zk-SNARK: نحوه استفاده از آن در ارزهای دیجیتال

تراکنش‌های ارزهای دیجیتال، اگرچه مستقیماً به هویت‌های شخصی مرتبط نیستند، معمولاً به دلیل ثبت آنها در یک بلاک چین عمومی قابل ردیابی هستند. برای دور زدن این قابلیت ردیابی، یک دسته تخصصی از ارزهای رمزنگاری شده به نام کوین حریم خصوصی مورد نیاز است. سکه های حریم خصوصی از روش های مختلفی برای اطمینان از ناشناس بودن استفاده می کنند، یکی از تکنیک های قابل توجه فناوری zk-SNARKs است.

این فناوری نشان دهنده یک جزء کلیدی در اکوسیستم بلاک چین است که نماد بلوک های به هم پیوسته در یک دفتر کل دیجیتال است که توسط ارزهای رمزنگاری شده مانند بیت کوین یا اتریوم استفاده می شود. بر امنیت داده ها و رمزگذاری تأکید می کند، با گره های متصل نقش مهمی در بخش فناوری مالی (فین تک) ایفا می کند و یک شبکه دیجیتال پیچیده و انتزاعی ایجاد می کند.

برای افرادی که در حال بررسی استفاده از سکه های حریم خصوصی، چه برای تراکنش های شخصی و چه به عنوان سرمایه گذاری در ارزهای دیجیتال هستند، درک فناوری اساسی بسیار مهم است. zk-SNARK ها، اگرچه پیچیده هستند، اما جنبه محوری این فناوری است. هدف این راهنما ابهام زدایی از zk-SNARK، توضیح نقش و عملکرد آن در حوزه سکه های حریم خصوصی است.

zk-SNARK چیست؟

zk-SNARKs، مخفف Zero-Knowledge Succinct Non-Interactive Argument of Knowledge، شکل پیچیده ای از اثبات رمزنگاری را نشان می دهد، که به یک اثبات کننده امکان می دهد تا صحت یک گزاره را بدون فاش کردن جزئیات خاصی در مورد خود بیانیه تأیید کند. این فناوری سنگ بنای حوزه برنامه‌های بلاک چین با محوریت حریم خصوصی است که از محرمانه بودن تراکنش‌ها بدون به خطر انداختن یکپارچگی و قابلیت تأیید داده‌ها اطمینان می‌دهد.

در هسته خود، zk-SNARK ها اصل دانش صفر را حفظ می کنند، به این معنی که اثبات کننده می تواند یک ادعا را بدون افشای اطلاعات واقعی تأیید کند. این در سناریوهایی مانند اثبات موجودی حساب کافی برای یک تراکنش بدون افشای مبلغ دقیق یا تأیید هویت بدون افشای اطلاعات شخصی بسیار مهم است.

جنبه «مختصر» zk-SNARK ها به اندازه اثبات کوچک و فرآیند تأیید سریع اشاره دارد که آنها را برای برنامه های بلاک چین کارآمد و کاربردی می کند. ماهیت غیر تعاملی آنها فرآیند را ساده تر می کند، زیرا نیازی به ارتباط مداوم بین اثبات کننده و تأیید کننده ندارد.

zk-SNARK ها برای حفظ حریم خصوصی در ارزهای دیجیتال، به ویژه در بلاک چین های عمومی که جزئیات تراکنش معمولاً شفاف هستند، یکپارچه هستند. به عنوان مثال، Zcash ، یک ارز دیجیتال متمرکز بر حریم خصوصی، از zk-SNARK ها برای اعتبارسنجی تراکنش ها استفاده می کند و در عین حال جزئیات شرکت کنندگان مانند آدرس ها و ارزش تراکنش ها را مخفی نگه می دارد.

توسعه zk-SNARK ها از زمان معرفی اولیه آن در تحقیقات دانشگاهی، با مشارکت های قابل توجه چهره هایی مانند الساندرو کیزا ، یکی از بنیانگذاران Zcash، تکامل یافته است. این تکامل در کاربردهای عملی zk-SNARK ها منعکس می شود که اکنون در تضمین حریم خصوصی و امنیت تراکنش ها در فضای بلاک چین نقش اساسی دارند.

به طور خلاصه، zk-SNARK ها ابزار قدرتمندی برای حفظ حریم خصوصی و امنیت در تراکنش های بلاک چین ارائه می دهند که تعادلی بین محرمانه بودن و نیاز به تأیید در تعاملات دیجیتال ایجاد می کند.

دانش صفر چیست؟

دانش صفر مفهومی در رمزنگاری است که بر حداقل اشتراک گذاری اطلاعات در حین تأیید بیانیه تمرکز دارد. این در مورد ایجاد شواهدی است که انتقال داده ها را محدود می کند.

