إثبات المعرفة الصفرية: دليل تمهيدي

تقدم هذه المقالة مقدمة لمفهوم إثبات المعرفة الصفرية (ZKP). ستجد أيضًا أنواعًا مختلفة من ZKP ، وحالات الاستخدام واستراتيجيات التنفيذ لـ ZKP.

مع التحكم المستمر في معلومات الأشخاص وانعدام الخصوصية ، يتطلب الآن عصرًا جديدًا. تقوم تقنية Blockchain التي تحمل شعلة النظام اللامركزي بإجراء تغييرات ، لكنها ليست كافية. الآن هناك تقنية جديدة تسمى إثبات المعرفة الصفرية تكمن في السوق للحصول على فرصة.

لا بد أن الكثير منكم قد سمع عن مثال دليل المعرفة الصفري ولكنهم لا يعرفون حقًا المفهوم الكامن وراءه. تشفير المعرفة الصفرية هو بروتوكول جديد يسمح بإضافة مستوى أعلى من الأمان. لكن ما مدى جودته في الواقع؟ هل يمكن أن يكون الحل الذي نبحث عنه بالفعل?

تسجيل الآن: دروس المعرفة الصفرية (ZKP)

قائمة المحتويات

الفصل الأول: طرق مختلفة للتسلسل في Blockchain

الفصل الثاني: ما هو دليل المعرفة الصفرية?

الفصل 3: كيف يعمل دليل المعرفة الصفرية?

الفصل الرابع: إثبات تفاعلي للمعرفة الصفرية

الفصل الخامس: إثبات المعرفة الصفرية غير التفاعلي

الفصل 6: شرح إثبات المعرفة الصفرية – شرح ZK-SNARK

الفصل السابع: الشركات التي تستخدم تشفير المعرفة الصفرية

الفصل 8: أين يمكنك استخدام ZKP?

الفصل التاسع: تنفيذ بنية البراهين المعرفية الصفرية

الفصل العاشر: الخاتمة

الفصل الأول: طرق مختلفة للتسلسل في Blockchain

عادةً ما تكون blockchain مجرد قاعدة بيانات مشتركة ، حيث تحتفظ بدرجة من يملك مقدار العملة المشفرة أو الأصول الرقمية الأخرى. ومع ذلك ، فإن blockchain المختلفة تعمل بشكل مختلف قليلاً عن بعضها البعض.

على سبيل المثال ، سترى البيانات الوصفية في Bitcoin والمنطق التعاقدي الآخر في Ethereum. على أي حال ، فإن blockchain ، بشكل أساسي blockchain الخاصة ، تقدم حالتين من حالات الاستخدام الشديد.

• امتلاك الأصول الخارجية ، والتي تتمثل في الرموز المميزة على الشبكة. يمكن للمستخدم أيضًا نقل الأصول الخارجية باستخدام الرموز المميزة.
• زيادة الخصوصية والتطبيق أكثر ارتباطًا بالتطبيقات العامة لإدارة البيانات.

لا نقول ، أن كل blockchain خاص يقدم حالتي الاستخدام هاتين. ولكن عادةً ، يمكن أن تكون سلاسل الكتل الخاصة أكثر ملاءمة للشركات التي تحتاج إلى مزيد من السرية والخصوصية.

فيما يتعلق بتخزين البيانات العامة ، تقدم blockchain بالفعل الكثير من الخدمات. أولاً ، يحتاج إلى إثبات مصدر البيانات ، ثم ختمها بالطابع الزمني ثم جعلها غير قابلة للتغيير بحيث لا يمكن لأحد تغييرها.

ومع ذلك ، ليس لدى blockchain أي شيء تقوله عن المعلومات نفسها. لذلك ، يمكن لكل تطبيق تحديد ما يمكن أن تمثله البيانات بالفعل أو ما إذا كانت صالحة بالفعل أم لا. يمكن إزالة أي بيانات سيئة أو تجاهلها في مستوى التطبيق دون أي انقطاع إضافي في الشبكة نفسها.

لذلك ، إذا كانت البلوكشين تريد نقل أي نوع من الأصول ، فإنها تحتاج إلى تقديم قواعد داخلية بشأن عملية التحقق من صحة تلك المعاملات. هذا شيء تفتقر إليه blockchain منذ البداية – أحد تحديات اعتماد blockchain.

لا تعرف أساسيات تقنية blockchain؟ اقرأ هذا الدليل التفصيلي حول مقدمة ميزات blockchain.

علبة Blockchain الحفاظ على الخصوصية المطلوبة?

على سبيل المثال ، ربما تريد إرسال 50 دولارًا إلى صديقك كيفن. ولكن قبل الموافقة على معاملتك ، تحتاج الشبكة إلى معرفة ما إذا كان لديك بالفعل 50 دولارًا في حوزتك. على الرغم من أن العديد من سلاسل الكتل تتبع هذه القاعدة بشكل مختلف عن بعضها البعض ، إلا أنه في كل حالة ، يحتاج كل شخص على الشبكة إلى معرفة أنك تمتلك 50 دولارًا.

يساعد هذا في الحفاظ على صلاحية الأصول الخاصة بك مع Kevin’s عندما يتلقى الأموال. ومع ذلك ، فأنت تضحي بخصوصيتك من أجل عملية التحقق هذه.

لكن هناك مشكلة. في blockchain ، لن يكون لديك اسم تعريف منتظم مثل Kevin. بدلاً من ذلك ، ستحصل على عناوين للمعاملات وكلها تتناول سلسلة من السلاسل التي ليس لها أوجه تشابه مع العالم الحقيقي.

