فهرست مندرجات[پنهان شدن][نمایش]
هم در زندگی واقعی و هم در دنیای دیجیتال، ما اغلب می خواهیم چیزهایی را به دیگران ثابت کنیم. قبل از ورود به یک ساختمان اداری، کارمندان معمولاً قبل از ورود به داخل یک نوع شناسه ارائه می کنند.
هنگامی که کاربران سعی می کنند به برنامه ای مانند فیس بوک یا توییتر وارد شوند، این سرویس ها ابتدا باید از کاربر بخواهند که با رمز ورود وارد شود و گهگاه رمز عبور یکبار مصرف (OTP) به دستگاه تلفن همراه او ارسال می شود.
نقطه ضعف ارائه مدرک این است که ما اغلب انواع دیگری از اطلاعات را ارائه می دهیم. ارائه رمز عبور برای یک وب سایت همچنان به این معنی است که خود وب سایت یک کپی از رمز عبور هش شده را در سرورهای خود نگه می دارد. اگر کسی بخواهد اسکنر شناسه کارمند ساختمان اداری را هک کند، ممکن است بتواند کلید خصوصی همه را بدست آورد.
مدارک دانش صفر یا ZKP راهی برای تایید هویت یا تراکنش بدون نیاز به ارائه اطلاعات اضافی فراهم میکنند. به دلیل کاربردهای آن در رمزنگاری، ZKP ها توسط اقتباس شده اند blockchains برای ایجاد پروتکل های اعتبارسنجی ایمن و مقیاس پذیر.
مدارک دانش صفر چیست؟
اثبات دانش صفر اولین بار توسط محققان MIT سیلویو مایکالی، چارلز راکوف و شافی گلدواسر در سال 1985 در مقاله خود ارائه شد. "پیچیدگی دانش سیستم های اثبات تعاملی"
این مقاله مفهوم پیچیدگی دانش را معرفی می کند. این به میزان دانش در مورد یک دلیل از اثبات کننده به تأیید کننده منتقل می شود. هدف اثبات دانش صفر این است که به یک طرف اجازه می دهد تا ثابت کند که یک بیانیه خاص برای طرف دیگر بدون نیاز به افشای اطلاعات دیگر صادق است.
ZKP ها می توانند به عنوان جایگزین ایمن برای سیستم های احراز هویت فعلی استفاده شوند و همچنین می توانند به پروتکل های بلاک چین اضافه شوند تا تراکنش ها خصوصی بماند.
ZKP ها چگونه کار می کنند؟
مثال دنیای واقعی
برای نشان دادن چگونگی کارکرد اثباتهای دانش صفر، بیایید نگاهی به یک مثال انتزاعی از یک ZKP بیندازیم.
فرض کنید دوستی دارید که کوررنگی قرمز-سبز دارد. شما با خود دو توپ یکسان دارید که فقط از نظر رنگ متفاوت هستند: یکی قرمز و دیگری سبز. از نظر دوست شما، آنها یکسان به نظر می رسند، اما به عنوان یک فرد بدون کوررنگ، می توانید به راحتی آنها را از هم تشخیص دهید.
آیا می توانید به دوست خود ثابت کنید که رنگ آنها متفاوت است بدون اینکه مشخص کنید کدام توپ قرمز یا سبز است؟
در واقع راهی برای اثبات این موضوع بدون آشکار کردن رنگ توپ ها وجود دارد. ابتدا باید به دوستتان اجازه دهید هر دو توپ را پشت سر بگذارد و به او بگویید هر توپی را نشان دهد و دوباره آن را پنهان کند. بعد، به دوست خود می گویید که او این انتخاب را دارد که همان توپ را دوباره نشان دهد یا آن را با دیگری عوض کند.
هر بار که توپ جدیدی نشان داده می شود، می توانید به او بگویید که آیا او توپ را عوض کرده است یا نه. اگر مدام تماس درست را حدس بزنید، احتمال اینکه توپ ها رنگ متفاوتی داشته باشند بیشتر و بیشتر می شود. دوست شما اکنون باید متقاعد شود که توپ ها رنگ های متفاوتی دارند بدون اینکه به او بگویید کدام توپ چه رنگی دارد.
برنامه های کاربردی عملی
بیشتر نمونه های عملی اثبات های دانش صفر به دو نوع تقسیم می شوند.
اول، ZKP ها را می توان در هنگام طراحی پروتکل ها استفاده کرد. ما می توانیم اطمینان حاصل کنیم که طرف های مختلف نمی توانند تقلب کنند یا از مزایای پروتکل استفاده کنند. دوم، ZKP ها می توانند برای شناسایی استفاده شوند.
به عنوان مثال، ما میتوانیم از ZKP برای ورود ایمن به یک برنامه وب بدون نیاز به فاش کردن رمز عبور استفاده کنیم.