کار اساسی در این زمینه با مقاله دهه 1980 "پیچیدگی دانش سیستم های اثبات تعاملی" آغاز شد. این مقاله چگونگی استفاده از دانش در اثبات بین سیستم‌های تعاملی را مورد بررسی قرار می‌دهد که به درک ما از مدیریت دانش در علوم کامپیوتر کمک می‌کند.

این تحقیق ریشه های خود را به مقاله تأثیرگذار استیون کوک در سال 1971، "کامل بودن رویه های اثبات قضیه" برمی گرداند، که به پیچیدگی الگوریتم ها می پردازد. به طور مشابه، مقاله پیچیدگی دانش بر تعریف محدودیت‌های دانش در براهین تمرکز داشت.

از نظر عملی، دانش صفر به احراز هویت در ارتباطات نرم افزاری مربوط می شود. زمانی که سیستم‌ها با هم تعامل دارند و یکی نیاز به اثبات ادعای دیگری دارد، دانش صفر روش‌هایی را برای انجام این کار به صورت ایمن و با حداقل نشت داده ارائه می‌دهد.

به عنوان مثال، در یک رویکرد اساسی، یک سیستم ممکن است دانش رمز عبور را با انتقال مستقیم آن ثابت کند. اما هدف پروتکل‌های دانش صفر این است که ادعاهایی مانند این را با حداقل اطلاعات تأیید کند و از انتقال مستقیم رمز عبور اجتناب کند. این پروتکل‌ها برای اطمینان از اینکه احراز هویت به احتمال زیاد دقیق است، به احتمال متکی هستند.

اثبات های تعاملی شامل گفتگوی مداوم بین اثبات کننده و تأیید کننده است. در اثبات‌های دانش صفر، این تعامل در یک بسته امن و منفرد فشرده می‌شود و امکان تأیید غیرتعاملی را فراهم می‌کند.

مفهوم اثبات‌های غیرتعاملی دانش صفر برای اولین بار در مقاله‌ای در سال 1988 نشان داده شد که منجر به پیشرفت‌های بیشتری مانند SNARKs (استدلال‌های مختصر غیر تعاملی دانش) شد. این مفاهیم از زمان معرفی به طور مداوم اصلاح شده اند.

یک کاربرد عملی از این ایده ها پروتکل پینوکیو است که در سال 2013 پیشنهاد شد. این پروتکل امکان تأیید عمومی محاسبات توسط منابع نامعتبر را فراهم می کند. این مفاهیم به سیستم‌های پیچیده‌تری تبدیل شده‌اند، اگرچه به دلیل پیچیدگی ریاضی و تازگی، درک کامل آنها چالش برانگیز است.

zk-SNARK هنوز یک زمینه در حال توسعه است و تحقیقات و اجرای آن در حال انجام است. کاربردهای آن در سیستم‌های مختلف مورد بررسی قرار می‌گیرند و آن را به یک حوزه قابل توجه در رمزنگاری تبدیل می‌کنند. بیایید عمیق‌تر به نحوه عملکرد zk-SNARK بپردازیم و به جای ریاضیات پیچیده پشت آن، روی کاربردهای عملی آن تمرکز کنیم.

zk-SNARK چگونه کار می کند

در حوزه ارزهای رمزنگاری شده، zk-SNARK ها با حفظ حریم خصوصی، نقشی اساسی در اعتبارسنجی تراکنش ها ایفا می کنند. این ابزارهای رمزنگاری به فرستنده تراکنش اجازه می دهد تا نشان دهد که تمام شرایط لازم را دارد - مانند داشتن وجوه کافی و کلید خصوصی صحیح - بدون افشای هیچ گونه جزئیات حساس مانند آدرس ها یا مبالغ تراکنش. این امر با رمزگذاری برخی از قوانین اجماع بلاک چین در zk-SNARK ها به دست می آید.

zk-SNARK اساساً تأیید می کند که یک محاسبات خاص رخ داده است، و محاسبات اصلی را از طریق یک سری تبدیل به یک قالب ریاضی بسیار خاص تبدیل می کند. به عنوان مثال، در اثبات داشتن یک رمز عبور، ادعای واقعی به یک معادل کاربردی تغییر می‌کند، مانند اجرای رمز عبور متن ساده از طریق یک الگوریتم هش. این فرآیند تبدیل بسیار مهم است، زیرا یک تابع را به قالبی تبدیل می‌کند که می‌تواند به طور موثر بدون افشای داده‌های اصلی تأیید شود.

برای تولید zk-SNARK، پروور معادلات چند جمله ای را تولید می کند که به عنوان پازل رمزنگاری عمل می کنند. این معادلات برای zk-SNARK ضروری هستند و روشی امن برای انتقال حقیقت بدون افشا ایجاد می‌کنند. تصادفی بودن در این فرآیند بسیار مهم است، و یک جنبه منحصر به فرد به هر اثبات اضافه می کند و از مهندسی معکوس جلوگیری می کند.

