ما الذي ستجلبه "ZKP + Bitcoin"؟

بقلم: Bing Ventures

نرى المزيد والمزيد من الفرق التي تتبنى تقنية إثبات المعرفة الصفرية في البنية التحتية blockchain و dApps. قد تسرع بعض هذه المخططات الجديدة من تطبيق براهين المعرفة الصفرية في فضاء blockchain وتساعد على الخصوصية وقابلية التوسع بطريقة أفضل. ومع ذلك ، يتم تطوير معظم المشاريع بناءً على Ethereum ، بينما تفتقر Bitcoin إلى الاهتمام الواجب في مجال براهين المعرفة الصفرية.

الماخذ الرئيسية

• ** يمكن لإثبات المعرفة الصفرية تحسين خصوصية Bitcoin لأنه يمكنه إخفاء تفاصيل المعاملة ** ، مثل المبلغ والعنوان والمدخلات والمخرجات وما إلى ذلك ، مع الحفاظ على صحة وسلامة المعاملة ، بحيث يمكن منعها الجهات الخارجية من تتبع أنشطة معاملات المستخدم وتحليلها.
• ** يمكن لإثبات المعرفة الصفرية تحسين قابلية تطوير Bitcoin لأنه يمكن أن يقلل من حجم بيانات المعاملات ووقت التحقق. ** على سبيل المثال ، باستخدام ZK-STARKs أو إصداراتها المحسّنة ، يمكن تجميع معاملات متعددة معًا والتحقق منها باستخدام أدلة عدم المعرفة ، مما يوفر المساحة والوقت.
• ** يمكن لإثبات المعرفة الصفرية تحسين ابتكار Bitcoin لأنه يمكن أن يدعم المزيد من الوظائف والتطبيقات. ** على سبيل المثال ، باستخدام ZK-SNARKs ، يمكن تنفيذ المزيد من المنطق والحسابات ، ويمكن تنفيذ عقود أكثر تعقيدًا ومرونة دون الكشف عن المعلومات أو زيادة النفقات العامة.
• ** في النهاية ، ستجعل البراهين الصفرية المعرفة بيتكوين أكثر موثوقية ولامركزية ، بما يتماشى مع قيمها الأساسية. ** مع التطوير والتحسين المستمر للتكنولوجيا ، سيتم أيضًا استكشاف إمكانات Bitcoin و ZKP باستمرار.

المزيد والمزيد من الفرق تعتمد تقنية إثبات المعرفة الصفرية في البنية التحتية blockchain و dApps. ومع ذلك ، يتم تطوير معظم المشاريع على أساس Ethereum. ومع ذلك ، فإن إثباتات البيتكوين والمعرفة الصفرية لها في الواقع مزيج طبيعي ، وهذا المجال يفتقر حاليًا إلى الاهتمام الواجب. ما نوع التمكين الذي سيجلبه الجمع بين تكنولوجيا إثبات المعرفة الصفرية وبيتكوين لشبكة البيتكوين؟ في منشور مدونة Bing Ventures هذا ، سوف نستكشف هذا الموضوع من منظور المبادئ التقنية وآفاق التطبيق.

إثبات المعرفة الصفرية (ZKP) هو طريقة رياضية تسمح لأحد الأطراف (يسمى المُثبِت) بإثبات حقيقة لطرف آخر (يُسمى المُحقق) دون تزويد المُحقق بأي معلومات حول الإثبات. هذا النهج فعال للغاية للحفاظ على الخصوصية لأن المُثبِت يمكنه تقديم الدليل إلى المدقق دون الكشف عن أي معلومات حول الدليل نفسه.

** يمكن دمج Bitcoin مع دليل عدم المعرفة للحصول على مزيج طبيعي من الجينات. ** Bitcoin هي عملة افتراضية لامركزية تستخدم blockchain لتسجيل المعاملات ، وجميع معلومات المعاملات عامة. ومع ذلك ، هذا يعني أيضًا أنه يمكن لأي شخص الاطلاع على معلومات معاملات Bitcoin ، لذلك هناك خطر تسرب الخصوصية. ويمكن لإثبات المعرفة الصفرية أن يحل هذه المشكلة.

