نظام نظرية الإثباتات ذات المعرفة الصفرية الحديثة ينحدر من الورقة الرائدة التي كتبها Goldwasser وMicali وRackoff في عام 1985. تناقش هذه الورقة كيفية إثبات صحة بيان ما من خلال أقل تبادل للمعرفة في الأنظمة التفاعلية. لقد وضعت هذه الفكرة أساس الإثباتات ذات المعرفة الصفرية، ولكن كانت هناك أوجه قصور في الأنظمة المبكرة من حيث الكفاءة والعملية.
على مدى السنوات العشر الماضية، مع ظهور علم التشفير في مجال العملات المشفرة، شهدت تقنية zk-SNARKs تطورًا سريعًا. تركزت الأبحاث على تطوير بروتوكولات عامة وغير تفاعلية وحجم الإثبات محدود. التحدي الرئيسي هو تحقيق التوازن بين سرعة الإثبات، وسرعة التحقق، وحجم الإثبات.
في عام 2010، أصبحت إثباتات المعرفة الصفرية غير التفاعلية قصيرة الاقتران التي اقترحها Groth حجر الزاوية المهم لنظرية zk-SNARKs. في عام 2015، قامت Zcash بتطبيق إثباتات المعرفة الصفرية لحماية خصوصية المعاملات، مما أتاح استخدام هذه التقنية على نطاق واسع في السيناريوهات العملية.
التطورات الرئيسية الأخرى تشمل:
بروتوكول بينوكيو 2013: زاد من كفاءة الإثبات والتحقق
2016 Groth16: تحسين إضافي في حجم الإثبات وسرعة التحقق
2017 Bulletproofs: قدمت خطة إثبات قصيرة بدون إعداد موثوق
2018 zk-STARKs: إدخال تقنية إثبات المعرفة الصفرية الآمنة بعد الكوانتوم
بالإضافة إلى ذلك، قدمت الحلول الناشئة مثل PLONK و Halo2 تحسينات مهمة لـ zk-SNARKs.
ثانياً، التطبيقات الرئيسية للـ zk-SNARKs
تقنية zk-SNARKs تُستخدم بشكل رئيسي في مجالي حماية الخصوصية وتوسيع نطاق blockchain.
حماية الخصوصية
لقد أثارت مشاريع التداول الخاصة المبكرة مثل Zcash و Monero اهتمامًا واسعًا، ولكن نظرًا لأن الطلب الفعلي لم يكن كما هو متوقع، فقد تراجعت حاليًا إلى الصف الثاني. ومع ذلك، لا يزال حماية الخصوصية اتجاهًا بحثيًا مهمًا.
على سبيل المثال، تستخدم Zcash zk-SNARKs لتحقيق خصوصية المعاملات، وتشمل الخطوات الرئيسية إعداد النظام، وتوليد المفاتيح، وصك الرموز، وتوليد إثبات المعاملات، والتحقق، والاستلام. على الرغم من أن Zcash توفر حماية قوية للخصوصية، إلا أن تصميمها القائم على نموذج UTXO يحد من التكامل مع التطبيقات الأخرى، ومعدل استخدامها الفعلي منخفض.
بالمقارنة، تعتمد Tornado Cash على خطة تجمع العملات المخلوطة الأكثر عمومية، وتعمل على شبكة Ethereum. تستخدم تقنية zk-SNARKs لضمان خصوصية وأمان المعاملات، مع الحفاظ على التوافق مع النظام البيئي الحالي.
توسيع
تطبيقات zk-SNARKs في توسيع نطاق البلوكشين تتركز بشكل أساسي على تقنية ZK Rollup. تعمل ZK Rollup من خلال معالجة عدد كبير من المعاملات خارج السلسلة، ثم تقديم الإثبات المضغوط إلى السلسلة الرئيسية، مما يزيد بشكل كبير من قدرة معالجة المعاملات.
تشمل مزايا ZK Rollup الرسوم المنخفضة، والتأكيد النهائي السريع، وحماية الخصوصية. ومع ذلك، فإنه يواجه أيضًا تحديات مثل التعقيد الحسابي العالي، والحاجة إلى إعداد موثوق. حاليًا، تعمل مشاريع مثل StarkNet وzkSync وAztec Connect وPolygon Hermez على دفع تطوير تقنية ZK Rollup.