على الرغم من دقة هذه المعلومات ، إلا أن هذا لا يغير بالضرورة السيناريو. لماذا؟ حسنًا ، لا يزال بإمكانك العثور على العديد من الطرق لمعرفة الاتصالات بين مستخدمين ومعرفة عناوينهم.

المشكلة مع السيناريو الحالي

في البداية ، إذا أراد المستخدم إجراء معاملات أو إرسال أصول على السلسلة ، فعليه / عليها معرفة العنوان. لذلك ، عندما ترسل الأموال ، يمكنك معرفة العنوان الذي ستذهب إليه. من ناحية أخرى ، إذا كان شخص ما يدفع لك ، فستتمكن من معرفة مصدرها.

إذا كان المستخدم يعرف أي معلومات عن مستخدم آخر من العالم الحقيقي ، فيمكنه بسهولة تتبع ومعرفة العنوان الذي يستخدمه الآخر. من الواضح أنه يمكنهم البحث في السلسلة ومعرفة ذلك بناءً على نشاطهم.

نعم ، يستغرق الأمر وقتًا طويلاً ، ولكن ليس من المستحيل معرفة ذلك. هذا هو السبب في أن وجود عناوين بدلاً من الأسماء لا يساعد في الحفاظ على خصوصية الشبكة.

يمكن أن يكون التشفير فقط كافيًا?

يرتبط مفهوم الخصوصية والمعلومات الحساسة ارتباطًا وثيقًا بالتشفير. إذا كنت تفكر في تخزين البيانات العامة فقط على blockchain ، فيمكننا فعل ذلك بالتأكيد. في هذه الحالة ، سنظل قادرين على الحصول على حفظ البيانات والثبات والطوابع الزمنية.

نظرًا لأنه ليس لأي منهم أي علاقة بنوع البيانات ، لذلك ، ستظل قادرًا على استخدام دفتر الأستاذ الموزع لتخزين أي بيانات يمكن قراءتها فقط. لكنك ستظل بحاجة إلى الاعتماد على الآخرين للتحقق من وجودها للمساعدة في إنشاء الكتلة في المقام الأول. لذلك ، إنها نفس العملية كما كانت من قبل.

ومع ذلك ، لا يمكنك استخدام هذا النوع من التشفير للمعاملات التي تشير إلى أي نقل للأصول المرمزة. إذا قمت أنت و Kevin بتشفير معاملاتك ، فلن يتمكن أي شخص في السلسلة من استخدام الأصل بأمان بعد الآن. ذلك لأن الجميع لن يكونوا متأكدين من مكان الأصول بالضبط.

سيفقد الأصل المعني قيمته في دفتر الأستاذ ، لذا لا يمكن أن يكون التشفير هو الحل.

تضارب بين السيولة والخصوصية

الآن يمكنك أن ترى أنه إذا أردنا استخدام blockchain لأغراض مالية ، فستواجه دائمًا تضاربًا بين هذين الاثنين. تواجه العديد من الشركات الناشئة هذه المشكلة الآن عندما تتعامل مع الأصول.

على الرغم من وجود العديد من المشاريع التجريبية التي تحاكي العملية على blockchain ، إلا أنها ليست هي نفسها في الحياة الواقعية. تتطلب العملية نشاطًا أكثر من اللازم وبالتالي تكشف أن عنوانين يحاولان التعامل مع الأصول.

هذه هي الطريقة التي يتم بها تسريب المعلومات ، وهي إحدى المشكلات الرئيسية ، ولكن لا توجد أي قواعد محددة على الشبكة حتى الآن.

الآن تقوم العديد من الشركات الناشئة بتسوية جميع نتائجها خارج السلسلة بدلاً من السلسلة حيث يمكنهم التشفير والحصول على الخصوصية. لكن لدى blockchain الكثير لتقدمه ، ويمكن للتسويات عبر السلسلة مع الخصوصية أن تقود التمويل العالمي على ارتفاع مختلف.

من بين كل هذه الصراعات ، لدينا أخيرًا الحل الذي كنا نبحث عنه – إثبات المعرفة الصفري.

الفصل الثاني: ما هو دليل المعرفة الصفرية?

المفهوم الكامن وراء إثبات عدم المعرفة هو مفهوم فريد حقًا. إثبات عدم المعرفة هو طريقة فريدة حيث يمكن للمستخدم أن يثبت لمستخدم آخر أنه يعرف قيمة مطلقة ، دون نقل أي معلومات إضافية فعليًا.

هنا يستطيع المُثبِت إثبات أنه يعرف القيمة z للمحقق دون إعطائه أي معلومات بخلاف حقيقة أنه يعرف القيمة z.

الجوهر الرئيسي وراء هذا المفهوم هو إثبات امتلاك المعرفة دون الكشف عنها. يتمثل التحدي الأساسي هنا في إظهار أنك تعرف قيمة z دون ذكر ماهية z أو أي معلومات أخرى.

يبدو قاسيا؟ حسنًا ، الأمر ليس بهذه الصعوبة.

إذا أراد المستخدم إثبات تصريح ، فسيُطلب منه معرفة المعلومات السرية. بهذه الطريقة لن يتمكن المدقق من نقل المعلومات إلى الآخرين دون معرفة المعلومات السرية فعليًا.

