نشأت أنظمة إثبات المعرفة الصفرية الحديثة من الورقة التي ألفها Goldwasser وMicali وRackoff في عام 1985. تستكشف هذه الورقة كمية المعرفة المطلوبة لإثبات صحة بيان ما من خلال تفاعلات محدودة في نظام تفاعلي. إذا كان من الممكن إجراء تبادل معرفة بدون معرفة إضافية، يُطلق عليه اسم إثبات المعرفة الصفرية. يمكن أن تحقق هذه الأنظمة التفاعلية صحة بمعنى الاحتمالية فقط، وليس في معنى الإثبات الكامل رياضيًا.
للتغلب على هذه العيب، ظهرت الأنظمة غير التفاعلية، التي تتمتع بكماليتها، لتصبح الخيار المثالي لأنظمة zk-SNARKs. كانت أنظمة zk-SNARKs المبكرة تعاني من نقص في الكفاءة والعملية، وكانت تقتصر بشكل رئيسي على المستوى النظري. على مدى العقد الماضي، ومع ظهور علم التشفير في مجال العملات المشفرة، أصبحت zk-SNARKs اتجاهًا بحثيًا رئيسيًا.
الاختراق الكبير في إثبات المعرفة الصفرية هو ما اقترحه Groth في عام 2010 من إثبات المعرفة الصفرية غير التفاعلي القصير القائم على الاقتران، مما وضع الأساس النظري لـ zk-SNARKs. في عام 2015، كانت Zcash أول من استخدم إثبات المعرفة الصفرية في حماية خصوصية المعاملات، مما أطلق العنان لدمج zk-SNARKs مع العقود الذكية، مما وسع بشكل كبير من مجالات التطبيق.
تشمل الإنجازات الأكاديمية المهمة الأخرى: بروتوكول Pinocchio لعام 2013، وخوارزمية Groth16 لعام 2016، وBulletproofs لعام 2017، بالإضافة إلى zk-STARKs التي تم تقديمها في عام 2018. لقد ساهمت هذه التقدمات بشكل كبير في دفع تطوير zk-SNARKs من النظرية إلى التطبيق.
zk-SNARKs التطبيقات الرئيسية
أشهر تطبيقين حاليين لإثبات المعرفة الصفرية هما حماية الخصوصية وتوسيع السعة. حظيت المعاملات الخاصة في البداية باهتمام واسع، ومن المشاريع الرائدة زكاش ومونيرو. مع تحول إيثيريوم نحو مسار توسع مركزي حول الـrollup، أصبحت حلول التوسع المستندة إلى إثبات المعرفة الصفرية مرة أخرى محور اهتمام الصناعة.
معاملات الخصوصية
تم تنفيذ العديد من المشاريع المتعلقة بالمعاملات الخاصة، مثل Zcash وTornado اللذين يستخدمان SNARK، وMonero الذي يستخدم Bulletproof. على سبيل المثال، تشمل عملية المعاملات في Zcash مراحل إعداد النظام، توليد المفاتيح، سك العملة، التحويل، التحقق، والاستلام، مما يحقق حماية خصوصية المبلغ والعنوان.
ومع ذلك، لا تزال هناك بعض القيود على مشاريع مثل Zcash. على سبيل المثال، يعتمد Zcash على نموذج UTXO، حيث يتم حجب بعض معلومات المعاملات بدلاً من إخفائها تمامًا. بالإضافة إلى ذلك، فإن معدل استخدامه منخفض، مما يشير إلى أن الطلب الفعلي على المعاملات الخاصة قد لا يكون كما هو متوقع. بالمقارنة، فإن تصميم Tornado الذي يعتمد على حوض خلط كبير واحد أكثر عمومية، وهو قائم على شبكة Ethereum، مما يوفر قابلية توسيع أفضل.
توسيع التطبيقات
تطبيقات zk-SNARKs في توسيع النطاق تتمثل بشكل رئيسي في zk-rollup. يتضمن zk-rollup نوعين من الأدوار: Sequencer و Aggregator. يقوم Sequencer بتجميع المعاملات، بينما يقوم Aggregator بدمج عدد كبير من المعاملات وإنتاج zk-SNARKs، وذلك لتحديث حالة السلسلة الرئيسية.
تتمثل مزايا zk-rollup في انخفاض التكاليف، والسرعة النهائية، وحماية الخصوصية، ولكن هناك أيضًا عيوب مثل حجم الحساب الكبير، والاحتياج المحتمل لإعداد موثوق. تشمل المشاريع الرئيسية في سوق zk-rollup حاليًا StarkNet و zkSync و Aztec Connect و Polygon Hermez، حيث تركز كل منها على جوانب مختلفة من المسار التكنولوجي وتوافق EVM.