بیایید به چند نمونه از نحوه استفاده از اثبات های دانش صفر نگاه کنیم.
رأی گیری الکترونیکی
یکی از کاربردهای رایج ZKP ها، نقش احتمالی آنها در رای گیری آنلاین است. بیایید بگوییم که ما یک همه پرسی آینده داریم که در آن کاربران می توانند در مورد یک خط مشی پیشنهادی رای دهند. هر رای دهنده واجد شرایط می تواند در برگه رای 1 یا 0 رای دهد.
با استفاده از ZKP، رای دهندگان می توانند حق خود را برای شرکت در رای بدون افشای هویت خود ثابت کنند. این تضمین می کند که هر رأی واقعاً ناشناس خواهد بود. یک ZKP اضافی نیز برای اثبات اینکه رای یک کاربر خاص بخشی از شمارش نهایی آرا است استفاده خواهد شد.
با توجه به محتویات خود برگههای رأی، سیستم رأیگیری همچنین میتواند مدرکی با دانش صفر ایجاد کند که هر برگه رأی حاوی 1 یا 0 است. این کار بدون نیاز به دانستن محتوای خود برگه انجام میشود.
حریم خصوصی بلاک چین
بلاک چین هایی مانند بیت کوین و اتریوم به صورت بومی از تراکنش های خصوصی پشتیبانی نمی کنند. تا زمانی که کیف پول بیت کوین شما عمومی است، هر کسی می تواند به یک بلاک کاوشگر مانند Blockstream برای دیدن همه تراکنش هایی که کیف پول بخشی از آن است.
در همین حال، استفاده از خدماتی مانند بانک یا خدمات پرداخت مانند Cash App یا Venmo این امکان را به شما می دهد که به صورت خصوصی تراکنش کنید. با این حال، این راحتی به قیمت افشای اطلاعات شما به سرویس متمرکز است.
با افزودن ZKP ها به پروتکل بلاک چین می توانیم ناشناس بودن را با تمرکززدایی ترکیب کنیم. ارزهای رمزنگاری شده مانند ZCash از ZKP برای ایجاد تراکنش های خصوصی استفاده می کنند که به دارندگان سکه اجازه می دهد ناشناس ماندن خود را حفظ کنند. تعدادی از این ارزهای دیجیتال از نوعی ZKP به نام zk-SNARK استفاده می کنند.
این ZKP ها نیازی به تعامل بین اثبات کننده و تأیید کننده ندارند.
مجموعه های دانش صفر
ZK-rollups یک راه حل مقیاس پذیری است که اجازه می دهد تا تراکنش های خارج از زنجیره را فوراً و با حداقل هزینه گاز تأیید شود. آنها راهی برای ترکیب تعداد زیادی از تراکنش های لایه 2 و ارسال آنها به پروتکل لایه 1 هستند.
علاوه بر ارائه حریم خصوصی، ZKP ها امکان مقیاس بندی سیستم های پیچیده را نیز فراهم می کند. پروتکلهای بلاک چین میتوانند از ZKP برای اثبات اینکه کاربران تراکنشهای درست را انجام دادهاند، تعادل مناسب و غیره را انجام دادهاند، استفاده کنند. این راهحلهای امن و در عین حال مقیاسپذیر تنها از طریق اثباتهای ریاضی انجامشده خارج از زنجیره در ZKP امکانپذیر است.
پروتکلهایی مانند Loopring از اثباتهای دانش صفر برای کمک به پردازش تراکنشهای خارج از زنجیره بدون به خطر انداختن امنیت استفاده میکنند.
مزایای اثبات دانش صفر
- ZKP ها جایگزین اشکال کمتر قابل اعتمادی از احراز هویت مانند پین ها یا کارت های شناسایی می شوند
- ZKPS مقیاس پذیری بلاک چین ها را افزایش می دهد
- پیاده سازی ZKP به روش های رمزگذاری ساده نیاز دارد
- استفاده از ZKPS می تواند سیستم ها را با عدم نیاز به ذخیره اطلاعات غیر ضروری در سیستم ایمن تر کند.
نتیجه
حفظ حریم خصوصی داده ها در حال حاضر یک مسئله مهم در سیستم های متمرکز و غیر متمرکز است. مدارک دانش صفر راهی را برای طرف های مختلف فراهم می کند تا تراکنش ها و هویت ها را بدون نیاز به افشای تراکنش ها یا هویت های مذکور اثبات یا اعتبار سنجی کنند.
از آنجایی که فناوری بلاک چین به طور گسترده مورد استفاده قرار می گیرد، استفاده از ZKP ها برای مدیریت ایمن تأیید، کلید نگرانی های مقیاس پذیری خواهد بود.
پاسخ دهید