نشأت أنظمة إثبات المعرفة الصفرية الحديثة من الورقة البحثية الرائدة التي كتبها Goldwasser وMicali وRackoff في عام 1985. تناولت هذه الورقة كمية المعرفة اللازمة لتبادلها لإثبات صحة بيان ما من خلال التفاعلات المتعددة في نظام تفاعلي. إذا تم تحقيق تبادل المعرفة الصفرية، يُطلق عليه اسم إثبات المعرفة الصفرية. كانت أنظمة الإثبات المعرفة الصفرية المبكرة تفتقر إلى الكفاءة والعملية، وكانت تقتصر بشكل رئيسي على المستوى النظري.
على مدى السنوات العشر الماضية، شهدت تقنية إثبات المعرفة الصفرية تطورًا مزدهرًا، وأصبحت اتجاهًا مهمًا في مجال علم التشفير. ومن بين ذلك، فإن تطوير بروتوكولات إثبات المعرفة الصفرية العامة وغير التفاعلية ذات حجم إثبات محدود هو أحد الاتجاهات الرئيسية للاستكشاف. التحدي الرئيسي في إثبات المعرفة الصفرية هو تحقيق التوازن بين سرعة الإثبات وسرعة التحقق وحجم الإثبات.
أرست ورقة غروث في عام 2010 الأساس النظري لـ zk-SNARKs، وهي إنجاز مهم في مجال الإثباتات ذات المعرفة الصفرية. في عام 2015، قام مشروع Zcash بتطبيق الإثباتات ذات المعرفة الصفرية لحماية خصوصية المعاملات، مما أطلق مرحلة جديدة من التطبيقات الواسعة. بعد ذلك، ظهرت إنجازات مهمة مثل بينوكيو، غروث16، بلوت بروفس، و zk-STARKs، مما دفع التقدم السريع لتقنية الإثباتات ذات المعرفة الصفرية.
٢. التطبيقات الرئيسية لـ zk-SNARKs
تعتبر zk-SNARKs المجالين الأكثر شيوعًا حاليًا في حماية الخصوصية والتوسع.
في مجال حماية الخصوصية، كانت مشاريع مثل Zcash وMonero هي الرائدة في تطبيق zk-SNARKs في المعاملات الخاصة. تعتمد Zcash على zk-SNARKs لتحقيق خصوصية المعاملات، لكنها تواجه بعض القيود. تم بناء Tornado Cash على شبكة الإيثيريوم، مستخدمًا تقنية zk-SNARK لإنشاء حل أكثر عمومية لبرك خلط العملات.
في مجال التوسع، تم تطبيق تقنية zk-SNARKs على نطاق واسع في حلول التوسع من الطبقة الثانية. يحقق ZK Rollup حسابات خارج السلسلة والتحقق على السلسلة بشكل فعال من خلال دمج العديد من المعاملات وإنشاء zk-SNARKs. تشمل المشاريع الرائدة في ZK Rollup StarkNet و zkSync و Aztec و Polygon Hermez، ولكل منها ميزاتها الخاصة من حيث المسار التكنولوجي والتوافق مع EVM.
تتمثل مزايا ZK Rollup في انخفاض الرسوم، وسرعة الإنجاز، وحماية الخصوصية، لكنها تواجه أيضًا تحديات مثل حجم الحسابات الكبير والأمان. تعتبر التوافق مع EVM أمرًا ضروريًا لتطور ZK Rollup، ويستكشف القطاع الحلول التي تأخذ في الاعتبار صداقة ZK والتوافق مع EVM.
٣. المبادئ الأساسية لـ ZK-SNARKs
ZK-SNARK ( Zero-Knowledge Succinct Non-Interactive Argument of Knowledge ) هو نظام إثبات المعرفة صفر الشائع الاستخدام، ويتميز بخصائص مثل عدم المعرفة، والإيجاز، وعدم التفاعل.
تشمل المبادئ الأساسية لتنفيذ ZK-SNARKs الخطوات التالية:
تحويل المشكلة إلى تمثيل الدائرة
تحويل الدائرة إلى نظام قيود من الرتبة الأولى R1CS (Rank-1 Constraint System)
تحويل R1CS إلى QAP ( برنامج الحساب التربيعي )
إنشاء إعداد موثوق، توليد مفتاح الإثبات ومفتاح التحقق
توليد zk-SNARKs والتحقق منها
تقوم zk-SNARKs من خلال الخطوات المذكورة أعلاه بتوليد وتحقق فعّال من إثباتات المعرفة الصفرية. توفر هذه التقنية دعمًا هامًا لتطبيقات blockchain في حماية الخصوصية والقابلية للتوسع.
