zkSNARK چیست؟ | راهنمای کامل

همانطور که افراد بیشتری در آغوش گرفته اند بیت کوین و فناوری شگفت انگیزی که باعث عملکرد آن می شود، برخی از مهم ترین مشکلات آن را نیز کشف کرده اند. یکی از آنها مفهوم تراکنش کاملاً ناشناس است. در حالی که بیت کوین اغلب به عنوان "ناشناس" تصور می شود، در واقع فقط "مستعار" است، زیرا تراکنش های هر آدرس بیت کوین در عموم ردیابی می شود. بلاکچین. با این حال، ارزهای دیجیتال دیگری نیز وجود دارند که توانسته‌اند بلاک چین‌هایی را توسعه دهند که حریم خصوصی کامل را در پروتکل‌های خود فراهم می‌کنند. یکی از این ارزهای دیجیتال است زکاش که از اجرای انقلابی حریم خصوصی به نام استفاده می کند zkSNARK ها.

در این پست به اصول zkSNARK ها، نحوه پنهان کردن حریم خصوصی و نحوه توسعه آنها در آینده نگاهی خواهیم انداخت.

دانش صفر از آن

zkSNARK ها بر اساس یک اصل رمزنگاری نسبتاً جدید به نام اثبات دانش صفر هستند. در ابتدایی مقاله علمی که پروتکل های دانش صفر را تئوریزه کردند، آنها به صورت زیر تعریف شدند:

پروتکل دانش صفر روشی است که به وسیله آن یک طرف (اثبات کننده) می تواند به طرف دیگر (تأیید کننده) ثابت کند که چیزی درست است، بدون اینکه هیچ اطلاعاتی به جز این واقعیت که این عبارت خاص درست است، فاش کند.

بنابراین، اساساً یک اثبات دانش صفر می‌تواند به یک نفر اجازه دهد تا ثابت کند که چیزی راز را می‌داند بدون اینکه آن راز چیست. این پیامدهای مهمی برای بسیاری از موقعیت‌ها دارد که در آن ما نیاز به تبادل یک راز داریم، اما نمی‌توانیم به طرفی که آن اطلاعات را به او ارسال می‌کنیم کاملاً اعتماد کنیم.

به عنوان مثال، به روشی که رمز عبور آنلاین شما کار می کند فکر کنید. هنگامی که رمز عبور خود را در یک وب سایت وارد می کنید، آن رمز عبور به سرور ارسال می شود و به صورت هش ذخیره می شود. در حالی که هش ها سعی می کنند رمز عبور را پنهان کنند، اما در دست یک هکر ماهر، هش می تواند به اندازه متن ساده خطرناک باشد. از این رو، شما یک راز را برای یک وب سایت فاش می کنید و برای محافظت از آن به اعتبار فرضی سایت تکیه می کنید. آیا اگر بتوانید دانش خود را از رمز عبور با حل برخی از اثبات های رمزنگاری نشان دهید، خیلی ایمن تر نخواهد بود؟

این دقیقاً همان روشی است که اثبات‌های دانش صفر کار می‌کنند و به ویژه در پروتکل‌های حفظ حریم خصوصی کریپتو مهم هستند. شما می خواهید بتوانید به طرفی ثابت کنید که با آن معامله می کنید که در واقع کلید خصوصی را در کیف پول خود نگه می دارید بدون اینکه در واقع آن کلید خصوصی را فاش کنید. بر اساس این نظریه، برای اینکه اثبات دانش صفر معتبر باشد، باید شرایط زیر را برآورده کند:

• کامل بودن: اگر ورودی درست باشد، اثبات همیشه "true" را برمی‌گرداند.
• سلامت: اگر ورودی نادرست است، نمی‌توانید مدرک دانش صفر را فریب دهید تا «درست» را بازگردانید.
• دانش صفر: تأیید کننده چیزی بیشتر از درست بودن عبارت را نمی‌آموزد

اکنون که پایه‌های اثبات دانش صفر را گذاشته‌ایم، بیایید نگاهی به نحوه ادغام آنها در zkSNARKS بیندازیم.

zkSNARK ها و بلاک چین ها

zkSNARK ها نظریه ریاضی اثبات دانش صفر را گسترش می دهند و به آنها اجازه می دهند در بلاک چین هایی با پیچیدگی محاسباتی کاهش یافته استفاده شوند. "zkSNARKs" مخفف Zero Knowledge Succinct Non Interactive Argument of Knowledge است. بله، این یک لقمه است، اما بیایید کلمه به کلمه آن را بشکنیم.

• دانش صفر: در بالا توضیح داده شد
• مختصر خیلی سریع قابل تایید است
• غیر تعاملی: مدرکی که در آن می توان یک پیام واحد از طرف اثبات کننده به تأیید کننده ارسال کرد. نیازی به پیغام های رفت و برگشتی نیست.
• برهان معرفت: اثبات کننده می تواند تأیید کننده را متقاعد کند که اطلاعات وجود دارد و آنها تنها شخصی هستند که می توانند بدون افشای اطلاعات به آن اطلاعات دسترسی داشته باشند.

در تراکنش های معمولی، زمانی که پرداختی از یک طرف به طرف دیگر ارسال می شود، جزئیات این پرداخت برای همه گره های شبکه قابل مشاهده است. این شامل تمام ورودی ها و خروجی های تراکنش است که حاوی اطلاعاتی در مورد آدرس های عمومی و مبالغ است. با این حال، با یک تراکنش دانش صفر، تنها اطلاعاتی که فرد می تواند جمع آوری کند این است که یک تراکنش انجام شده است. هیچ اطلاعاتی در مورد فرستنده، گیرنده یا مبلغ وجود ندارد. در زیر یک نمایش بصری ساده از نحوه عملکرد تراکنش دانش صفر در یک پروتکل بلاک چین ارائه شده است.