** باستخدام إثبات المعرفة الصفرية ، يمكن لمستخدمي Bitcoin تشفير معلومات المعاملة وإثبات صحتها دون الكشف عن المعلومات ، وبالتالي تحقيق مستوى أعلى من حماية الخصوصية. ** يمكن لأدلة المعرفة الصفرية أيضًا ** تحسين قابلية تطوير Bitcoin **. حاليًا ، سرعة معاملات Bitcoin محدودة بحجم blockchain وازدحام الشبكة ، مما يحد من استخدامها في التطبيقات التجارية واسعة النطاق. ومع ذلك ، باستخدام أدلة المعرفة الصفرية ، يمكن لمستخدمي Bitcoin معالجة كمية كبيرة من معلومات المعاملات على دفعات وضغط حجم البراهين الخاصة بهم إلى حجم صغير للغاية ، وبالتالي تحسين قابلية التوسع وكفاءة Bitcoin.

[ما الذي ستجلبه “ZKP + Bitcoin”؟ ] (https://img.gateio.im/social/moments-40baef27dd-a7fe9f0ef9-dd1a6f-62a40f) ** الخلفية والأساس المنطقي **

ZK-SNARKs 和 ZK-STARKs

كل من ZK-SNARKs و ZK-STARKs هما متغيرات من براهين المعرفة الصفرية ، والقاسم المشترك بينهما هو إثبات صحة بيانات أو عمليات معينة دون الكشف عن معلومات حساسة. ومع ذلك ، فهي تختلف في تنفيذها وأدائها ونطاق التطبيق.

ZK-SNARKs (حجة المعرفة المختصرة غير التفاعلية الصفرية) هي تقنية إثبات المعرفة الصفرية تعتمد على تشفير المنحنى الإهليلجي. يمكنه تحويل مشكلة حسابية معقدة إلى برهان بسيط صغير الحجم ولا يتطلب أي تفاعل. هذا يعني أن ZK-SNARKs يمكنها التحقق من صحة الحسابات دون الكشف عن أي معلومات حسابية. تشمل مجالات تطبيق ZK-SNARKs بشكل أساسي عملة التشفير وحماية الخصوصية.

ZK-STARKs (حجة المعرفة الشفافة القابلة للتطوير والمعرفة الصفرية) هي نوع جديد من تكنولوجيا إثبات عدم المعرفة ، وهي أكثر مرونة وأمانًا من ZK-SNARKs. لا يعتمد تطبيق ZK-STARK على تشفير المنحنى الإهليلجي ، ولكنه يستخدم وظائف التجزئة وتقنيات الاستيفاء متعدد الحدود. هذا يجعل ZK-STARKs أكثر موثوقية لأنه بدلاً من الاعتماد على الألغاز الرياضية التي لا يمكن التنبؤ بها ، فإنها تعتمد على عدم إمكانية عكس وظائف التجزئة. بالإضافة إلى ذلك ، فإن حجم إثبات ZK-STARKs أكبر من حجم ZK-SNARKs ، ولكن إثباته يمكن التحقق منه بشكل أكبر ، لذلك يمكن تطبيقه على نطاق أوسع من المجالات ، مثل الحوسبة الموزعة وأمن إنترنت الأشياء.

[ما الذي ستجلبه “ZKP + Bitcoin”؟ ] (https://img.gateio.im/social/moments-40baef27dd-a75b67c2bb-dd1a6f-62a40f) ** صعوبات في استخدام إثبات المعرفة الصفرية للبيتكوين **

بأخذ Zcash كمثال ، تستخدم Zcash ZK-SNARKs في تقنية إثبات عدم المعرفة ، والتي يمكن استخدامها لإخفاء تفاصيل المعاملة ، بما في ذلك مبلغ المعاملة ، وهوية المشارك ، وما إلى ذلك ، لتحقيق حماية أفضل للخصوصية. تتبنى Zcash المبدأ الفني لـ ZK-SNARKS على النحو التالي:

• هناك نوعان من العناوين في Zcash: العناوين الشفافة (t-address) والعناوين المخفية (z-address). تتشابه العناوين الشفافة مع عناوين Bitcoin من حيث أنها تكشف عن مبالغ المعاملات والمشاركين على blockchain. تستخدم عناوين التخفي أدلة عدم المعرفة لحماية خصوصية مبالغ المعاملات والمشاركين.
• عندما يرسل المستخدم أموالاً من عنوان مخفي إلى آخر ، فإنه يحتاج إلى إنشاء دليل ZK-SNARKS على أن لديه أموالاً كافية ولا ينفق أي أموال تم إنفاقها بالفعل. تتضمن هذه العملية بعض العمليات الحسابية والتشفيرية المعقدة ، مثل إنشاء المعلمات العامة ، وتجزئة الحوسبة ، وإنشاء دوائر حسابية.
• يتطلب إنشاء أدلة ZK-SNARKS الكثير من موارد الحوسبة والوقت ، لكن التحقق من براهين ZK-SNARKS سريع جدًا وبسيط. يحتاج المدقق فقط إلى التحقق مما إذا كانت المعاملة تتوافق مع قواعد blockchain ، ولا يحتاج إلى معرفة أي شيء عن مبلغ المعاملة أو المشاركين.
• باستخدام ZK-SNARKS ، يمكن لـ Zcash إجراء معاملات مجهولة الهوية ويمكن التحقق منها تمامًا ، وتحسين خصوصية المستخدم وسهولة الاستخدام مع الحفاظ على أمان blockchain واللامركزية.