قد تحتوي هذه الصفحة على محتوى من جهات خارجية، يتم تقديمه لأغراض إعلامية فقط (وليس كإقرارات/ضمانات)، ولا ينبغي اعتباره موافقة على آرائه من قبل Gate، ولا بمثابة نصيحة مالية أو مهنية. انظر إلى إخلاء المسؤولية للحصول على التفاصيل.
تقنية zk-SNARKs: من الاختراقات النظرية إلى تطبيقات الخصوصية والتوسع
zk-SNARKs التقنية وتطورها وآفاق تطبيقها
1. تاريخ تطوير zk-SNARKs
نشأت أنظمة إثبات المعرفة الصفرية الحديثة من الورقة البحثية الرائدة التي كتبها Goldwasser وMicali وRackoff في عام 1985. تناولت هذه الورقة كمية المعرفة اللازمة لتبادلها لإثبات صحة بيان ما من خلال التفاعلات المتعددة في نظام تفاعلي. إذا تم تحقيق تبادل المعرفة الصفرية، يُطلق عليه اسم إثبات المعرفة الصفرية. كانت أنظمة الإثبات المعرفة الصفرية المبكرة تفتقر إلى الكفاءة والعملية، وكانت تقتصر بشكل رئيسي على المستوى النظري.
على مدى السنوات العشر الماضية، شهدت تقنية إثبات المعرفة الصفرية تطورًا مزدهرًا، وأصبحت اتجاهًا مهمًا في مجال علم التشفير. ومن بين ذلك، فإن تطوير بروتوكولات إثبات المعرفة الصفرية العامة وغير التفاعلية ذات حجم إثبات محدود هو أحد الاتجاهات الرئيسية للاستكشاف. التحدي الرئيسي في إثبات المعرفة الصفرية هو تحقيق التوازن بين سرعة الإثبات وسرعة التحقق وحجم الإثبات.
أرست ورقة غروث في عام 2010 الأساس النظري لـ zk-SNARKs، وهي إنجاز مهم في مجال الإثباتات ذات المعرفة الصفرية. في عام 2015، قام مشروع Zcash بتطبيق الإثباتات ذات المعرفة الصفرية لحماية خصوصية المعاملات، مما أطلق مرحلة جديدة من التطبيقات الواسعة. بعد ذلك، ظهرت إنجازات مهمة مثل بينوكيو، غروث16، بلوت بروفس، و zk-STARKs، مما دفع التقدم السريع لتقنية الإثباتات ذات المعرفة الصفرية.
٢. التطبيقات الرئيسية لـ zk-SNARKs
تعتبر zk-SNARKs المجالين الأكثر شيوعًا حاليًا في حماية الخصوصية والتوسع.
في مجال حماية الخصوصية، كانت مشاريع مثل Zcash وMonero هي الرائدة في تطبيق zk-SNARKs في المعاملات الخاصة. تعتمد Zcash على zk-SNARKs لتحقيق خصوصية المعاملات، لكنها تواجه بعض القيود. تم بناء Tornado Cash على شبكة الإيثيريوم، مستخدمًا تقنية zk-SNARK لإنشاء حل أكثر عمومية لبرك خلط العملات.
في مجال التوسع، تم تطبيق تقنية zk-SNARKs على نطاق واسع في حلول التوسع من الطبقة الثانية. يحقق ZK Rollup حسابات خارج السلسلة والتحقق على السلسلة بشكل فعال من خلال دمج العديد من المعاملات وإنشاء zk-SNARKs. تشمل المشاريع الرائدة في ZK Rollup StarkNet و zkSync و Aztec و Polygon Hermez، ولكل منها ميزاتها الخاصة من حيث المسار التكنولوجي والتوافق مع EVM.
تتمثل مزايا ZK Rollup في انخفاض الرسوم، وسرعة الإنجاز، وحماية الخصوصية، لكنها تواجه أيضًا تحديات مثل حجم الحسابات الكبير والأمان. تعتبر التوافق مع EVM أمرًا ضروريًا لتطور ZK Rollup، ويستكشف القطاع الحلول التي تأخذ في الاعتبار صداقة ZK والتوافق مع EVM.
٣. المبادئ الأساسية لـ ZK-SNARKs
ZK-SNARK ( Zero-Knowledge Succinct Non-Interactive Argument of Knowledge ) هو نظام إثبات المعرفة صفر الشائع الاستخدام، ويتميز بخصائص مثل عدم المعرفة، والإيجاز، وعدم التفاعل.
تشمل المبادئ الأساسية لتنفيذ ZK-SNARKs الخطوات التالية:
تقوم zk-SNARKs من خلال الخطوات المذكورة أعلاه بتوليد وتحقق فعّال من إثباتات المعرفة الصفرية. توفر هذه التقنية دعمًا هامًا لتطبيقات blockchain في حماية الخصوصية والقابلية للتوسع.