वास्तविक जीवन और डिजिटल दुनिया दोनों में, हम अक्सर दूसरों को चीजें साबित करना चाहते हैं। किसी कार्यालय भवन में प्रवेश करने से पहले, कर्मचारी आमतौर पर अंदर जाने से पहले कुछ प्रकार की आईडी प्रदान करते हैं।
जब उपयोगकर्ता फेसबुक या ट्विटर जैसे ऐप में लॉग इन करने का प्रयास करते हैं, तो इन सेवाओं को पहले उपयोगकर्ता से पासवर्ड के साथ लॉग इन करने के लिए कहना होगा और कभी-कभी उनके मोबाइल डिवाइस पर एक वन-टाइम पासकोड (ओटीपी) भेजा जाता है।
प्रमाण प्रदान करने का नकारात्मक पक्ष यह है कि हम अक्सर अन्य प्रकार की जानकारी दे देते हैं। किसी वेबसाइट को पासवर्ड प्रदान करने का अभी भी मतलब है कि वेबसाइट स्वयं अपने सर्वर में हैशेड पासवर्ड की एक प्रति रखती है। यदि कोई कार्यालय भवन के कर्मचारी आईडी स्कैनर को हैक कर लेता है, तो वे सभी की निजी चाबियाँ प्राप्त करने में सक्षम हो सकते हैं।
शून्य-ज्ञान प्रमाण या ZKPs अतिरिक्त जानकारी प्रदान किए बिना किसी पहचान या लेनदेन को मान्य करने का एक तरीका प्रदान करते हैं। क्रिप्टोग्राफी में इसके अनुप्रयोगों के कारण, ZKPs को अनुकूलित किया गया है blockchains सुरक्षित और स्केलेबल सत्यापन प्रोटोकॉल बनाने के लिए।
शून्य-ज्ञान प्रमाण क्या हैं?
शून्य-ज्ञान प्रमाण पहली बार एमआईटी शोधकर्ताओं सिल्वियो मिकाली, चार्ल्स रैकॉफ और शफी गोल्डवेसर द्वारा 1985 में अपने पेपर में प्रस्तावित किए गए थे। "इंटरैक्टिव प्रूफ-सिस्टम की ज्ञान जटिलता"
इस पेपर ने ज्ञान जटिलता की अवधारणा पेश की। यह किसी प्रमाण के बारे में ज्ञान की उस मात्रा को संदर्भित करता है जो कि कहावतकर्ता से सत्यापनकर्ता तक हस्तांतरित होती है। शून्य-ज्ञान प्रमाण का उद्देश्य किसी पार्टी को किसी अन्य जानकारी का खुलासा किए बिना यह साबित करने की अनुमति देना है कि एक विशिष्ट कथन किसी अन्य पार्टी के लिए सही है।
ZKPs को वर्तमान प्रमाणीकरण प्रणालियों के लिए एक सुरक्षित विकल्प के रूप में उपयोग किया जा सकता है और लेनदेन को निजी रखने के लिए ब्लॉकचेन प्रोटोकॉल में भी जोड़ा जा सकता है।
ZKPs कैसे काम करते हैं?
वास्तविक दुनिया का उदाहरण
यह समझाने के लिए कि शून्य-ज्ञान प्रमाण कैसे काम करते हैं, आइए ZKP के एक अमूर्त उदाहरण पर नज़र डालें।
मान लीजिए कि आपका एक दोस्त लाल-हरा रंग-अंध है। आपके पास दो समान गेंदें हैं जो केवल रंग में भिन्न हैं: एक लाल, और एक हरा। आपके मित्र को, वे समान दिखते हैं, लेकिन बिना रंग-अंधता वाले व्यक्ति के रूप में, आप उन्हें आसानी से अलग पहचान सकते हैं।
क्या आपके लिए अपने मित्र को यह साबित करना संभव है कि वे एक अलग रंग हैं, बिना यह बताए कि कौन सी गेंद लाल या हरी है?
वास्तव में, गेंदों के रंगों को उजागर किए बिना इसे साबित करने का एक तरीका है। सबसे पहले, आपको अपने मित्र को दोनों गेंदों को अपनी पीठ के पीछे रखने देना चाहिए और उसे किसी भी गेंद को दिखाने और फिर से छिपाने के लिए कहना चाहिए। इसके बाद, आप अपने मित्र को बताएं कि उसके पास उसी गेंद को दोबारा दिखाने या दूसरी गेंद के साथ बदलने का विकल्प है।
हर बार जब कोई नई गेंद दिखाई जाती है, तो आप उसे बता सकते हैं कि उसने गेंद को स्विच किया या नहीं। यदि आप सही कॉल का अनुमान लगाते रहते हैं, तो यह अधिक संभावना बन जाती है कि गेंदें अलग-अलग रंग की हैं। आपके मित्र को अब यह आश्वस्त हो जाना चाहिए कि गेंदें अलग-अलग रंग की हैं, बिना उसे बताए कि किस गेंद में कौन सा रंग है।
व्यावहारिक अनुप्रयोगों
शून्य-ज्ञान प्रमाण के अधिकांश व्यावहारिक उदाहरण दो प्रकारों में आते हैं।
सबसे पहले, ZKPs का उपयोग प्रोटोकॉल डिज़ाइन करते समय किया जा सकता है। हम यह सुनिश्चित कर सकते हैं कि विभिन्न पार्टियाँ धोखा न दे सकें या प्रोटोकॉल का लाभ न उठा सकें। दूसरा, ZKPs का उपयोग पहचान के लिए किया जा सकता है।