وبالتالي ، يجب أن تتضمن العبارة دائمًا أن المُثبِت يعرف المعرفة ، ولكن ليس المعلومات نفسها. بمعنى ، لا يمكنك قول قيمة z ولكن يمكنك ذكر أنك تعرف z. هنا ، يمكن أن تعني z أي شيء.

هذه هي الاستراتيجية الأساسية لتطبيقات إثبات المعرفة الصفرية. وإلا فلن تكون تطبيقات إثبات المعرفة الصفرية. لهذا السبب يعتبر الخبراء أن طلبات إثبات المعرفة الصفرية حالة خاصة حيث لا توجد أي فرصة لنقل أي معلومات سرية.

خصائص إثبات المعرفة الصفرية

يحتاج إثبات المعرفة الصفرية إلى ثلاث خصائص مختلفة ليتم وصفها بالكامل. هم انهم:

• الاكتمال: إذا كانت العبارة صحيحة حقًا وكان كلا المستخدمين يتبعان القواعد بشكل صحيح ، فسيقتنع المدقق بدون أي مساعدة مصطنعة.
• صلابة: في حالة خطأ البيان ، لن يقتنع المدقق بأي سيناريو. (يتم التحقق من الطريقة احتمالية للتأكد من أن احتمال الباطل يساوي الصفر)
• المعرفة الصفرية: المدقق في كل حالة لن يعرف أي معلومات أخرى.

يواصل الباحثون التحقيق في العملية لتكون أكثر دقة والتأكد من أنها تتطلب تفاعلات أقل بين اثنين من الأقران. الهدف الأساسي هو التخلص من مقدار الاتصال والانتقال إلى بيان مرجعي مشترك لضمان الخصوصية.

اكتسبت تطبيقات إثبات المعرفة الصفرية شعبية منذ بعض الوقت الآن. لكنه ليس مفهومًا جديدًا على الإطلاق. إنها هنا منذ أكثر من 20 عامًا. قام الباحثون بتحسين إنتاج وكفاءة النظام.

الآن ، إثبات العبارة أمر سهل للغاية وفعال للغاية. يمكنه الآن الانتقال مباشرة مع نظام blockchain.

الفصل 3: كيف يعمل دليل المعرفة الصفرية?

تطبيقات إثبات المعرفة الصفرية تبدو وكأنها بروتوكول فريد. ومع ذلك ، يجب أن يتساءل الكثير منكم عن كيفية إثبات تصريحك دون نقل المعلومات فعليًا. حسنًا ، اسمحوا لي أن أشرح ذلك بأشهر مثالين.

لنبدأ.

المثال الأول: علي بابا كهف

هذا هو أحد السيناريوهات المفضلة للتحقيق بشكل صحيح في كيفية عمل مصادقة إثبات المعرفة الصفرية. هنا يُعرف المُثبِّت بـ Peggy ، والمحقق هو Victor.

لذلك ، للحفاظ على الأشياء على نفس المستوى مثل مصادقة إثبات المعرفة الصفرية ، سيعرف المُثبِت القيمة z ، وسيعلم المدقق أن المُثبِت يعرف القيمة z.

يبدأ المثال على هذا النحو ، تخيل أن بيغي تعرف بطريقة ما كلمة سرية يمكنها فتح باب سحري داخل كهف علي بابا. يشبه الكهف حلقة حيث يسد الباب الطريق للخروج. الدخول والخروج يلتقيان في مكان مماثل.

الآن ، يريد فيكتور التأكد من أن بيغي تقول الحقيقة. بمعنى أنها تعرف الكلمة السرية. لكن بيغي شخصية خاصة وغير راغبة في قول الكلمة السحرية لفيكتور. لذا ، كيف يمكن لفيكتور أن يعرف ما إذا كانت تقول الحقيقة أم لا?

مخطط مختلف

يأتي فيكتور بخطة لحل الموقف. يقوم بتحديد مسار المدخل A ومسار الخروج B. ومع ذلك ، نظرًا لأنهما يلتقيان في نفس الموضع ، فإن المسار A و B هما المساران الأيمن والأيسر. خلال هذا الفحص ، يبقى فيكتور بالخارج ، بينما تذهب بيغي إلى الكهف.

لدى Peggy الآن خيار اتخاذ المسار A أو B ، ولكن أيا كان ما تسلكه لا يمكن لفيكتور أن يعرف ذلك. بعد أن اختارت بيغي مسارًا ، دخلت ، ودخل فيكتور الكهف. ثم يصرخ باسم المسار حيث يريد عودة بيغي. يمكنه الاختيار بشكل عشوائي – إما أ أو ب.

حسنًا ، إذا كانت تعرف حقًا الكلمة السرية ، فسيكون ذلك سهلاً حقًا. يمكنها استخدام تلك الكلمة لفتح الباب والعودة إلى فيكتور. أو يمكنها أيضًا إعادة نفس المسار إذا لزم الأمر.

لنفترض أن بيغي لا تعرف الكلمة حقًا. في هذه الحالة ، ستكون قادرة فقط على العودة إلى فيكتور ، إذا صرخ فيكتور باسم المسار ، فقد اختارت في البداية. نظرًا لأن عملية الاختيار عشوائية ، ستحصل Peggy على فرصة بنسبة 50٪ لاتباع تعليمات Victors. ولكن إذا كرر فيكتور هذه العملية ، دعنا نقول 15 مرة أو 25 مرة ، فلن تتمكن بيغي من تخمين الحظ لخدعه.