ومع ذلك ، فإن تقنية إثبات المعرفة الصفرية التي اعتمدتها Zcash لها أيضًا بعض القيود. بادئ ذي بدء ، Zcash يعتمد على UTXO ، مما يعني أن معلومات المعاملة ليست مخفية تمامًا ، ولكنها محظورة فقط. لذلك ، يمكن للمهاجمين استنتاج بعض المعلومات المفيدة من خلال تحليل أنماط وتدفقات معلومات المعاملة. هذا يؤدي أيضًا إلى أن درجة حماية الخصوصية لـ Zcash ليست موثوقة تمامًا.

ثانيًا ، Zcash عبارة عن شبكة منفصلة تعتمد على Bitcoin ، مما يجعل من الصعب دمجها مع التطبيقات الأخرى. وهذا بدوره يحد من احتمالات تطبيقه على نطاق أوسع ، مما يعيق تطوره بشكل أكبر. على الرغم من أن Zcash تنفذ معاملات خاصة ، فإن معدل الاستخدام الفعلي ليس مرتفعًا. أحد الأسباب هو أن تكلفة المعاملات الخاصة أعلى بكثير من تكلفة المعاملات العامة ، مما يحد من نطاق تطبيقها.

[ما الذي ستجلبه “ZKP + Bitcoin”؟ ] (https://img.gateio.im/social/moments-40baef27dd-5e47abea61-dd1a6f-62a40f) ** المزايا التقنية لـ ZK-STARKs **

يمكن أن يؤدي استخدام تقنية ZK-SNARKs على Bitcoin بالفعل إلى إخفاء هوية المعاملات وحماية الخصوصية ، ولكن هذه التكنولوجيا لها بعض العيوب ، مثل الحاجة إلى إعدادات ومعدات موثوق بها ، والحاجة إلى عدد كبير من موارد الحوسبة والتخزين. من أجل حل هذه المشكلات ، ظهرت أيضًا بعض التقنيات الجديدة المقاومة للمعرفة الصفرية ، مثل تقنية ZK-STARKs.

بعبارات بسيطة ، تتضمن عملية ZK-STARKs الخطوات التالية:

• يحول المُثبِّت الحساب الذي يريد إثباته إلى نظام من المعادلات متعددة الحدود بمعلومات سرية كمتغيرات.
• يقوم المُثبِت بإجراء سلسلة من التحولات والتبسيط على نظام المعادلة هذا للحصول على نظام معادلة أبسط.
• يقوم المُثبِت بأخذ عينات وتشفير نظام المعادلة المبسط هذا للحصول على متجه منخفض الأبعاد.
• يقوم المثل بتجزئة هذا المتجه ويوقعه للحصول على سلسلة قصيرة كدليل له.
• بعد استلام هذه السلسلة يمكن للمدقق التحقق من صحتها من خلال بعض المعلمات والخوارزميات العامة ، دون معرفة المعلومات السرية أو الحساب الأصلي.

[ما الذي ستجلبه “ZKP + Bitcoin”؟ ] (https://img.gateio.im/social/moments-40baef27dd-eddb6d4600-dd1a6f-62a40f) بالمقارنة مع تقنية ZK-SNARKs ، تتمتع تقنية ZK-STARKs بالمزايا التالية:

1. لا تتطلب تقنية ZK-STARKs إعدادات موثوقة ، أي أنها لا تحتاج إلى الوثوق بمولد معين ، مما يحسن أمان التكنولوجيا.
2. يمكن أن تتكيف تقنية ZK-STARKs بشكل أفضل مع الأجهزة خفيفة الوزن وسيناريوهات التطبيقات الأوسع لأنها تتطلب موارد أقل للحوسبة والتخزين. وذلك لأن عملية إنشاء الدليل أكثر كفاءة من ZK-SNARKs ، والتي تتطلب عمليات تشفير وفك تشفير معقدة. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن لتقنية ZK-STARKs أيضًا الاستفادة بشكل أفضل من قدرات الحوسبة المتوازية والحوسبة الموزعة ، بحيث يمكن معالجة مهام الحوسبة بشكل أكثر كفاءة في بعض الحالات.
3. يمكن أن تدعم تقنية ZK-STARKs أيضًا المزيد من الخوارزميات والعمليات ، مثل وظائف التجزئة ، والعمليات متعددة الحدود ، وما إلى ذلك ، والتي توفر أيضًا المزيد من الاحتمالات لتوسيع التكنولوجيا وترقيتها.