امضای دیجیتال همچنین نقش مهمی در نحوه عملکرد zk-SNARK ایفا می کند. Prover یک جفت کلید (عمومی و خصوصی) تولید می کند و از کلید خصوصی برای امضای تراکنش استفاده می کند. سپس این تراکنش در یک zk-SNARK کدگذاری می‌شود و اثبات ریاضی اعتبار آن را ارائه می‌کند. هنگامی که این مدرک به همراه کلید عمومی برای تایید کننده ارسال می‌شود، آنها می‌توانند صحت تراکنش را به سرعت و کارآمد بدون کسب اطلاعات اضافی در مورد آن تایید کنند.

به طور خلاصه، zk-SNARK ها تبدیل های پیچیده ریاضی، معادلات چند جمله ای و امضای دیجیتال را برای فعال کردن تأیید تراکنش امن و خصوصی در شبکه های بلاک چین ترکیب می کنند. این فناوری نه تنها حریم خصوصی را در تراکنش‌های ارزهای دیجیتال افزایش می‌دهد، بلکه امکانات جدیدی را در محاسبات امن و غیرقابل اعتماد ایجاد می‌کند.

کاربردهای کلیدی zk-SNARKs

zk-SNARK ها نقش مهمی در افزایش حریم خصوصی و امنیت در چشم انداز دیجیتال ایفا می کنند و تأثیر آنها در زمینه های مختلف احساس می شود. در اینجا نگاهی به برخی از حوزه‌های کلیدی که zk-SNARK‌ها در آن‌ها تفاوت چشمگیری ایجاد می‌کنند آورده شده است:

بلاک چین و قراردادهای هوشمند

در دنیای بلاک چین، zk-SNARK ها در تسهیل تراکنش های خصوصی و در عین حال قابل تایید در دفتر کل عمومی بسیار موثر هستند. این فناوری جواهر پنهانی است که امکان تراکنش های ناشناس در شبکه های بلاک چین را فراهم می کند و از حریم خصوصی و یکپارچگی اطمینان می دهد.

تایید هویت

zk-SNARK ها این پتانسیل را دارند که روش تأیید هویت ما را متحول کنند. آنها سناریوهایی را فعال می کنند که در آن شما می توانید سن یا ملیت خود را بدون نیاز به افشای جزئیات خاصی مانند تاریخ تولد یا شماره پاسپورت خود ثابت کنید و از حفظ حریم خصوصی در شناسایی شخصی اطمینان حاصل کنید.

تراکنش های مالی امن

با افزایش تهدید نقض داده ها، zk-SNARK ها به عنوان سنگر حریم خصوصی برای فعالیت های مالی آنلاین هستند. آنها از تراکنش‌های مالی محافظت می‌کنند و مطمئن می‌شوند که داده‌های مالی حساس محرمانه باقی می‌مانند.

حریم خصوصی داده ها در مراقبت های بهداشتی

در بخش مراقبت های بهداشتی، جایی که سوابق بیماران در برابر تهدیدات سایبری آسیب پذیر است، zk-SNARK ها راه حلی قوی ارائه می دهند. آنها سوابق پزشکی را رمزگذاری می کنند و مطمئن می شوند که این اطلاعات حساس فقط برای بیماران و ارائه دهندگان مراقبت های بهداشتی مجاز آنها قابل دسترسی است.

این برنامه ها ماهیت تحول آفرین و همه کاره zk-SNARK ها را در حفاظت از حریم خصوصی و امنیت در طیف وسیعی از بخش ها برجسته می کنند و اهمیت آن ها را در ساخت دنیای دیجیتال امن تر نشان می دهند.

کدام کوین ها از zk-SNARK استفاده می کنند؟

رمزارز SNARK که معمولاً به عنوان یک سکه حریم خصوصی شناخته می‌شود، از فناوری zk-SNARKs برای افزایش حریم خصوصی کاربر در فضای ارزهای دیجیتال استفاده می‌کند. این نوع ارز دیجیتال شامل نمونه های شناخته شده ای مانند:

Zcash (ZEC)
Verge (XVG)
مونرو (XMR)
خط تیره (DASH)
پرتو (BEAM)
هوریزن (ZEN)
بایت کوین (BCN)

نگرانی اصلی zk-SNARK ها آسیب پذیری کلید خصوصی است. اگر به خطر بیفتد، می تواند منجر به ایجاد شواهد تقلبی شود که به طور بالقوه امکان تولید و سوء استفاده از سکه های حریم خصوصی تقلبی را فراهم می کند.