لطالما كانت قابلية التوافق مع EVM تحديًا تواجهه أنظمة zk-SNARKs. حاليًا، هناك حلان رئيسيان في الصناعة: التوافق الكامل مع أكواد العمليات في Solidity، أو تصميم آلة افتراضية جديدة صديقة لـ ZK وتكون متوافقة مع Solidity. على مدار السنوات الأخيرة، شهدت التكنولوجيا تطورًا سريعًا، مما أدى إلى تحسين كبير في قابلية التوافق مع EVM، وهذا سيكون له تأثير كبير على بيئة تطوير zk-SNARKs وأوضاع المنافسة.
نظرة عامة على مبدأ تنفيذ zk-SNARKs
zk-SNARK( zk-SNARKs ) هي واحدة من أكثر حلول إثباتات المعرفة الصفرية استخدامًا حاليًا. تتميز بالمعرفة الصفرية، والبساطة، وعدم التفاعل، والموثوقية، والمعرفة.
تشمل عملية إثبات zk-SNARKs الخاصة بـ Groth16 الخطوات التالية:
تحويل المشكلة إلى دائرة
تحويل الدائرة إلى R1CS( نظام القيود من الرتبة 1)
تحويل R1CS إلى QAP( برامج الحساب التربيعي )
إنشاء إعداد موثوق، وتوليد مفاتيح الإثبات ومفاتيح التحقق
إنشاء والتحقق من zk-SNARKs
تتطور تقنية zk-SNARKs بسرعة، ومن المتوقع أن تلعب دورًا مهمًا في المزيد من المجالات في المستقبل. مع تحسين التوافق مع EVM وظهور خوارزميات جديدة، يمكننا توقع المزيد من التطبيقات الابتكارية لتقنية zk-SNARKs في مجال blockchain ومجالات أخرى.
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 17
أعجبني
17
5
مشاركة
تعليق
0/400
retroactive_airdrop
· 07-14 21:54
أليست هي المنقذ المجاني لـ GMX و SNX؟
شاهد النسخة الأصليةرد0
HappyMinerUncle
· 07-12 06:03
آه، من سيفهم كل هذا التعقيد؟
شاهد النسخة الأصليةرد0
MetaMisery
· 07-12 06:03
طالب الدراسات العليا يتألم ويكتب بحثه، ويظهر zk-SNARKs مرة أخرى..
شاهد النسخة الأصليةرد0
MetaMaximalist
· 07-12 05:55
هههه النمو هو 2017... يجب عليكم مواكبة snarks التكرارية حقًا
zk-SNARKs: الابتكار التكنولوجي والتطبيقات من النظرية إلى الممارسة
تاريخ وتطبيقات zk-SNARKs
zk-SNARKs تاريخ التطور
نشأت أنظمة إثبات المعرفة الصفرية الحديثة من الورقة التي ألفها Goldwasser وMicali وRackoff في عام 1985. تستكشف هذه الورقة كمية المعرفة المطلوبة لإثبات صحة بيان ما من خلال تفاعلات محدودة في نظام تفاعلي. إذا كان من الممكن إجراء تبادل معرفة بدون معرفة إضافية، يُطلق عليه اسم إثبات المعرفة الصفرية. يمكن أن تحقق هذه الأنظمة التفاعلية صحة بمعنى الاحتمالية فقط، وليس في معنى الإثبات الكامل رياضيًا.
للتغلب على هذه العيب، ظهرت الأنظمة غير التفاعلية، التي تتمتع بكماليتها، لتصبح الخيار المثالي لأنظمة zk-SNARKs. كانت أنظمة zk-SNARKs المبكرة تعاني من نقص في الكفاءة والعملية، وكانت تقتصر بشكل رئيسي على المستوى النظري. على مدى العقد الماضي، ومع ظهور علم التشفير في مجال العملات المشفرة، أصبحت zk-SNARKs اتجاهًا بحثيًا رئيسيًا.
الاختراق الكبير في إثبات المعرفة الصفرية هو ما اقترحه Groth في عام 2010 من إثبات المعرفة الصفرية غير التفاعلي القصير القائم على الاقتران، مما وضع الأساس النظري لـ zk-SNARKs. في عام 2015، كانت Zcash أول من استخدم إثبات المعرفة الصفرية في حماية خصوصية المعاملات، مما أطلق العنان لدمج zk-SNARKs مع العقود الذكية، مما وسع بشكل كبير من مجالات التطبيق.