[ما الذي ستجلبه “ZKP + Bitcoin”؟ ] (https://img.gateio.im/social/moments-40baef27dd-bfb9f6be02-dd1a6f-62a40f) ### مزيج من Bitcoin و ZK-STARKs

تكنولوجيا EC-STARKs

تقنية STARKs هي نوع جديد من تقنية إثبات التشفير التي يمكنها التواصل مع أطراف ثالثة عن طريق نقل البيانات مع الحفاظ على خصوصية البيانات. تتيح هذه التقنية الحساب خارج السلسلة وتخزين بيانات التحقق ، مما يؤدي إلى تحسين قابلية التوسع. بالمقارنة مع تقنية ZK-SNARKs ، تعد تقنية STARKs أكثر تقدمًا ويمكنها مقاومة الهجمات من أجهزة الكمبيوتر الكمومية.

تقنية EC-STARKs هي الجيل التالي من تقنية STARKs ، والتي تهدف إلى تحسين قابلية التوسع وأمان Bitcoin عن طريق استبدال وظيفة التجزئة بمنحنيات ناقصة. يمكن لهذه التقنية أن تجعل حلول قابلية التوسع الموجودة بالفعل على Ethereum متوافقة مع Bitcoin. باستخدام تقنية EC-STARKs ، من الممكن تشغيل بروتوكول Bitcoin خارج السلسلة وتخزين البراهين في STARKs.

باختصار ، يمكن محاكاة Bitcoin في STARK ، مما يسمح ببروتوكولات معقدة للغاية لبناء الرموز المميزة المستندة إلى Bitcoin باستخدام نفس مفاتيح المنحنى البيضاوي. يمكن استخدام تقنية EC-STARKs في بروتوكول خارج السلسلة الخاص بالبيتكوين ، مع الحفاظ على الدليل في STARK. لا يعمل هذا النهج على تحسين قابلية تطوير Bitcoin فحسب ، بل يسمح أيضًا بإنشاء بروتوكولات شديدة التعقيد على Bitcoin تتمتع بخصوصية أكبر.

تأخذ هذه التقنية قابلية التوسع والخصوصية في Bitcoin إلى مستوى جديد تمامًا ، مما يجعل Bitcoin منصة أفضل. بهذه الطريقة ، يمكن للمطورين إنشاء تطبيقات أكثر تعقيدًا على Bitcoin ، مما يجعل موقع Bitcoin في سوق العملات المشفرة أكثر استقرارًا.

[ما الذي ستجلبه “ZKP + Bitcoin”؟ ] (https://img.gateio.im/social/moments-40baef27dd-27ce5ddfda-dd1a6f-62a40f) ** احتمال تطبيق ZK-STARKs بالبيتكوين **

يتماشى تطبيق ZK-STARKs أيضًا مع فلسفة تصميم Bitcoin المحافظة ، ولا يتطلب مجموعة موثوقة ، ولكنه يستخدم تقنيات مثل وظائف التجزئة وأشجار Merkle ومتعددة الحدود لتحسين شفافية وأمن Bitcoin. تتمثل إحدى ميزات EC-STARKS على Bitcoin في أنه يمكنها تحسين خصوصية Bitcoin لأنها لا تتطلب الكشف عن تفاصيل المعاملات. ميزة أخرى هي أنها تقلل من متطلبات تخزين Bitcoin ، حيث يمكنها ضغط كميات كبيرة من البيانات في دليل صغير. يتمثل أحد التحديات التي تواجه EC-STARKS على Bitcoin في أنها تتطلب المزيد من موارد الحوسبة لأنها تحتاج إلى إجراء عمليات حسابية معقدة. التحدي الآخر هو أنه يتطلب مزيدًا من التنسيق والتوحيد القياسي ، حيث يجب أن يكون متوافقًا مع بروتوكول Bitcoin الحالي والبنية التحتية.