سيصبح توقع حركة المنتصرين قريبًا من الصفر وسيتم القبض على بيغي.

ولكن حتى بعد تكرار هذه العملية مرات عديدة ، تمكنت بيغي من العودة أينما أرادها فيكتور أن تكون ؛ ثم يمكن لفيكتور تقييم بأمان أنها تعرف الكلمة السرية.

ماذا يحدث مع عرض الطرف الثالث?

عادةً ، إذا كان هناك طرف ثالث يشاهد هذا الموقف ، فسيتعين على فيكتور امتلاك كاميرا خفية لتسجيل المعاملة. ومع ذلك ، لن تكون الكاميرا قادرة إلا على تسجيل ما يصرخ به فيكتور – يمكن أن تكون إما A أو B. بينما ستسجل أيضًا ظهور Peggy عند B عندما يصرخ B أو يظهر في A عندما يصرخ A.

قد يكون هذا التسجيل واضحًا لتزييفه لشخصين إذا اتفقا على ذلك مسبقًا. لهذا السبب لن يقتنع أي طرف ثالث بهذا السجل بأن بيجي تعرف بالفعل الكلمة السرية. إذا شاهد شخص ما التجربة من الكهف ، فلن يقتنع أيضًا.

لذا ، كيف يثبتون سلامة التجربة?

إذا قام فيكتور بقلب عملة معدنية ثم اختار المسار بناءً على ذلك ، فستفقد مصادقة إثبات المعرفة الصفرية ملكيتها. لكن قلب العملة سيكون مقنعًا بدرجة كافية لأي مراقب تابع لجهة خارجية للتحقق من أن Peggy تعرف الكلمة.

بهذه الطريقة سيكون فيكتور قادرًا على إثبات سلامة التجربة دون معرفة الكلمة. لكنها لن تكون دليلًا على المعرفة تمامًا.

في التشفير الرقمي ، يمكن لفيكتور قلب العملة باستخدام مولد أرقام عشوائي يحتوي على بعض الأنماط الثابتة مثل العملة المعدنية. ولكن إذا تصرفت عملة فيكتور كمولد للأرقام ، فقد يكون هو وبيغي قد زوروا التجربة مرة أخرى.

وبالتالي ، حتى مع منشئ الأرقام ، لن يكون بنفس كفاءة قلب العملة البسيط.

تجربة واحدة فقط

هل لاحظت أن Peggy يمكن أن تثبت بسهولة أنها تعرف الكلمة دون أن تنطق الكلمة في المحاولة الأولى؟ في هذه الحالة ، يجب على Peggy و Victor الذهاب داخل الكهف في نفس الوقت. سيكون فيكتور قادرًا على مشاهدة Peggy وهي تمر من خلال A وتخرج B ، دون الكشف عن الكلمة.

لكن هذا النوع من الإثبات سيقنع أي شخص. لذا ، لا تريد بيجي أن يعرفها أي شخص آخر ، لا يمكنها القول إنها تآمرت مع فيكتور. لأنها لا تعرف حتى من يعرف عن معرفتها وكيفية التحكم فيها.

المثال الثاني: صديق مصاب بعمى الألوان وكرتان

يتطلب هذا النوع من التجارب المصادقة لإثبات المعرفة الصفرية كرتين من نفس الحجم ولكن بألوان مختلفة. التجربة مشهورة حقًا. قدم مايك هيرن وكونستانتينوس تشالكياس هذه الطريقة الجديدة لأول مرة. يمكنك أيضًا إجراء هذه التجربة باستخدام بطاقتين ملونتين.

تسير الأمور على هذا النحو – تخيل أن لديك صديقًا مصابًا بعمى الألوان وكرتين. يجب أن تكون الكرات حمراء وخضراء ومن نفس الحجم. يعتقد صديقك أنهما نفس الشيء ويشك في قولك أنهما مختلفان.

لذلك ، تحتاج إلى إثبات أن لديهم ألوانًا مختلفة دون إخباره بأي منها.

أنت تعطي الكرات لصديقك ، ويخفيها خلف ظهره. بعد ذلك ، يخرج كرة بشكل عشوائي ويسمح لك برؤيتها. ثم أعاد تلك الكرة ثم اختارها بشكل عشوائي مرة أخرى.

يمكنك رؤية الكرة هذه المرة أيضًا. بعد ذلك ، سيسألك عما إذا كان قد قام بتبديل الكرة أم لا. سيكرر هذه العملية لبعض الوقت للتأكد.

الآن بعد أن لم تكن مصابًا بعمى الألوان ، يمكنك بالتأكيد معرفة ما إذا كان قد قام بتبديل الكرة أم لا. إذا كانت الكرات من نفس اللون ، فإن احتمال الإجابة بشكل صحيح سيكون 50٪. لذلك ، بعد تكرار هذه العملية وعندما تكون قادرًا على الإجابة في كل مرة بشكل صحيح ، سيقتنع صديقك.

سيصبح احتمال التوقع صفرًا ، وستحقق خصائص المعرفة الصفرية الثلاثة.

لكن تأكد من أن صديقك لا يعرف أيهما أخضر وأيهما أحمر. بهذه الطريقة ستتمكن من الحفاظ على الخاصية الثالثة “المعرفة الصفرية”.

الفصل الرابع: دليل تفاعلي معرفي صفري

يمكن أن يكون تشفير المعرفة الصفرية من نوعين –

• دليل تفاعلي للمعرفة الصفرية.
• إثبات المعرفة الصفرية غير التفاعلية.

