Sıfır Bilgi Kanıtı: ZKproofs Nasıl Çalışır ve Neden Önemlidir?

Gizli bir bilgiyi bilip de onu paylaşmadan 'kanıtlayamamanın' yarattığı büyük hayal kırıklığını hiç hissettiniz mi? O zaman sıfır bilgi kanıtları nihai çözümünüz olabilir.

Sıfır bilgi kanıtı (ZKP veya ZKProof), iki tarafın bir ifadenin doğru olup olmadığını, bununla ilgili herhangi bir bilgi vermeden onaylamasına olanak tanıyan bir kimlik doğrulama sistemidir.

Günümüz dünyasında verilerinizi ve kripto paranızı çevrimiçi ortamda korumak her zamankinden daha önemli. ZKP sistemleri, bilgilerinizi korurken aynı zamanda beyanlarınızın doğru olduğunu kanıtlamanıza olanak tanıyan blockchain tabanlı gizlilik çözümleri oluşturmak için kullanılır.

Bu kılavuz, ZKProof hakkındaki yakıcı sorularınızı ortaya çıkaracak ve bu yanlış anlaşılan konunun gizemini çözecektir. Hadi dalalım.

Kripto ve blockchain teknolojisinin büyümesiyle popüler hale gelmesine rağmen, kimlik doğrulama sistemi olarak kullanılan sıfır bilgi kanıtının ilk kayıtları 1985 yılına kadar uzanıyor. Bilgisayar bilimi ve makine öğrenimi uzmanları Shafi Goldwasser ve Silvio Micali, ZKP'ler hakkında bir MIT makalesi yayınladılar. çok önceden Ethereum bir gerçekti.

Kriptografiyi kullanan sıfır bilgi protokolleri güven oluşturur ve gerçek ifadeleri doğrular. Kulağa basit geliyor ama işin püf noktası şu: ZKP'ler, bir 'kanıtlayıcının' ve 'doğrulayıcının', ifadeyi gerçekten paylaşmadan bir ifadenin doğru olduğundan emin olmasını sağlar. Bu kanıt protokolü, özel bilgileri ifşa etmek istemeyen kullanıcılar için daha fazla siber güvenlik sunar.

Kolaylık olması açısından bir ELI5 örneği verelim. Bir ZKP, bir kanıtlayıcı olarak bana, yani bir doğrulayıcıya, kitapta Waldo'nun yerini belirtmeden, Waldo'nun nerede olduğunu bildiğimi gösterme olanağı tanır. Herhangi bir hassas bilgiyi açıklamadan ifadeyi kanıtlayabilirim.

Sıfır bilgi protokolünün gerçekten etkili olabilmesi için, algoritmanın üç basit gereksinimi yerine getirirken bir ifadenin doğru olduğunu kanıtlaması gerekir.

• Tamlık – Kanıtlayıcı tarafından sağlanan ifade doğruysa, ZKP her zaman aynı 'doğru' sonucu verecektir. Doğru olan her şey kanıtlanabilir.
• İstatistiksel Sağlamlık – Kanıtlayıcı tarafından sağlanan ifade doğru değilse, doğrulayıcının bunun yanlışlığını teyit edebilmesi gerekir. Esasen, bir kanıtlayıcı dürüst bir doğrulayıcıya yalan söyleyip onu aldatamaz. 
• Sıfır Bilgi – ZKP yalnızca kanıtlayıcının doğrulayıcıya doğruyu söyleyip söylemediğini açıklamalıdır.

İlk başta karmaşık görünse de uygulamaya konulduğunda anlaşılması çok kolay hale geliyor. Sıfır bilgi ispat sisteminin belki de en ünlü örneği Ali Baba mağara hikayesidir.

Ali Baba mağarası, kanıtlayıcı Bob ile doğrulayıcı Alice'in hikâyesini anlatır. Döngü oluşturan bir mağara hayal edin. Döngünün bir yerinde, yalnızca doğru parolayla açılıp içinden geçilebilen kilitli bir kapı vardır. Bob, Alice'e şifrenin ne olduğunu söylemeden, Alice'e şifreyi bildiğini kanıtlamak istiyor.

Alice ve Bob, sıfır bilgi protokolleri için güvenilir bir kurulum oluşturur. Bob, özel anahtar gibi şifreyi gerçekten biliyorsa ve kapıdan geçebiliyorsa, döngünün her iki tarafından mağara girişindeki Alice'e dönebilmelidir.

Teoremi test eden Bob, sihirli kapının yanında Alice'in onu her iki yoldan da girişe geri çağırmasını bekler. Bob, ister A'yı ister B'yi çağırsın, %100 doğrulukla doğru yoldan geri dönebilir.

Bunun etkili bir interaktif prova sistemi olduğundan emin olabiliriz çünkü:

• Tamamlandı – Bob, doğru yoldan %100 doğrulukla döndüğü için şifreyi bildiğini kanıtlıyor
• Bu doğru – Bob şifre olmadan kapıdan geçemez. Yanlış yoldan dönerse Alice şifreyi bilmediğini doğrulayabilir.
• Bob, Alice'i şifreyi bildiğini düşünmesi için kandıramaz.
• Sıfır bilgi paylaşılır - Bob, herhangi bir gizli bilgiyi paylaşmadan şifreyi gerçekten bildiğini kanıtlayabilir.