उदाहरण के लिए, हम पासवर्ड बताए बिना किसी वेब एप्लिकेशन में सुरक्षित रूप से लॉग इन करने के लिए ZKPs का उपयोग कर सकते हैं।
आइए कुछ उदाहरण देखें कि हम शून्य-ज्ञान प्रमाणों का उपयोग कैसे कर सकते हैं।
ई-वोटिंग
ZKPs का एक आम तौर पर चर्चित अनुप्रयोग ऑनलाइन वोटिंग में उनकी संभावित भूमिका है। मान लीजिए कि हमारे पास एक आगामी जनमत संग्रह है जहां उपयोगकर्ता प्रस्तावित नीति पर मतदान कर सकते हैं। प्रत्येक पात्र मतदाता को मतपत्र पर 1 या 0 वोट देने की अनुमति है।
ZKPs का उपयोग करके, मतदाता अपनी पहचान बताए बिना मतदान करने का अपना अधिकार साबित कर सकते हैं। यह सुनिश्चित करता है कि प्रत्येक वोट वास्तव में गुमनाम होगा। एक अतिरिक्त ZKP का उपयोग यह साबित करने के लिए भी किया जाएगा कि किसी विशेष उपयोगकर्ता का वोट वोटों की अंतिम संख्या का हिस्सा है।
मतपत्रों की सामग्री के संबंध में, मतदान प्रणाली एक शून्य-ज्ञान प्रमाण भी उत्पन्न कर सकती है कि प्रत्येक मतपत्र में 1 या 0 है। यह मतपत्र की सामग्री को जाने बिना ही पूरा किया जाता है।
ब्लॉकचेन गोपनीयता
बिटकॉइन और एथेरियम जैसे ब्लॉकचेन मूल रूप से निजी लेनदेन का समर्थन नहीं करते हैं। जब तक आपका बिटकॉइन वॉलेट सार्वजनिक है, कोई भी ब्लॉक एक्सप्लोरर पर जा सकता है Blockstream उन सभी लेनदेन को देखने के लिए जिनका वॉलेट हिस्सा है।
इस बीच, बैंक जैसी सेवा या कैश ऐप या वेनमो जैसी भुगतान सेवाओं का उपयोग करने से आपको निजी तौर पर लेनदेन करने की सुविधा मिलती है। हालाँकि, यह सुविधा आपकी जानकारी को केंद्रीकृत सेवा में प्रकट करने की कीमत पर आती है।
हम ब्लॉकचेन प्रोटोकॉल में ZKPs जोड़कर गुमनामी को विकेंद्रीकरण के साथ जोड़ सकते हैं। ZCash जैसी क्रिप्टोकरेंसी निजी लेनदेन बनाने के लिए ZKP का उपयोग करती है जो सिक्का धारकों को अपनी गुमनामी बनाए रखने की अनुमति देती है। इनमें से कई क्रिप्टोकरेंसी एक प्रकार के ZKP का उपयोग करती हैं जिन्हें zk-SNARK के नाम से जाना जाता है।
इन ZKPs को प्रूवर और सत्यापनकर्ता के बीच किसी बातचीत की आवश्यकता नहीं होती है।
शून्य-ज्ञान रोलअप
ZK-रोलअप एक स्केलेबिलिटी समाधान है जो ऑफ-चेन लेनदेन को तुरंत और न्यूनतम गैस शुल्क के साथ सत्यापित करने की अनुमति देता है। वे बड़ी संख्या में लेयर 2 लेनदेन को संयोजित करने और उन्हें लेयर 1 प्रोटोकॉल पर सबमिट करने का एक तरीका हैं।
गोपनीयता प्रदान करने के अलावा, ZKPs जटिल प्रणालियों के स्केलिंग की अनुमति देता है। ब्लॉकचेन प्रोटोकॉल ZKPs का उपयोग यह साबित करने के लिए कर सकते हैं कि उपयोगकर्ताओं ने सही लेनदेन का निपटान किया है, उनके पास उचित संतुलन है, इत्यादि। ये सुरक्षित लेकिन स्केलेबल समाधान केवल ZKPs में ऑफ-चेन किए गए गणितीय प्रमाणों के माध्यम से ही संभव हैं।
लूपिंग जैसे प्रोटोकॉल सुरक्षा से समझौता किए बिना ऑफ-चेन लेनदेन को संसाधित करने में मदद करने के लिए शून्य-ज्ञान प्रमाण का उपयोग करते हैं।
शून्य-ज्ञान प्रमाण के लाभ
- ZKPs प्रमाणीकरण के कम विश्वसनीय रूपों जैसे पिन या पहचान पत्र को प्रतिस्थापित करते हैं
- ZKPS ब्लॉकचेन की स्केलेबिलिटी बढ़ाता है
- ZKP के कार्यान्वयन के लिए सरल एन्क्रिप्शन विधियों की आवश्यकता होती है
- ZKPS का उपयोग सिस्टम में अनावश्यक जानकारी संग्रहीत करने की आवश्यकता न रखकर सिस्टम को अधिक सुरक्षित बना सकता है।
निष्कर्ष
केंद्रीकृत और विकेंद्रीकृत दोनों प्रणालियों में डेटा गोपनीयता पहले से ही एक प्रमुख मुद्दा है। शून्य-ज्ञान प्रमाण विभिन्न पक्षों को उक्त लेनदेन या पहचान को प्रकट किए बिना लेनदेन और पहचान को साबित करने या मान्य करने का एक तरीका प्रदान करते हैं।
जैसे-जैसे ब्लॉकचेन तकनीक अधिक व्यापक रूप से उपयोग की जाती है, सत्यापन को सुरक्षित रूप से संभालने के लिए ZKPs को अपनाना स्केलेबिलिटी संबंधी चिंताओं के लिए महत्वपूर्ण होगा।
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