دعونا نرى ما هم.

أساسيات إثبات المعرفة الصفرية التفاعلية

يتطلب هذا النوع من مصادقة إثبات المعرفة الصفرية تفاعلات بين الأقران أو أي أنظمة كمبيوتر. من خلال التفاعل ، يمكن للمثقف إثبات المعرفة ، ويمكن للمدقق التحقق من صحتها.

هذا هو السيناريو الأكثر شيوعًا لـ blockchain بدون معرفة. هنا ، ستثبت دون الإفصاح عن الفهم. لكنك تكشف أيضًا عن ذلك للمستخدم الذي تتفاعل معه. لذلك ، إذا كان هناك شخص ما يشاهدك فقط ، فلن يتمكن من التحقق من معرفتك.

على الرغم من أنه أحد أفضل بروتوكولات الخصوصية ، إلا أنه يتطلب الكثير من الجهود عندما تريد إثباته لأكثر من شخص واحد. هذا لأنه سيتعين عليك تكرار نفس العملية مرارًا وتكرارًا لكل شخص لأنه بمجرد مشاهدته لا يمكنه الاتفاق معك.

سيحتاج هذا البروتوكول إلى أي نوع من الاستجابة التفاعلية من المدقق للتنفيذ. وإلا فلن يستطيع المُثبِّت إثبات ذلك بمفرده. يمكن أن يكون الإدخال التفاعلي شكلاً من أشكال التحدي أو نوعًا آخر من التجارب. من الواضح أن العملية يجب أن تقنع المحقق بمعرفة المعرفة.

في حالات أخرى ، يمكن للمدقق تسجيل العملية ثم تشغيلها للآخرين حتى يتمكنوا من رؤيتها أيضًا. ولكن ما إذا كان الآخرون سيقتنعون بالفعل أم لا يعتمد عليهم فقط. قد يقبلونها أم لا.

هذا هو السبب في أن blockchain التفاعلي لإثبات المعرفة الصفرية أكثر كفاءة لعدد قليل من المشاركين بدلاً من مجموعة كبيرة.

الفصل الخامس: إثبات المعرفة الصفرية غير التفاعلي

بلوكشين غير تفاعلي لإثبات المعرفة الصفرية موجود هنا للتحقق من بيان الفرد لمجموعة أكبر من الأشخاص. لست مضطرًا دائمًا إلى استخدام blockchain غير التفاعلي لإثبات المعرفة الصفرية للتحقق منه. في كثير من الأحيان ، قد تتمكن من العثور على أي مصدر موثوق للتحقق يمكنه أن يضمن لك.

ولكن عندما لا تتمكن من العثور على أي شخص ، فإن blockchain غير التفاعلي الذي لا يحتوي على أي معرفة هو السبيل للذهاب.

تحدي سودوكو بالبطاقات

Sudoku هي واحدة من أصعب الألعاب ولكن مع قواعد بسيطة. يجب أن تحتوي جميع الصفوف والقطاعات والأعمدة على الرقم 1-9 مرة واحدة فقط.

في هذه الحالة ، تخيل أنك تعرف حل هذا اللغز ، والذي قد يستغرق أيامًا حتى لأجهزة الكمبيوتر. لذا ، إذا كنت تريد بيع الحل ، فكيف يعرف المدقق أنك لا تخدعه؟ سيكون عليك إثبات معرفتك دون الكشف عن الحل للمدقق.

دعونا نرى كيف يمكنك القيام بذلك.

طريقة للحل

ستحتاج إلى 27 بطاقة مرقمة من 1-9. إذن ، 27 بطاقة تحتوي على الرقم 1 ثم 27 أخرى على الرقم 2. في المجموع ، ستحتاج إلى 243 بطاقة.

الآن سيكون عليك وضع ثلاث بطاقات في المربع المقابل مع الحل. بمعنى إذا كان الرقم الصحيح لهذا المربع هو خمسة ، فستضع ثلاث بطاقات رقم 5 في هذا المربع.

في جدول Sudoku ، ترى بعض الإجابات مرئية دائمًا. في هذه الصناديق ، ستضع البطاقة مكشوفة. في الصناديق التي لا تحتوي على إجابة ، ستضع البطاقات رأسًا على عقب.

الآن أنت بحاجة إلى إثبات أنك قد وضعت جميع البطاقات في المكان المناسب دون الكشف عنها. عليك أن:

خذ البطاقة العلوية من كل عمود حتى تحصل على تسعة أكوام. كرر نفس الشيء للصفوف والقطاع.

ثم ستحتاج إلى تبديل كل كومة عشوائيًا ثم تقلبها للكشف عن الأرقام.

أنت تعرف القاعدة الأساسية ، يجب أن تظهر جميع الأرقام من 1-9 مرة واحدة في كل صف وقطاع وعمود. لذلك ، إذا كان الرقم من 1 إلى 9 يظهر مرة واحدة فقط ، فستعلم المدقق أن لديك الحل.

يمكن أن تكون الطريقة غير التفاعلية هي أفضل طريقة لإثبات تصريحك للكثير من الأشخاص دون زيادة الموارد والتكلفة.

الفصل 6: شرح إثبات المعرفة الصفرية – شرح zk-SNARKS

لا بد أنك سمعت عن zk-SNARKS الآن. من أي وقت مضى يتساءل ما هو في الواقع؟ حسنًا ، أوضح zk-SNARKS أنها تقنية تستخدم مفهوم مثال إثبات المعرفة الصفري غير التفاعلي. يستخدم Zcash هذا النوع من التشفير لضمان خصوصية أفضل.

