سبب اهتمام التحقق من المعرفة الصفرية: عصر جديد من الخصوصية وقابلية التوسع

إحدى التقنيات الأكثر توقعًا في صناعة البلوكشين هي إثبات المعرفة الصفرية (ZKP). لنغوص في كيفية استخدام هذا النظام المبتكر الذي يمكن من إثبات الحقيقة دون الكشف عن المعلومات، في مختلف المجالات من المعاملات المالية إلى التوثيق الشخصي.

ما هو إثبات المعرفة الصفرية: تقنية إثبات الصلاحية مع الحفاظ على السرية

المفهوم الأساسي لإثبات المعرفة الصفرية بسيط جدًا. على سبيل المثال، تريد إثبات أنك تمتلك معلومات سرية معينة. في الطرق التقليدية، يتطلب الأمر منك عرض تلك المعلومات للطرف الآخر. لكن باستخدام ZKP، يمكنك إثبات امتلاكك للمعلومات دون الكشف عنها على الإطلاق، مما يقنع الطرف الآخر بصحة ادعائك.

تتم هذه العملية على مراحل، حيث يوافق الطرفان أولاً على معلمات التشفير والخوارزميات المشتركة. ثم، يُنشئ المُثبت التزامًا تشفيريًا يُظهر وجود المعلومات السرية، ويجيب على تحديات عشوائية يطرحها المُحقق. وأخيرًا، يتحقق المُحقق من صحة الإجابة والتوافق بين التحدي والالتزام، مما يثبت صحة الإثبات. يمكن تكرار هذه العملية عدة مرات لزيادة مستوى الثقة.

جوهر ZKP: هيكل ثلاثي من الالتزام، التحدي، والإجابة

يعمل إثبات المعرفة الصفرية بشكل أساسي على ثلاث مراحل. المرحلة الأولى، يُنشئ المُثبت التزامًا يُظهر وجود المعلومات. المرحلة الثانية، يطرح المُحقق تحديًا غير متوقع. المرحلة الثالثة، يرد المُثبت على التحدي بشكل صحيح، مما يضمن صحة المعلومات.

الميزة الكبرى لهذا النظام هي أن المُحقق يمكنه التحقق من وجود وصحة المعلومات دون معرفة محتواها.

أنواع إثبات المعرفة الصفرية: تنوع الخيارات التقنية

هناك عدة طرق لتنفيذ إثبات المعرفة الصفرية:

ZK-SNARKs (إثبات المعرفة غير التفاعلي المختصر): يُمكن المُثبت والمُحقق من إنشاء إثبات موجز بدون تفاعل، باستخدام تشفير المنحنى الإهليلجي، وهو سريع وفعال، لكنه يتطلب إعدادًا موثوقًا.

ZK-STARKs (إثبات المعرفة الشفاف القابل للتوسع): تطور لـ ZK-SNARKs، يستخدم دوال التجزئة، ولا يحتاج إلى إعداد موثوق، ويقاوم الحوسبة الكمومية، ويتميز بالشفافية وقابلية التوسع.

حل مشكلة التوسع في إيثريوم باستخدام ZK Rollups

أحد التطبيقات الأكثر عملية لإثبات المعرفة الصفرية هو ZK Rollups، وهو حل من الطبقة الثانية لزيادة قدرة المعاملات على شبكة إيثريوم، وتقليل الرسوم، وتخفيف الازدحام.

كيف تعمل ZK Rollups

تعمل ZK Rollups عبر ثلاث مراحل:

المرحلة الأولى: تجميع المعاملات يتم تجميع العديد من المعاملات خارج السلسلة في هيكل بيانات واحد، مما يقلل بشكل كبير من حجم البيانات التي يتعين على السلسلة الرئيسية معالجتها، ويزيد من كفاءة الشبكة.

المرحلة الثانية: إنشاء إثبات المعرفة الصفرية يتم إنشاء إثبات zk-SNARK يبرر صحة المعاملات المجمعة، دون الكشف عن تفاصيلها، مع ضمان صحتها.

المرحلة الثالثة: التحقق من السلسلة الرئيسية وتحديث الحالة يتم إرسال الإثبات إلى السلسلة الرئيسية، حيث يتم التحقق من صحته، وإذا نجح، يتم تحديث الحالة على السلسلة، ويتم عكس التغييرات على دفتر الحسابات.

تحقيق توازن بين الخصوصية والشفافية بتقنية

سبب تزايد الاهتمام بإثبات المعرفة الصفرية هو قدرته على تحقيق توازن بين حماية الخصوصية وشفافية البيانات. في العصر الحديث، تتزايد مخاوف حماية البيانات مع جمع الشركات الكبرى للمعلومات، بينما يظل الطلب على الخصوصية مرتفعًا. ZKP تتيح إثبات صحة المعلومات دون الكشف عنها، مما يلبي كلا المطلبين.

يتم تطبيق إثبات المعرفة الصفرية في مجالات متعددة، من المعاملات المالية إلى أنظمة التصويت وعمليات التوثيق. هذه التقنية التي توازن بين الخصوصية وقابلية التوسع، قد تصبح الأساس في عصر Web3.

مشاريع ZK Rollup المتوقع أن تبرز في 2024

حاليًا، هناك عدة مشاريع ZK Rollup تعمل على حل مشكلة التوسع في إيثريوم. zkSync تركز على تحسين سرعة المعاملات والتكاليف. Linea من ConsenSys تستخدم تقنية zkEVM لتوفير حل شامل للتوسع. Starknet تستخدم تقنية zk-rollup لتحسين كفاءة الشبكة بشكل كبير، وPolygon zkEVM تعمل على تقليل الرسوم وتسريع المعاملات. بالإضافة إلى ذلك، يستمر مشروع Scroll في تطوير تقنية zk-rollup كطبقة ثانية.

توقعات أن تتسارع عملية تطبيق تقنية إثبات المعرفة الصفرية مع تقدم هذه المشاريع.