تتمثل إحدى القضايا الرئيسية في توافق أنظمة ZK مع آلة الإيثيريوم الافتراضية (EVM). اتبعت المشاريع المختلفة استراتيجيات مختلفة، حيث اختار بعضها التوافق التام مع رموز EVM، بينما صمم البعض الآخر آلة افتراضية جديدة لتحقيق التوازن بين صداقة ZK والتوافق مع Solidity. قدمت الاختراقات الأخيرة في توافق EVM خيارات أكثر للمطورين، مما يُتوقع أن يُسرع من انتشار تقنية ZK.
٣. المبادئ الأساسية لـ zk-SNARKs
zk-SNARKs (الصيغ البسيطة غير التفاعلية لإثبات المعرفة) هي واحدة من أكثر تقنيات إثبات المعرفة غير التفاعلية استخدامًا حاليًا. تتميز بما يلي:
zk-SNARKs: لا تسرب معلومات إضافية
بسيط: عملية التحقق سريعة، وحجم الإثبات صغير
غير تفاعلي: لا حاجة إلى تفاعل متعدد الجولات
إثبات: موثوقية الحساب
المعرفة: يجب على المبرهن أن يعرف المعلومات الصحيحة لبناء البرهان
عادة ما تتضمن تنفيذ zk-SNARKs الخطوات التالية:
تحويل المشكلة إلى دائرة حسابية
تحويل الدائرة إلى شكل R1CS (نظام القيود من الرتبة 1)
تحويل R1CS إلى QAP (برنامج الحساب التربيعي)
إنشاء إعداد موثوق، بما في ذلك مفتاح الإثبات ومفتاح التحقق
إنشاء والتحقق من zk-SNARKs
تقدم هذه التقنية أدوات قوية لحماية خصوصية blockchain والتوسع، ولكن تعقيدها يأتي أيضًا مع بعض التحديات، مثل أمان الإعدادات الموثوقة وقدرتها على مقاومة الحوسبة الكمومية. مع تقدم البحث، ستستمر zk-SNARKs والتقنيات المشتقة منها في دفع الابتكار والتطور في تكنولوجيا blockchain.
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.
تسجيلات الإعجاب 12
أعجبني
12
4
مشاركة
تعليق
0/400
MindsetExpander
· 07-13 02:12
zkثور批啊
شاهد النسخة الأصليةرد0
MrRightClick
· 07-10 06:41
التوسع ليس سوى عذر.
شاهد النسخة الأصليةرد0
OnchainDetective
· 07-10 06:32
هه هه بدأ بزرع الألغام منذ عام 1985، ليس بالأمر السهل.
zk-SNARKs: التطورات النظرية، تطبيقات الخصوصية، والاتجاهات الجديدة في توسيع البلوكتشين
zk-SNARKs التقنية: من النظرية إلى التطبيق
أ. تطور zk-SNARKs
نظام نظرية الإثباتات ذات المعرفة الصفرية الحديثة ينحدر من الورقة الرائدة التي كتبها Goldwasser وMicali وRackoff في عام 1985. تناقش هذه الورقة كيفية إثبات صحة بيان ما من خلال أقل تبادل للمعرفة في الأنظمة التفاعلية. لقد وضعت هذه الفكرة أساس الإثباتات ذات المعرفة الصفرية، ولكن كانت هناك أوجه قصور في الأنظمة المبكرة من حيث الكفاءة والعملية.
على مدى السنوات العشر الماضية، مع ظهور علم التشفير في مجال العملات المشفرة، شهدت تقنية zk-SNARKs تطورًا سريعًا. تركزت الأبحاث على تطوير بروتوكولات عامة وغير تفاعلية وحجم الإثبات محدود. التحدي الرئيسي هو تحقيق التوازن بين سرعة الإثبات، وسرعة التحقق، وحجم الإثبات.