إنه في الواقع اختصار لـ Zero-Knowledge Succinct Non-Interactive Argument of Knowledge.

تتكون هذه التقنية من ثلاث خوارزميات مختلفة:

• مولد رئيسي: يُنشئ منشئ المفاتيح معلمة لإنشاء زوج مفاتيح. هنا ، يمكن لمصدر موثوق إنشاء زوج مفاتيح خاص أو عام ثم تدمير الجزء الخاص. بعد ذلك ، أدى استخدام الجزء العام إلى إنشاء زوج مفاتيح آخر. هنا ، يمكن استخدام أحدهما لإثبات الآخر للتحقق.
• المثل: يجب على المُثبِت أن يأخذ مفتاح الإثبات وبعض المدخلات العامة لإثبات معرفته. هنا ، سيكون شهودًا على انفراد ثم يفي بالسياق لإثبات وجهة نظره.
• المدقق: سيحتاج التحقق إلى مفتاح التحقق للتأكد من صحة البيان أو خطأه. يجب أن يأخذ المدخلات العامة والإثبات لتقييم ما إذا كانت صحيحة أم خاطئة.

بخلاف هؤلاء الثلاثة ، تحتاج zk-SNARKS أيضًا إلى الحفاظ على –

• المعرفة الصفرية: لن يتعلم المدقق أي شيء بخلاف حقيقة أن البيان صحيح. موجز: مهما كان التحدي الذي قد يكون عليه أن يكون صغيرًا حقًا بحيث يمكن للمرء إثباته في غضون أجزاء قليلة من الثانية.
• غير تفاعلي: لن يتم إرسال المستخدم إلا إلى المدقق ولا شيء غير ذلك. لن يتمكن المدقق من التفاعل بشكل أكبر مع المُثبِّت.
• جدال حاد: سيكون الدليل على سلامة تشفير المعرفة الصفري وسيكون مرتبطًا بالزمن متعدد الحدود.
• من المعرفة: لا يمكن للمثبت والمحقق تنفيذ العملية بدون شاهد موثوق به.

الفصل السابع: الشركات التي تستخدم تشفير المعرفة الصفرية

الآن بعد أن عرفت كل شيء عن دليل المعرفة الصفرية ، دعنا نلقي نظرة على بعض الشركات الشهيرة التي تستخدم هذا البروتوكول.

مشاريع بارزة

• زكاش

تعرض معظم منصة blockchain المعاملات بين نظيرين. إنه ليس فقط أحد عيوب blockchain ، ولكنه أيضًا يعطل نموه. من ناحية أخرى ، يمكن لـ Zcash توفير خصوصية كاملة عندما يتعلق الأمر بالمعاملات.

إنها منصة blockchain مفتوحة المصدر وغير مصرح بها تستخدم جوهر إثبات المعرفة الصفري. يتم حماية عملية المعاملة. لذلك ، سيجد القيمة والمرسل والمتلقي على blockchain.

كما أنها تشتهر بتقديم zk-SNARKS وبعد ذلك اتبع الكثيرون مسارها.

اقرأ أكثر: ما هو Zcash?

• عمل

ING هو بنك يقع مقره في هولندا وقد بدأ بلوكتشين المعرفة الجديد الصفري. على الرغم من إطلاقهم قليلاً من نسخة معدلة من نظام المعرفة الصفري يسمى دليل نطاق المعرفة الصفري. في هذا ، تتطلب قوة حسابية أقل من اللازم.

يرتبط ارتباطًا مباشرًا بالقطاع المالي مثل قيمة الرهن العقاري. ستتمكن من إثبات حصولك على الراتب للحصول على قرض عقاري دون الكشف عن راتبك.

حاليًا ، إنه مفتوح المصدر ، لكنه يفعل ذلك من خلال تحدٍ كبير لسلسلة الكتل المالية الأخرى.

• PIVX

تريد هذه الشركة تغيير الطرق النموذجية التي يعمل بها العالم. في نظام يتم فيه التحكم في كل شيء وإدارته من قبل الآخرين ، تعتزم PIVX تقديم ملاذ آمن لبياناتك المالية. إنهم يعملون على تكامل جديد حيث سيتبعون مثال إثبات المعرفة الصفري.

هنا ، الشيء الوحيد الذي سيكون متاحًا للعامة هو تأكيد الأموال المرسلة. بمعنى ، سترى أن شخصًا ما أرسل أموالًا ، لكن العنوان أو مقدار التوقيت سيكونان مخفيين. يضمن PIVX معدل معاملات أسرع من خلال تكامله الجديد مع التحسين الإضافي للخصوصية.

• زكوين

تستخدم الشركة بروتوكول Zerocoin لتوفير أمان إضافي ومعاملات مجهولة تمامًا. من الواضح أن بروتوكول Zerocoin يتبع مفهوم مثال إثبات المعرفة الصفري. ومع ذلك, تقدم Zcoin قابلية التوسع التي تفتقر إليها العديد من شبكات blockchain.

هنا ، باستخدام Zcoin ، ستتمكن من الحفاظ على هويتك على أكمل وجه وما تنفقه على الشبكة. إنها طريقة رائعة لحماية القابلية للاستبدال.

لكن لا تخلط بينهم وبين Zcash. لديهم بروتوكولات مختلفة وبالتأكيد ليسوا شوكات لبعضهم البعض.