اصطلاح دیگر برای این تراکنش ها "تراکنش محافظت شده" است. zkSNARK ها برای اثبات اینکه شرایط یک تراکنش معتبر بدون فاش کردن چیزی رعایت شده است استفاده می شود. فرستنده این تراکنش باید مدرکی بسازد که موارد زیر را نشان دهد:

• مقادیر ورودی برابر با مقادیر خروجی است
• فرستنده در واقع کنترل کلیدهای خصوصی کیف پول را در اختیار دارد
• یک پیوند رمزنگاری بین کلید مخارج خصوصی و امضای تراکنش وجود دارد. این امکان را از بین می برد که شخص ثالث بتواند معامله را دستکاری کند.

البته، این نظریه اساسی پشت zkSNARKS و اثبات دانش صفر است. نگاهی عمیق تر به درک ریاضیات محاسباتی پیشرفته و رمزنگاری نیاز دارد (ریاضی ماه بر اساس ویتالیک بوترین).

zkSNARKS در حال استفاده

با توجه به اینکه zkSNARK ها تأثیر مهمی بر ارزهای دیجیتال دارند، در حال حاضر در تعدادی از زنجیره ها مورد استفاده قرار می گیرند و توسط دیگران مورد توجه قرار می گیرند. مهمتر از همه، آنها به دلیل استفاده از آنها در این زمینه محبوب شدند پروتکل Zcash.

Zcash یکی از محبوب ترین ارزهای رمزنگاری شده در جهان است که دارای یک ارزش بازار فعلی 4.3 میلیارد دلار. همچنین تعدادی چنگال زیکش و چنگال چنگال نیز وجود داشته است. به عنوان مثال، شما Zclassic دارید که یک فورک Zcash است. Zclassic همچنین دو سکه فورک شده خود را در آن تولید کرده است ZenCash و بیت کوین خصوصی. هر دوی این زنجیره ها از zkSNARK ها برای تراکنش های محافظت شده خود استفاده می کنند. سپس، جاه طلبی های دومین ارز دیجیتال با ارزش نیز وجود دارد. Ethereum، zkSNARK ها را در پروتکل خود بگنجانند. این به عنوان بخشی از ارتقای Metropolis آنها خواهد بود که شامل تعدادی ویژگی مانند است مدارک اثبات شده.

پشتیبانی از zk-SNARK یک ویژگی کلیدی در نقشه راه اتریوم است

— Vitalik "Not away ETH" Buterin (@VitalikButerin) فوریه 3، 2017

در حال حاضر، پیچیدگی محاسباتی مربوط به تولید بسیاری از این شواهد بسیار زیاد است. این امر کاربرد آنها را در بسیاری از موارد استفاده بالقوه دیگر محدود می کند. با این حال، با انجام کارهای بیشتری در این زمینه و پیشرفت قدرت محاسباتی، احتمالاً شاهد فناوری مشابه در تعدادی از برنامه های کاربردی وابسته به حریم خصوصی خواهیم بود.

چالش های بالقوه

یکی از مهم‌ترین نگرانی‌ها در مورد بلاک‌چین‌های دانش صفر این است که آن‌ها باید بر یک «کلید اصلی» خاص تکیه کنند. بدون شک داشتن یک کلید اصلی فعال برای یک بلاک چین به ارزش میلیاردها کار بزرگی است. این سایه ای است که از زمان پیدایش آن بر روی بلاک چین Zcash باقی مانده است. اگرچه تیم ZCash ادعا کرده است که کلید اصلی را در مراسم Zcash خود از بین برده اند، اما همیشه این خطر وجود دارد که این کلید لو رفته یا کسی یک نسخه از آن را داشته باشد. با این حال، ممکن است به زودی جایگزینی برای این در قالب یک انطباق منحصر به فرد دیگر به نام "zkSTARK" وجود داشته باشد. مزیت اصلی این فناوری نسبت به zkSNARK ها این است که نیازی به تکیه بر کلید اصلی یا رمزنگاری کلید عمومی نیست. تنها چیزی که آنها نیاز دارند یک الگوریتم ساده برای عملکرد است. zkSTARK ها همچنین می توانند از نظر قدرت محاسباتی مورد نیاز برای تکمیل اثبات ها بسیار کارآمدتر باشند. اگرچه این فناوری در مراحل ابتدایی خود است و هنوز توسط رمزنگاران متعددی در حال تحقیق است. جالب است که ببینیم این فناوری در چند سال آینده چگونه توسعه می یابد.

نتیجه

بیت کوین به دلایلی ساخته شد که یکی از آنها بازگرداندن کنترل مالی شخصی به افراد بود. احتمالاً حفظ حریم خصوصی دارنده یکی دیگر از مهمترین ملاحظات بوده است. اما با افزایش پذیرش ارزهای دیجیتال، توانایی دولت ها و سازمان ها برای ردیابی دقیق این تراکنش ها در بلاک چین بسیار عمومی نیز افزایش یافته است.

با این حال، با فناوری‌هایی مانند zkSNARK، چنین تراکنش‌هایی محافظت می‌شوند و طرفین کاملاً ناشناس خواهند ماند. همچنین بسیاری از برنامه های کاربردی دیگر وجود دارد که از این پیشرفت های تکنولوژیک بهره مند می شوند. در حالی که این فناوری هنوز جدید است و سوالاتی وجود دارد، نمی توان تقاضا برای یک ارز دیجیتال واقعا خصوصی را کاهش داد.

منبع: https://unhashed.com/cryptocurrency-coin-guides/what-are-zksnarks/