهائي للأصوات.
فيما يتعلق بمحتويات بطاقات الاقتراع نفسها ، يمكن لنظام التصويت أيضًا أن ينتج دليلًا على عدم معرفة أن كل بطاقة اقتراع تحتوي إما على 1 أو 0. ويتم تحقيق ذلك دون الحاجة إلى معرفة محتويات البطاقة نفسها.
خصوصية Blockchain
لا تدعم Blockchains مثل Bitcoin و Ethereum في الأصل المعاملات الخاصة. طالما أن محفظة Bitcoin الخاصة بك عامة ، يمكن لأي شخص الانتقال إلى مستكشف الكتل مثل Blockstream للاطلاع على جميع المعاملات التي تشكل المحفظة جزءًا منها.
وفي الوقت نفسه ، يمنحك استخدام خدمة مثل البنك أو خدمات الدفع مثل Cash App أو Venmo القدرة على التعامل بشكل خاص. ومع ذلك ، فإن هذه الراحة تأتي على حساب الكشف عن معلوماتك للخدمة المركزية.
يمكننا الجمع بين إخفاء الهوية واللامركزية عن طريق إضافة ZKP إلى بروتوكول blockchain. تستخدم العملات المشفرة مثل ZCash ZKPs لإنشاء معاملات خاصة تسمح لحاملي العملات بالحفاظ على سرية هويتهم. تستخدم العديد من هذه العملات المشفرة نوعًا من ZKP يُعرف باسم zk-SNARK.
لا تتطلب ZKPs أي تفاعل بين المُثبِت والمحقق.
تجميعات المعرفة الصفرية
تعد ZK-rollups حلاً قابلاً للتوسع يسمح بالتحقق من المعاملات خارج السلسلة على الفور وبأقل رسوم غاز. إنها طريقة لدمج عدد كبير من معاملات الطبقة الثانية وإرسالها إلى بروتوكول الطبقة الأولى.
إلى جانب توفير الخصوصية ، تسمح ZKPs بتوسيع نطاق الأنظمة المعقدة. يمكن لبروتوكولات Blockchain استخدام ZKPs لإثبات أن المستخدمين قاموا بتسوية المعاملات الصحيحة ولديهم الرصيد المناسب وما إلى ذلك. هذه الحلول الآمنة والقابلة للتطوير ممكنة فقط من خلال البراهين الرياضية التي تتم خارج السلسلة في ZKPs.
تستخدم البروتوكولات مثل Loopring البراهين الصفرية المعرفة للمساعدة في معالجة المعاملات خارج السلسلة دون الحاجة إلى المساومة على الأمان.
فوائد إثباتات المعرفة الصفرية
- تحل ZKPs محل أشكال المصادقة الأقل موثوقية مثل أرقام التعريف الشخصية أو بطاقات التعريف
- يزيد ZKPS من قابلية التوسع في blockchains
- يتطلب تنفيذ ZKP طرق تشفير بسيطة
- يمكن أن يجعل استخدام ZKPS الأنظمة أكثر أمانًا من خلال عدم طلب معلومات غير ضرورية ليتم تخزينها في النظام.
وفي الختام
تعد خصوصية البيانات بالفعل قضية رئيسية في كل من الأنظمة المركزية واللامركزية. توفر البراهين الصفرية المعرفة طريقة للأطراف المختلفة لإثبات أو التحقق من صحة المعاملات والهويات دون الحاجة إلى الكشف عن المعاملات أو الهويات المذكورة.
نظرًا لاستخدام تقنية blockchain على نطاق واسع ، فإن اعتماد ZKPs للتعامل مع التحقق بشكل آمن سيكون مفتاحًا لمخاوف قابلية التوسع.
اترك تعليق