في عام 2010، أصبحت إثباتات المعرفة الصفرية غير التفاعلية قصيرة الاقتران التي اقترحها Groth حجر الزاوية المهم لنظرية zk-SNARKs. في عام 2015، قامت Zcash بتطبيق إثباتات المعرفة الصفرية لحماية خصوصية المعاملات، مما أتاح استخدام هذه التقنية على نطاق واسع في السيناريوهات العملية.
التطورات الرئيسية الأخرى تشمل:
بالإضافة إلى ذلك، قدمت الحلول الناشئة مثل PLONK و Halo2 تحسينات مهمة لـ zk-SNARKs.
ثانياً، التطبيقات الرئيسية للـ zk-SNARKs
تقنية zk-SNARKs تُستخدم بشكل رئيسي في مجالي حماية الخصوصية وتوسيع نطاق blockchain.
حماية الخصوصية
لقد أثارت مشاريع التداول الخاصة المبكرة مثل Zcash و Monero اهتمامًا واسعًا، ولكن نظرًا لأن الطلب الفعلي لم يكن كما هو متوقع، فقد تراجعت حاليًا إلى الصف الثاني. ومع ذلك، لا يزال حماية الخصوصية اتجاهًا بحثيًا مهمًا.
على سبيل المثال، تستخدم Zcash zk-SNARKs لتحقيق خصوصية المعاملات، وتشمل الخطوات الرئيسية إعداد النظام، وتوليد المفاتيح، وصك الرموز، وتوليد إثبات المعاملات، والتحقق، والاستلام. على الرغم من أن Zcash توفر حماية قوية للخصوصية، إلا أن تصميمها القائم على نموذج UTXO يحد من التكامل مع التطبيقات الأخرى، ومعدل استخدامها الفعلي منخفض.
بالمقارنة، تعتمد Tornado Cash على خطة تجمع العملات المخلوطة الأكثر عمومية، وتعمل على شبكة Ethereum. تستخدم تقنية zk-SNARKs لضمان خصوصية وأمان المعاملات، مع الحفاظ على التوافق مع النظام البيئي الحالي.
توسيع
تطبيقات zk-SNARKs في توسيع نطاق البلوكشين تتركز بشكل أساسي على تقنية ZK Rollup. تعمل ZK Rollup من خلال معالجة عدد كبير من المعاملات خارج السلسلة، ثم تقديم الإثبات المضغوط إلى السلسلة الرئيسية، مما يزيد بشكل كبير من قدرة معالجة المعاملات.
تشمل مزايا ZK Rollup الرسوم المنخفضة، والتأكيد النهائي السريع، وحماية الخصوصية. ومع ذلك، فإنه يواجه أيضًا تحديات مثل التعقيد الحسابي العالي، والحاجة إلى إعداد موثوق. حاليًا، تعمل مشاريع مثل StarkNet وzkSync وAztec Connect وPolygon Hermez على دفع تطوير تقنية ZK Rollup.
تتمثل إحدى القضايا الرئيسية في توافق أنظمة ZK مع آلة الإيثيريوم الافتراضية (EVM). اتبعت المشاريع المختلفة استراتيجيات مختلفة، حيث اختار بعضها التوافق التام مع رموز EVM، بينما صمم البعض الآخر آلة افتراضية جديدة لتحقيق التوازن بين صداقة ZK والتوافق مع Solidity. قدمت الاختراقات الأخيرة في توافق EVM خيارات أكثر للمطورين، مما يُتوقع أن يُسرع من انتشار تقنية ZK.
٣. المبادئ الأساسية لـ zk-SNARKs
zk-SNARKs (الصيغ البسيطة غير التفاعلية لإثبات المعرفة) هي واحدة من أكثر تقنيات إثبات المعرفة غير التفاعلية استخدامًا حاليًا. تتميز بما يلي:
عادة ما تتضمن تنفيذ zk-SNARKs الخطوات التالية:
تقدم هذه التقنية أدوات قوية لحماية خصوصية blockchain والتوسع، ولكن تعقيدها يأتي أيضًا مع بعض التحديات، مثل أمان الإعدادات الموثوقة وقدرتها على مقاومة الحوسبة الكمومية. مع تقدم البحث، ستستمر zk-SNARKs والتقنيات المشتقة منها في دفع الابتكار والتطور في تكنولوجيا blockchain.