تشمل الإنجازات الأكاديمية المهمة الأخرى: بروتوكول Pinocchio لعام 2013، وخوارزمية Groth16 لعام 2016، وBulletproofs لعام 2017، بالإضافة إلى zk-STARKs التي تم تقديمها في عام 2018. لقد ساهمت هذه التقدمات بشكل كبير في دفع تطوير zk-SNARKs من النظرية إلى التطبيق.
zk-SNARKs التطبيقات الرئيسية
أشهر تطبيقين حاليين لإثبات المعرفة الصفرية هما حماية الخصوصية وتوسيع السعة. حظيت المعاملات الخاصة في البداية باهتمام واسع، ومن المشاريع الرائدة زكاش ومونيرو. مع تحول إيثيريوم نحو مسار توسع مركزي حول الـrollup، أصبحت حلول التوسع المستندة إلى إثبات المعرفة الصفرية مرة أخرى محور اهتمام الصناعة.
معاملات الخصوصية
تم تنفيذ العديد من المشاريع المتعلقة بالمعاملات الخاصة، مثل Zcash وTornado اللذين يستخدمان SNARK، وMonero الذي يستخدم Bulletproof. على سبيل المثال، تشمل عملية المعاملات في Zcash مراحل إعداد النظام، توليد المفاتيح، سك العملة، التحويل، التحقق، والاستلام، مما يحقق حماية خصوصية المبلغ والعنوان.
ومع ذلك، لا تزال هناك بعض القيود على مشاريع مثل Zcash. على سبيل المثال، يعتمد Zcash على نموذج UTXO، حيث يتم حجب بعض معلومات المعاملات بدلاً من إخفائها تمامًا. بالإضافة إلى ذلك، فإن معدل استخدامه منخفض، مما يشير إلى أن الطلب الفعلي على المعاملات الخاصة قد لا يكون كما هو متوقع. بالمقارنة، فإن تصميم Tornado الذي يعتمد على حوض خلط كبير واحد أكثر عمومية، وهو قائم على شبكة Ethereum، مما يوفر قابلية توسيع أفضل.
توسيع التطبيقات
تطبيقات zk-SNARKs في توسيع النطاق تتمثل بشكل رئيسي في zk-rollup. يتضمن zk-rollup نوعين من الأدوار: Sequencer و Aggregator. يقوم Sequencer بتجميع المعاملات، بينما يقوم Aggregator بدمج عدد كبير من المعاملات وإنتاج zk-SNARKs، وذلك لتحديث حالة السلسلة الرئيسية.
تتمثل مزايا zk-rollup في انخفاض التكاليف، والسرعة النهائية، وحماية الخصوصية، ولكن هناك أيضًا عيوب مثل حجم الحساب الكبير، والاحتياج المحتمل لإعداد موثوق. تشمل المشاريع الرئيسية في سوق zk-rollup حاليًا StarkNet و zkSync و Aztec Connect و Polygon Hermez، حيث تركز كل منها على جوانب مختلفة من المسار التكنولوجي وتوافق EVM.
لطالما كانت قابلية التوافق مع EVM تحديًا تواجهه أنظمة zk-SNARKs. حاليًا، هناك حلان رئيسيان في الصناعة: التوافق الكامل مع أكواد العمليات في Solidity، أو تصميم آلة افتراضية جديدة صديقة لـ ZK وتكون متوافقة مع Solidity. على مدار السنوات الأخيرة، شهدت التكنولوجيا تطورًا سريعًا، مما أدى إلى تحسين كبير في قابلية التوافق مع EVM، وهذا سيكون له تأثير كبير على بيئة تطوير zk-SNARKs وأوضاع المنافسة.
نظرة عامة على مبدأ تنفيذ zk-SNARKs
zk-SNARK( zk-SNARKs ) هي واحدة من أكثر حلول إثباتات المعرفة الصفرية استخدامًا حاليًا. تتميز بالمعرفة الصفرية، والبساطة، وعدم التفاعل، والموثوقية، والمعرفة.
تشمل عملية إثبات zk-SNARKs الخاصة بـ Groth16 الخطوات التالية:
تتطور تقنية zk-SNARKs بسرعة، ومن المتوقع أن تلعب دورًا مهمًا في المزيد من المجالات في المستقبل. مع تحسين التوافق مع EVM وظهور خوارزميات جديدة، يمكننا توقع المزيد من التطبيقات الابتكارية لتقنية zk-SNARKs في مجال blockchain ومجالات أخرى.