Tam her şeyi çözdüğünüzü düşündüğünüzde, incelenecek daha çok şey var. Ali Baba Mağarası, sıfır bilgi kanıtlarının birkaç farklı türünden bir örnektir. ZKP'ler öncelikle etkileşimli ve etkileşimli olmayan olmak üzere iki ana gruba ayrılır.

Ali Baba mağarası interaktif ZKP örneğidir. Bu, güvenilir kurulumun güvenilir kalmasını sağlamak için her iki tarafın da sürekli olarak birbirleriyle etkileşime girmesi gerektiği anlamına gelir.

Bu bazı sorunlar doğuruyor. Etkileşimli ZKP'ler zaman alıcı olabilir ve her iki tarafın da kullanılabilir olmasına bağlıdır. Sonuç olarak, bu tür sıfır bilgi kanıtları ölçeklenebilirlik sorunlarından muzdariptir. Neyse ki blockchain teknolojisi, etkileşimli olmayan sıfır bilgi kanıtları gibi bu sorunu aşmanın yollarını sunuyor.

Etkileşimli olmayan bir ZKP'de hem kanıtlayıcı hem de doğrulayıcı ortak bir ortak anahtara erişebilir. Bu anahtar, kanıtlayıcının ifadesini kanıtlamak için taraflar arasında yalnızca bir tur iletişimin gerekli olmasını sağlar.

Kanıtlayıcı, bilgiyi, ifadenin doğru mu yanlış mı olduğunu doğrulayan güvenli bir şifreleme algoritmasıyla paylaşır. Daha sonra sonuç doğrulayıcıya iletilir. Doğrulayıcı, doğruluğu sağlamak için kanıtlayıcının ifadesini ayrı bir algoritmayla çapraz referanslar.

Blockchain akıllı sözleşmelerinin finansal işlemleri kolaylaştırabilmesi gibi, etkileşimli olmayan kanıtlar da etkileşimli kanıtlardan daha etkilidir. Üstelik bir kanıt oluşturulduktan sonra, paylaşılan anahtara ve algoritmalara erişimi olan herkes bunu doğrulama amacıyla kullanabilir.

Elbette tavşan deliği daha da derine iniyor! Etkileşimli olmayan sıfır bilgi kanıtlarının şemsiyesinin altında ZK-Snark ve ZK-Stark gibi daha birçok çeşit vardır.

ZK-Snark, belirli bir ZKP türü için uzun soluklu bir kısaltmadır. Şu anlama gelir:

• Sıfır Bilgi – Zaten bildiğimiz gibi, bir kanıtlayıcı, gizli bilgileri paylaşmadan bir ifadenin doğruluğunu doğrulayabilir.
• Kısa ve öz – Kanıtlanan kavram karmaşık olsa bile, kanıtlar küçüktür ve doğrulanması kolaydır
• Etkileşimli Değil – ZKP'nin doğru çalışması için doğrulayıcıların ve doğrulayıcıların ileri geri iletişim kurmasına gerek yoktur
• Argüman – Kanıt sağlamdır, yani doğrulayıcı, kanıtlayıcının ifadesini çürütebilir.
• Bilgi – Algoritma kanıtlayıcının bilgilerinin doğru olmasını sağlar

Sonuçta ZK-Snarks, söz konusu bilgiler olmadan bilgi kanıtını göstermek için izin gerektirmeyen, güvenli ve ölçeklenebilir araçlar olacak şekilde tasarlanmıştır.

ZK-Stark'lar aslında ZK-snark'larla aynıdır. İkisi arasındaki kritik fark, ZK-stark'ların daha fazla ölçeklenebilirlik için optimize edilmiş olması ve daha büyük kanıtlar üretmesidir. ZK-stark'lar kısa ve öz olmak ve etkileşimli olmamak yerine:

• Ölçeklenebilir – ZK-stark'lar daha büyük ifadeleri daha hızlı doğrulamak için tasarlanmıştır.
• Şeffaf – ZK-stark geçirmez sistemler, özel algoritmalar tarafından doğrulanmanın aksine, oluşturulan rastgele değerlere dayalı olarak kamuya açık olarak doğrulanabilir.

Bitcoin ve Ethereum gibi blockchain teknolojilerinin gerçek dünyadaki uygulamaları açık olsa da ZKProof'lar zincir üstü inovasyonda ancak şimdi ön plana çıkıyor. ZKP'lerin birçok kullanım durumu hala keşfedilmektedir. İşte ZKProofs'un en heyecan verici gerçek hayattaki yardımcı programlarından bazıları:

Birçok ülkede, kredi almak veya gayrimenkul satın almak istediğinizde banka hesap özetlerinizi ve gelirinizi göstermek yaygın bir uygulamadır. Ancak herkes hayatının ve harcamalarının her detayını açıklamak istemez.

