مقدمة إلى إثبات المعرفة الصفرية (ZK) وتأثيرها على Blockchain

لقد تم دائمًا اعتبار الخصوصية حقًا أساسيًا. ومع ذلك، نظرًا لأن الحكومات والمنظمات تقوم بتخزين بيانات المستخدم في قواعد بيانات مركزية دون التطرق إلى قواعد بيانات لامركزية مثل WeaveDB، فيصبح من الصعب الحفاظ على خصوصيتها. سيناقش هذا المقال بروتوكول التشفير وإثباتات المعرفة الصفرية (Zero-Knowledge Proof) او (ZKP) وكيف يمكن أن تساعد في تأمين بيانات المستخدم. سنغطي أيضًا أنواع إثباتات المعرفة الصفرية ونستكشف المزايا وحالات الاستخدام التي توفرها.

إثبات المعرفة الصفرية (ZK) هو أسلوب للتأكد من دقة المعلومات دون الكشف عن أي تفاصيل أخرى حول المعلومات او ربما كشف هذه المعلومات بحد ذاتها.

هل تعرف ما هي الأسرار؟ هي الأشياء التي ترغب في الحفاظ على خصوصيتها. قد تكون أي شيء، مثل تفاصيل الاحتفال المفاجئ بعيد ميلادك أو تاريخ نتيجة امتحان في المدرسة.

تخيل الآن أنك تريد إقناع شخص ما بأنك على علم بسر ما مثل يوم تاريخ ميلادك دون أن تكشفه له فعليًا مثل إعطائه بطاقتك الشخصية. يبدو هذا غير محتمل إلى حد كبير، أليس كذلك؟ ولكن ماذا لو أخبرتك أن هناك طريقة لتحقيق هذا الهدف؟ وهنا يأتي دور "إثباتات المعرفة الصفرية"

ما هي إثباتات المعرفة الصفرية بالضبط (ZKP)؟

إذًا، ما هو إثبات صفر المعرفة؟ إنها طريقة لإثبات أنك تعرف شيئًا ما دون الكشف فعليًا عما تعرفه. قد يبدو هذا مربكًا بعض الشيء، لكنه في الواقع رائع جدًا!

تذكر أن Blockchain عبارة عن دفتر أستاذ رقمي يتتبع جميع المعاملات التي تتم عليه. تمامًا مثل دفتر الأستاذ الحقيقي الذي من خلاله يعمل على تدوين ما يخطط لفعله من اجل الطلاب، ولكن الفرق في أن Blockchain عام، مما يعني أنه يمكن للجميع رؤية جميع المعاملات التي تتم عليه. لكن إثباتات المعرفة الصفرية تستخدم شيئًا يسمى ”التشفير" (cryptography). التشفير هي وسيلة لحماية المعلومات بحيث لا يتمكن من الوصول إليها سوى الأشخاص الذين من المفترض أن يعرفوا عنها.

لنفترض أن أحمد يريد إرسال الأموال إلى علي ولكن أحمد لا يريد أن يعرف الآخرون المبلغ الذي يرسله إلى علي، يمكنه استخدام المعرفه الصفريه (ZKP) للإظهار في blockchain أن لديه الأموال التي يريد إرسالها (دون الكشف عن المبلغ الذي لديه).

معايير إثباتات المعرفة الصفرية

يجب أن تستوفي طريقة إثبات المعرفة الصفرية (zkp) المتطلبات التالية:

1. الإكتمال: عندما تكون المعلومات المقدمة من المُثبت دقيقة، فيجب أن تسمح طريقة zkp للمُحقق بتأكيد دقتها.
   
2. يجب أن تُمكن طريقة إثبات المعرفة الصفرية (ZKP) الُمدقق من الإعتراض على صدق المُثبِّت إذا كانت المعلومات المقدمة من المُثبِّت غير صحيحة.
   
3. الكمال (المعرفة الصفرية zk): لا تكشف مُدخلات المُثبِّت للمُحقق عن معرفة بأي بيانات مهمة، ولكنها توضحها فقط بشكل غير مباشر. (يقصد بالمُدخلات اي الإثباتات او القيمة التي تقدمها للمُحقق كإثبات).
   

أنواع إثباتات المعرفة الصفرية

• إثباتات zk-STARKs: يُشار إليه أيضًا باسم حجة المعرفة الشفافة القابلة للتطوير للمعرفة الصفرية (Zero-Knowledge Scalable Transparent Argument of Knowledge)، وهو احد الأنواع الاساسية من إثباتات المعرفة الصفرية الذي يعتبر شفافًا. يُعد هذا ZKP مفيدًا لأنظمة مثل سلاسل الكتل (blockchains) وغيرها، حيث تعد Starknet واحدة من سلاسل الكتل التي تنفذ هذه التقنية.