الباعة البارزون

• ستارك وير

StarkWare هي شركة رائعة أخرى تستخدم مثال إثبات المعرفة الصفري للتكنولوجيا على أكمل وجه. لكن يبدو أنهم يحرفون بروتوكول SNARKs النموذجي. بدلاً من SNARKs ، يستخدمون تقنية STARK.

يهدف StarkWare إلى تحسين مشكلة الخصوصية وقابلية التوسع في blockchain من خلال طريقة معاملة شفافة. إنهم يطورون حاليًا دعم الأجهزة والبرامج لضمان إخراج أفضل من تقنية STARK الخاصة بهم.

ستعمل هذه التقنية الجديدة على التخلص من مشكلة التضخم الخفية ، والتي ستزيل الإعداد الموثوق به. zkSTARK هو اختصار لـ Zero Knowledge Scalable Scalable Transparent Argument of Knowledge. ومع ذلك ، على الرغم من اختفاء التضخم الخفي ، إلا أنه سيظل مقاومًا للكم.

يمكن أن تكون تقنية STARK الجديدة هذه هي المرحلة التالية من SNARKs.

• QED- ذلك

هذه واحدة من الشركات الناشئة التي تستخدم إثبات عدم المعرفة لتوفير الأمان. كيو إي دي – هي شركة إسرائيلية قادرة على التعامل مع البيانات السرية دون عيني الطرف الثالث. يمكنك الاندماج في نظامك لإدارة البيانات بشكل أفضل.

من بين عملائها المشهورين BNP Paribas و Deloitte. الهدف الرئيسي هو توفير الخصوصية للمؤسسات. في العامين الماضيين ، قاموا بتحسين مشروعهم ، وتطوير أنظمة SNARK جديدة تمامًا يمكنها معالجة أي موقف.

بعض حالات استخدامها عبارة عن تقييم للمخاطر في الوقت الفعلي ، وسلسلة التوريد ، وإدارة الأصول ، والصيانة التنبؤية ، وغيرها الكثير.

الفصل 8: أين يمكنك استخدام ZKP?

يجب أن تكون حالات استخدام ZKP أو إثبات المعرفة الصفرية قادرة على العمل مع التشفير والأجهزة الموثوقة. بالمقارنة مع الأجهزة الأخرى ، يبدو أن الهاتف المحمول هو الخيار الصحيح هنا. أنها توفر بيئة تشغيل آمنة مقارنة بالمتصفحات. ومع ذلك ، فإنه لا يزال خارج نطاق المخاطر.

لكن السؤال الرئيسي هو أين يمكنك استخدام حالات استخدام إثبات المعرفة الصفرية?

• المراسلة

يعد التشفير من طرف إلى طرف أمرًا ضروريًا في المراسلة. لذلك ، لا يمكن لأحد قراءة رسائلك الخاصة بدون العميل نفسه. يجب على مستخدمين التحقق من ثقتهم في الخادم والعكس صحيح. من ناحية أخرى ، يوفر ZKP تلك الثقة الشاملة دون تسريب أي معلومات إضافية. بمساعدة ZKP ، لن يتمكن أي شخص من اختراق رسالتك بعد الآن.

هذه واحدة من حالات استخدام إثبات المعرفة الصفرية.

• المصادقة

يمكن أن يساعد إثبات المعرفة الصفري في نقل المعلومات الحساسة مثل معلومات المصادقة بأمان إضافي. هنا ، يمكن لـ ZKP الحفاظ على قناة آمنة للمستخدم لاستخدام معلومات المصادقة الخاصة به دون الكشف عنها. وبالتالي ، سيكون قادرًا على تجنب تسرب البيانات بكفاءة.

• تبادل البيانات

تعد مشاركة البيانات عبر الإنترنت دون مراقبة طرف ثالث أمرًا بالغ الأهمية. عندما تشارك شيئًا ما على الشبكة بغض النظر عن مدى حمايتها ، فهناك دائمًا بعض المخاطر.

يمكن لأي شخص دائمًا الاختراق أو الاعتراض بين مشاركة المعلومات – وهذا هو المكان الذي يمكن أن يساعد فيه ZKP بالتأكيد.

هذه واحدة رائعة أخرى من حالات استخدام براهين المعرفة الصفرية.

• الأمان للمعلومات الحساسة (معلومات بطاقة الائتمان)

تحتاج المعلومات الحساسة مثل البيانات المصرفية أو معلومات بطاقة الائتمان إلى مستوى إضافي من الحماية. يحتفظ البنك بتاريخ بطاقة الائتمان. ومع ذلك ، عندما تطلب المعلومات منهم ، يجب عليك التواصل مع الخادم الخاص بهم.

على الرغم من أن البنوك تمر عبر خط آمن ، لا يزال سجل بطاقة الائتمان للفرد أكثر حساسية من البيانات العادية. في هذه الحالة ، لا يقتصر الأمر على تشفير المعلومات بالكامل ككائن واحد بل ككتل ، يمكن للبنوك توفير أمان أفضل.

نظرًا لأن البنوك ستتعامل فقط مع الكتل الضرورية دون لمس الكتل الأخرى ، سيحصل سجلك على المقدار المناسب من طبقة الأمان. ويمكن أن توفر ZKP ذلك.