فراتر از ارزهای دیجیتال، zkSNARK ها در حوزه های مختلف کاربرد پیدا می کنند:

تأیید هویت : آنها تأیید اعتبار کاربر را بدون نیاز به رمز عبور یا اسناد سنتی مانند گذرنامه یا گواهی تولد فعال می کنند، بنابراین از اطلاعات شخصی حساس محافظت می کنند.
سیستم‌های رای‌گیری : zkSNARK‌ها می‌توانند هویت رای‌دهندگان را با حفظ ناشناس بودن اعتبارسنجی کنند و حتی در صورت فاش شدن اطلاعات رای‌دهی، از حریم خصوصی رای‌دهندگان اطمینان حاصل کنند.
فشرده سازی داده ها : این برنامه به ویژه جذاب است و شایستگی کاوش بیشتر را دارد.

یک مثال عملی از zkSNARK های در حال استفاده،Filecoin است، یک شبکه ذخیره سازی غیرمتمرکز شبیه به Dropbox مبتنی بر بلاک چین. در این اکوسیستم، تأمین‌کنندگان ذخیره‌سازی (یا «اثبات‌کننده‌ها») باید ذخیره‌سازی داده‌های روی زنجیره مناسب را به گره‌های شبکه («تأییدکننده‌ها») نشان دهند. این فرآیند، که برای اطمینان از یکپارچگی و امنیت داده‌ها حیاتی است، می‌تواند منابع فشرده باشد.

Filecoin توضیح می‌دهد که حجم ارائه‌دهندگان ذخیره‌سازی داده‌ای که نیاز به اعتبارسنجی دارند، قابل توجه است و دائماً در حال افزایش است. برای حفظ عملیات کارآمد و مقیاس پذیری، شبکه به راه حلی برای تأیید سریع و قوی نیاز دارد. zk-SNARK ها این راه حل را با کاهش قابل توجه زمان و داده های مورد نیاز برای تأیید ذخیره سازی ارائه می دهند.

برای ارائه دهندگان ذخیره سازی در شبکه Filecoin، zk-SNARK ها حجم انتقال داده مورد نیاز برای اثبات ذخیره سازی را کاهش می دهند و در نتیجه هزینه های عملیاتی را کاهش می دهند و کارایی کلی شبکه را افزایش می دهند.

انتقاد از zk-SNARK ها

zk-SNARK ها اگرچه انقلابی هستند، اما با مجموعه ای از چالش ها همراه هستند. یکی از نگرانی‌های اصلی، آسیب‌پذیری بالقوه مربوط به کلید خصوصی مورد استفاده در راه‌اندازی پروتکل اثبات است. اگر این کلید به خطر بیفتد، می تواند منجر به ایجاد شواهد نادرست اما به ظاهر معتبر شود که امکان فعالیت های جعلی مانند تولید غیرمجاز توکن های Zcash را فراهم می کند. برای کاهش این خطر، Zcash یک پروتکل اثبات پیچیده را اجرا کرده است که شامل چندین طرف است تا شانس جعل را به حداقل برساند.

موضوع دیگری که با Zcash مطرح شده به مدل اقتصادی آن مربوط می شود. در مراحل اولیه، Zcash چیزی را معرفی کرد که به عنوان "مالیات بنیانگذار" شناخته می شود، که در آن 20٪ از توکن های استخراج شده به توسعه دهندگان اختصاص داده شد. این جنبه انتقاداتی را برانگیخته است و برخی معتقدند که می‌تواند منجر به ایجاد تعداد نامعلومی از توکن‌های Zcash شود و در نتیجه تعیین تعداد کل توکن‌های در گردش را دشوار می‌کند.

در پاسخ به این نگرانی‌ها، و به‌ویژه موضوع راه‌اندازی قابل اعتماد در zk-SNARK، تلاش‌هایی برای ارتقای فناوری صورت گرفته است. از سال 2019، یک تیم توسعه‌دهنده به نام Suterusu روی گونه‌ای به نام zK-ConSNARK کار می‌کند. این نوآوری ادعا می کند که نیاز به یک راه اندازی قابل اعتماد را از بین می برد، بنابراین جنبه امنیتی را تقویت می کند. هدف آن گسترش حفاظت از حریم خصوصی به بلاک چین های اصلی مانند بیت کوین است و به داشتن کمترین نرخ تورم در بین ارزهای دیجیتال فعلی افتخار می کند که نشان دهنده گامی مهم به جلو در تکامل فناوری zk-SNARK است.

لطفا توجه داشته باشید که Plisio همچنین به شما پیشنهاد می دهد:

فاکتورهای رمزنگاری را با 2 کلیک ایجاد کنید and اهدای کریپتو را بپذیرید

12 ادغام ها

6 کتابخانه های محبوب ترین زبان های برنامه نویسی

19 ارز دیجیتال و 12 بلاک چین