باستخدام zk-STARKs، يمكن لأي شخص التحقق من صحة العبارة دون أن يكون هو المُدقق وهذا ما يزيد من الثقه بشكل كبير؛ وتعتبر zk-STARKs مستمدة من مجموعة من التقنيات الرياضية التي تعمل معًا لضمان سلامة الدليل.

تعد zk-STARKs أداة قوية للتحقق بشكل آمن من صحة البيانات دون الكشف عن معلومات حساسة. ومناسبة بشكل أفضل لأنواع مختلفة من التطبيقات اعتمادًا على المتطلبات والقيود المحددة للنظام المعني. يمكنك التعرف بشكل اكبر وتعلم أدلة zkSTARKs من هنا.

• إثباتات zk-SNARKs: يُشار إليها أيضًا بإسم حجة المعرفة الصفرية غير التفاعلية للمعرفة (Zero-Knowledge Succinct Non-Interactive Argument of Knowledge)، وهي نوع من إثبات المعرفة الصفرية المصممة لتكون قصيرة وفعالة قدر الإمكان، مما يسمح بالتحقق الفعال والقابل للتطوير. يعد هذا النوع من البراهين مفيدًا عند إنشاء التطبيقات حيث يكون حجم البرهان وسرعته من الاعتبارات المهمة. بالإضافة إلى ذلك، باستخدام zk-SNARKs، يمكن للأنظمة الموثوقة فقط التحقق من صحة الدليل وهذا يؤدي إلى جعل الثقه محدودة للغاية.

مزايا إثباتات المعرفة الصفرية (ZKP)

لا تتطلب إثباتات المعرفة الصفرية أن تثق الأطراف المعنية ببعضها البعض. بالإضافة إلى ذلك، تعد إثباتات المعرفة الصفرية آمنة للغاية، حيث تعتمد ZKP على الافتراضات الحسابية الأساسية، والتي تعتبر عمومًا صعبة للغاية لكسرها (حتى مع أجهزة الكمبيوتر الكمومية). ومع ذلك، لاحظ أن zk-SNARKs أكثر عرضة للحوسبة الكمومية، في حين أن zk-STARKs أكثر مقاومة.

حالات الاستخدام في العالم الحقيقي لـ ZKP

1. المصادقة: يمكن استخدام ZKPs لمصادقة المستخدمين دون مطالبتهم بتبادل المعلومات السرية مثل كلمات المرور والبيانات الشخصية.
2. التعلم الآلي: دون الكشف عن أي معلومات حول نموذج التعلم الآلي نفسه، يمكن لـ ZKPs مساعدة مالك خوارزمية التعلم الآلي في إقناع الآخرين بنتائج النموذج.
3. التصويت عبر الإنترنت: يمكن لـ ZKPs السماح للناخبين بالإدلاء بأصواتهم مجهولة المصدر والتحقق لمعرفة ما إذا كانت اختياراتهم قد تم احتسابها في النتيجة النهائية.
4. المالية: يمكن لـ ZKPs السماح للعملاء بإثبات أن الرقم السري يقع ضمن نطاق محدد مسبقًا. على سبيل المثال، يمكن لمقدم الطلب الحصول على رهن عقاري بعد أن يثبت أن دخله الشهري أو السنوي يقع ضمن النطاق المقبول دون الكشف عن راتبه الدقيق.

مُستقبل إثباتات المعرفة الصفرية (ZKP)

مع إصدار العديد من أنظمة البلوكتشين المبنية على إثباتات المعرفة الصفرية مثل Starkware و Zcash، يجب أن نستمر في رؤية التطوير النشط والأبحاث حول ZKPs في الأشهر والسنوات القادمة.

تشمل بعض المجالات التي يمكن أن تحقق فيها تكنولوجيا المعرفة الصفرية تأثيرًا كبيرًا في الخصوصية، وتحليلات البيانات، وأنظمة blockchain. وبشكل عام، فإن المستقبل المحتمل لتكنولوجيا المعرفة الصفرية مثير للغاية، ولديه القدرة على أن يكون له تأثير كبير على مجموعة واسعة من التطبيقات.

الأفكار الختامية

هذا كل شيء! أنت الآن تعرف المفاهيم الأساسية لإثباتات المعرفة الصفرية. أخبرنا بمهاراتك على Twitter أو Telegram. نود أن نعرف ما الذي تقوم ببنائه!