• وثائق معقدة

يمكن لـ ZKP تقييد وصول أي مستخدم إلى الوثائق المعقدة التي ليس مخولاً برؤيتها. نظرًا لأن ZKP قادر على تشفير البيانات في أجزاء ، فسيتعين عليك فقط معالجة كتل معينة لمنح الوصول ، وتقييد الوصول إلى مستخدمين آخرين.

بهذه الطريقة ، لن يتمكن الأشخاص غير المصرح لهم من رؤية مستنداتك.

• حماية التخزين

يمكن أن يوفر حماية أكبر لأداة التخزين الخاصة بك. تم تجهيز ZKP بالبروتوكول لإبعاد المتسللين. باستخدام هذا ، لن يتم تشفير وحدة التخزين الخاصة بك فحسب ، بل سيتم أيضًا تشفير المعلومات الموجودة بها. ناهيك عن أن قناة الوصول ستكون محمية بشكل مفرط.

• التحكم في نظام الملفات

يمكن حماية كل شيء داخل نظام الملفات بواسطة بروتوكول إثبات عدم المعرفة. يمكن أن يكون للملفات والمستخدمين وحتى كل تسجيل دخول طبقات مختلفة من الأمان. لذلك ، يمكن أن تكون حالة استخدام رائعة عند الحاجة.

يمكن استخدام كل حالات استخدام إثبات المعرفة الصفرية هذه في سيناريو الحياة الواقعية.

اقرأ المزيد: كيف تغير أدلة المعرفة الصفرية blockchain?

الفصل التاسع: تنفيذ بنية البراهين المعرفية الصفرية

قبل أن تريد تطبيق إثبات المعرفة الصفري ، عليك أن تعرف ما الذي يعتمد عليه.

عملية تغليف المفاتيح

يقسم ZKP دفقًا واحدًا من البيانات إلى كتل صغيرة. يتم تشفير كل من هذه الكتل بشكل منفصل. في تطبيق إثبات المعرفة الصفري ، سيكون مفتاح التشفير على المستخدم فقط ، وبهذا سيكون قادرًا على تشفير المعلومات وفك تشفيرها.

إدارة الامتيازات

سيتم تخزين المفاتيح في حاويات. ولكن إذا أراد المستخدم تغيير مفتاح التخزين ، فسيتعين عليه مقارنة علامة ملكيته. إذا تطابقوا ، فسيكون قادرًا على تغييرها ، وإذا لم يتطابقوا ، فسيظل على حاله.

مراقبة الطلبات

يجب أن تتأكد من عدم تمكن أي شخص من إضافة نصوص ضمن تطبيق إثبات المعرفة الصفري. نظرًا لأن المستخدمين سيكونون قادرين فقط على الوصول إليها في شبكة blockchain ، فأنت بحاجة إلى تحويل كل عملية إلى أوامر API.

بهذه الطريقة لن يتمكن أي شخص من تجاوز إجراءات الأمان الخاصة بك.

خفف من حدة جميع الهجمات

blockchain ليست شبكة مثالية. حتى لو قلل من حجم الهجوم ، فإنه لا يتخلص منه بشكل كامل. لذلك ، عندما تقوم بدمج ZKP في نظام ، قم بإقرانه بمقاييس أخرى. بهذه الطريقة ستتخلص من الهجمات المتبقية التي قد تضر بالشبكة. يتطلب تطبيق إثبات المعرفة الصفرية أن تعمل هذه الأساليب بشكل صحيح.

هل نظام المعرفة صفر مهم?

أثبت دليل المعرفة الصفري الموضح حتى الآن أنه قادر على التعامل مع الأعمال التجارية على مستوى المؤسسة. ليس الجميع معجبًا بنظام دفتر الأستاذ العام حيث يمكن للجميع رؤية معاملاتك. نعم ، يمكنك الحصول على إخفاء الهوية بمساعدة العناوين ، ولكن لا يزال بإمكان الأشخاص تتبع العناوين أيضًا.

أيضًا ، عندما يتعلق الأمر بتخزين معلومات حساسة إضافية ، فإن blockchain ليس هو أفضل فكرة. تتعامل الشركات مع الكثير من المعلومات الخاصة ، ولا يكفي بروتوكول الخصوصية الحالي.

يمكن لبراهين المعرفة الصفرية التي تم شرحها فقط تحسين blockchain ، ولكن يمكنها أيضًا التخلص من جميع المشكلات السلبية. العديد من الشركات غير مهتمة بالبلوك تشين رغم ذلك ؛ إنه اختراع جميل. ولكن بمساعدة إثبات Zero Knowledge الموضح ، يمكن للجميع الآن البدء في استخدامه.

لذا ، فإن الإجابة ستكون نعم ، نظام المعرفة الصفري هو بلا شك عاملاً مهمًا فيما يتعلق بتقنية blockchain.

الفصل العاشر: الخاتمة

يأتي Blockchain مع مجموعة المزايا والعيوب الخاصة به. على الرغم من أنه بدا في البداية واعدًا جدًا ، إلا أنه يحتوي بالفعل على الكثير من الأمتعة. تؤدي هذه العيوب إلى إبطاء نمو هذه التقنية الرائعة.

ومع ذلك ، مع إدخال نظام المعرفة الصفري – الفارس في الدرع اللامع ، بدأت الأمور تتغير. الآن يمكن أن تكون blockchain منصة الحماية الفائقة التي يأملها الجميع.

إذا كنت مهتمًا بمزيد من مفاهيم الكتل الأساسية مثل ZKP ، فستكون دورة blockchain الأساسية المجانية للمؤسسات مفيدة.