من منظور التنفيذ التقني ، يمكن تقسيم تطبيق ZK-STARKs إلى عقد ضوئية وعقد كاملة وطرق تحقق. يمكن للعقد الخفيفة استخدام صارخ لإثبات حالة رؤوس الكتلة لتحقيق مزامنة سريعة. يمكن للعقدة الكاملة أن تدرك إثبات الصلاحية من خلال حالة UTXO ، وتستخدم تقنية utreexo لتمثيل حالة UTXO بتنسيق جديد ، بحيث لا تكون هناك حاجة لعرض حالة UTXO بالكامل. فيما يتعلق بطرق التحقق ، ما عليك سوى إعطاء جذر utreexo + الحالة النهائية لبدء التحقق من الكتل الواردة.

بالإضافة إلى ذلك ، هناك العديد من الاتجاهات المحتملة لتطبيق ZK-STARKs. على سبيل المثال ، يمكن أن يؤدي الدمج مع بروتوكول Taro إلى جعل Bitcoin أصلًا أكثر عمومية ، مما يؤدي إلى توسيع سيناريوهات تطبيق Bitcoin. من خلال الجمع بين ZK-STARKs و TARO ، يمكن تحسين قابلية توسيع بروتوكول TARO بحيث يمكنه التعامل مع المزيد من المعاملات و سيؤدي دعم التطبيقات واسعة النطاق إلى فتح الباب أمام النشر متعدد السلاسل لبروتوكول TARO. بالإضافة إلى ذلك ، لطالما كانت خصوصية Bitcoin تمثل مشكلة ، ويمكن لتطبيق تقنية ZK-STARKs تحسين خصوصية Bitcoin بشكل كبير. باستخدام تقنية ZK-STARKs ، يمكن ضغط سجل المعاملات بالكامل في معاملة واحدة ، مما يؤدي إلى إخفاء معلومات معاملات المستخدم بشكل فعال.

[ما الذي ستجلبه “ZKP + Bitcoin”؟ ] (https://img.gateio.im/social/moments-40baef27dd-99b481e43b-dd1a6f-62a40f) ### اللمحات المستقبلية

علاوة على ذلك ، يمكن استخدام ZK-STARKs للتحقق من معاملات Bitcoin ، بما في ذلك تسلسل معاملات Bitcoin ، وحسابات SHA المزدوجة ، وعمليات secp256k1 ، وما إلى ذلك. هذه العمليات هي جوهر التحقق من معاملات Bitcoin ، ويمكن أن يضمن استخدام ZK-STARKs أن عملية التحقق من معاملات Bitcoin آمنة وموثوقة للغاية. يمكن أيضًا استخدام ZK-STARKs للتحقق من وظيفة Bitcoin المدمجة في القاهرة. القاهرة عبارة عن نظام فعال لإثبات عدم المعرفة ، عند استخدامه بالاقتران مع إمكانات Bitcoin المدمجة في القاهرة ، يتيح التحقق الفعال من معاملات Bitcoin وأمانها.

[ما الذي ستجلبه “ZKP + Bitcoin”؟ ] (https://img.gateio.im/social/moments-40baef27dd-ceaafb7400-dd1a6f-62a40f) يمكن أيضًا استخدام ZK-STARKs لتنفيذ أساسيات Taro وتسلسل TLV للأصول ، بالإضافة إلى تنفيذ MS-SMT والتحقق منه. يمكن لهذه العمليات حماية خصوصية وأمان معاملات Bitcoin بشكل فعال ، وزيادة تحسين مصداقية وموثوقية معاملات Bitcoin. كحل من الدرجة الثانية لمعاملات البيتكوين ، يمكن لشبكة Lightning Network تحقيق معاملات بيتكوين أكثر كفاءة وأمانًا من خلال الجمع بين تقنية ZK-STARKs. باستخدام تقنية ZK-STARKs ، يمكن التحقق من معاملات Bitcoin على شبكة Lightning Network بسرعة دون التضحية بخصوصية المعاملات.

نرى المزيد والمزيد من الفرق التي تتبنى تقنية إثبات المعرفة الصفرية في البنية التحتية blockchain و dApps. قد يكون لبعض هذه المخططات الجديدة القدرة على تسريع اعتماد براهين المعرفة الصفرية في فضاء blockchain والمساعدة في الخصوصية وقابلية التوسع بطريقة أفضل. ومع ذلك ، يتم تطوير معظم المشاريع بناءً على Ethereum ، بينما تفتقر Bitcoin إلى الاهتمام الواجب في مجال براهين المعرفة الصفرية. ومما زاد الطين بلة ، أن الممارسة الهندسية بطريقة ما لم تلحق بالتحصيل الأكاديمي. نحن بحاجة إلى مزيد من التنفيذ والاستكشاف في هذا المجال ، وينبغي إيلاء المزيد من الاهتمام والدعم لهذا المجال.