ZKP'ler, kullanıcıların işlem geçmişlerinin tamamını ilgisiz taraflara açıklamadan, yeterli fon ve gelir kanıtına sahip olduklarını göstermelerine olanak tanır.

KYC prosedürleri ve diğer kimlik toplama sağlayıcıları, hassas verileri merkezi sunucularda mevcut formatlarında saklar. Bu sorunlu olabilir çünkü bir güvenlik ihlali, bilgilerinizin izniniz olmadan paylaşılmasına neden olabilir.

Sıfır bilgi kanıtları, kişisel bilgilerinizi kimseye ifşa etmeden kimliğinizi çevrimiçi olarak kolayca doğrulamanıza olanak tanır. Örneğin, pasaport bilgilerinizi paylaşmadan ülkenizin vatandaşı olduğunuzu kanıtlayabilirsiniz.

Kripto para birimini ve blockchain teknolojisini kullanmanın temel faydalarından biri çevrimiçi gizliliğinizi geri almaktır. Ancak cüzdan adresiniz kimliğinize bağlıysa bu gizliliği korumak zor olabilir.

ZKP'ler ve gizlilik odaklı blok zincirler, cüzdanınızı ve işlemlerinizi meraklı gözlerden korumanızı kolaylaştırır. İşlemleri karıştırıp koruyan bu protokoller, kullanıcılara zincir üzerinde fon gönderip alırken daha fazla anonimlik sunar.

Sıfır bilgi kanıtı sistemleri güçlü araçlardır. Şaşırtıcı olmayan bir şekilde, etkili bir şekilde çalışmak için yüksek hesaplama ve donanım maliyetleri talep ediyorlar. Sonuç olarak, sağlayıcıların işletmesi maliyetli olabilir.

Ek olarak ZKProof işlemlerinin zincir üzerinde onaylanması ve doğrulanması yoğun bir işlemdir ve yüksek gas ücreti gerektirir. Neyse ki, daha ölçeklenebilir blok zincirleri gibi çığve Layer-2 çözümleri ortaya çıktığında bu ücretler azalacaktır.

ZKProof anlatımı, kripto pazarında yerleşik ve rekabetçi bir niştir. Sıfır bilgi kanıtlarını kullanan kripto girişimlerine ve blockchain projelerine bazı örnekler:

Zcash, kullanıcıların işlemle ilgili hassas bilgileri paylaşmadan, anonim olarak kripto para birimini anında gönderip almasına olanak tanıyan bir blockchain ağıdır. Bitcoin ve Ethereum gibi diğer ağlarda adresler ve işlemin değeri gibi tüm işlem verileri kamuya açık olarak doğrulanabilir.

Varsayılan olarak Zcash ağı, bu gizli bilgiyi otomatik olarak gizlemek ve kullanıcılara daha fazla gönül rahatlığı sağlamak için ZKP'leri kullanır.

Tornado Cash, kullanıcıların bağlantısız cüzdanlar arasındaki transferleri 'gizlemelerine' olanak tanıyan bir token karıştırıcıdır. ZKProof teknolojisinden yararlanan kullanıcı, uygulamaya bir cüzdandan para yatırabilir, ardından bu fonları gizli bir anahtar kullanarak yeni bir cüzdana çekebilir.

Yapılan protokol kurucusu Alexey Pertsev 2022'de manşetlere çıktı, Hollanda'da tutuklandı. Savcılara göre Tornado Cash, suçlular için kara para aklama hizmetlerini kolaylaştırıyor. Bu iddiaya rağmen Tornado Cash, gerçek sahibi veya motivasyonu olmayan, merkezi olmayan bir hizmettir.

Etkileşimli olmayan sıfır bilgi kanıtları etkilidir ancak mükemmel olmaktan uzaktır. Bu teknoloji henüz başlangıç ​​aşamasındadır ve yeni gelenlerin güvenilir bir kurulum oluşturmak için geliştiricilere tamamen güvenmeleri gerekir, bu da güç dengesizliği yaratır.

Sıfır bilgi kanıtları, hassas bilgileri çevrimiçi olarak paylaşma şeklimizi değiştirebilecek, blockchain teknolojisinin yıkıcı bir kullanım örneğidir. Bunları etkili bir şekilde kullanabilmeniz için nasıl çalıştıklarının farkında olmanız önemlidir.

Etkileşimli bir sıfır bilgi kanıt sistemi, kanıtın geçerli kalmasını sağlamak için katılımcıların sık sık birbirleriyle iletişim kurmasını gerektirir. Etkileşimli olmayan bir ZKProof, bu gereksinimi ortadan kaldırmak için şifreleme ve paylaşılan bir anahtar kullanır.

ZKProof'lar yüksek hesaplama gücü gerektiren yoğun protokollerdir. Etkin bir şekilde çalışabilmeleri için pahalı donanımlara ve zincir içi işlem maliyetlerine ihtiyaç duyarlar.

ZKProof'un en bilinen örneği bu kılavuzda özetlenen Ali Baba mağarası benzetmesidir.