Zero Knowledge Proof (اثبات دانش صفر) دسته ای از تکنیک های رمزنگاری را نشان می دهند که به یک فرد اجازه می دهد بدون افشای هیچ اطلاعاتی فراتر از حقیقت صرف آن ادعا به فرد دیگر نشان دهد که یک ادعای خاص دقیق است.
این مقاله به بررسی برخی از ابتکارات پیشرو اثبات دانش صفر (ZKP) در ارزهای دیجیتال در حال حاضر می پردازد. توانایی تأیید دانش خود را از یک راز بدون افشای آن را تصور کنید.
این اصل بنیادی اثبات های دانش صفر (ZKPs) را در بر می گیرد. این مفهوم نوآورانه در حوزه بلاک چین و ارزهای دیجیتال به طور قابل توجهی حریم خصوصی و مقیاس پذیری را افزایش می دهد.
با پیشروی در سال 2024، اهمیت ZKP ها با توجه به ظرفیت آن ها برای تسهیل تراکنش ها یا تأیید دانش و در عین حال محافظت از هرگونه داده حساس، همچنان در حال افزایش است.
برجستگی روزافزون Zero Knowledge Proof مشهود است زیرا آن ها با مسائل مبرم حریم خصوصی و مقیاس پذیری در فناوری های بلاک چین مقابله می کنند. ارتباط آن ها به ویژه در زمانی که نگرانی ها در مورد حفظ حریم خصوصی دیجیتال در بالاترین حد خود قرار دارد و نیاز به راه حل های بلاک چین کارآمد و مقیاس پذیر بسیار مهم است، آشکار می شود. گسترش استفاده از ZKP ها در پروژه های مختلف ارزهای دیجیتال در سال 2024، پتانسیل آن ها را برای تغییر چشم انداز بلاک چین برجسته می کند.
اثبات دانش صفر (ZKP) چیست؟
اثبات های دانش صفر به «اثبات کننده» این امکان را می دهد که به «تأییدکننده» نشان دهد که از یک ارزش خاص آگاهی دارد یا یک عبارت دقیق است، در حالی که همه اطلاعاتی فراتر از تأیید صحت گزاره را مخفی می کند. این مکانیسم بر اساس سه ویژگی اساسی است:
کامل بودن: اگر ادعای اثبات کننده معتبر باشد، تأیید کننده با مدرک ارائه شده کاملاً متقاعد می شود.
صحت: اگر ادعا نامعتبر باشد، هیچ اثبات کننده ناصادقی نمی تواند با موفقیت تأیید کننده را به اعتبار آن متقاعد کند، مگر با احتمال بسیار کم.
دانش صفر: تأیید کننده هیچ اطلاعاتی فراتر از تأیید صحت بیانیه به دست نمی آورد و هیچ بینش اضافی از اثبات دریافت نمی کند.
مزایای استفاده از ZKP در ابتکارات ارزهای دیجیتال بسیار زیاد است. آن ها با تسهیل تراکنش هایی که داده های حساس را فاش نمی کنند، حریم خصوصی را به طور قابل توجهی افزایش می دهند.
به عنوان مثال، در سیستم های انتخاباتی، آن ها می توانند صلاحیت یک رای دهنده را بدون افشای هویت وی تأیید کنند. علاوه بر این، آن ها مقیاس پذیری را از طریق مکانیسم هایی مانند zk-Rollups ترویج می کنند، جایی که اطلاعات تراکنش ها خارج از زنجیره پردازش می شوند، و تنها اثبات اعتبار در بلاک چین ثبت می شود، بنابراین ازدحام داده ها کاهش می یابد و سرعت تراکنش را تسریع می کند.
برای نشان دادن این مفهوم، تشبیه مکرر «غار علی بابا» را در نظر بگیرید که دیدگاه تعاملی تری را ارائه می دهد. در این سناریو، یک فرد دانش خود را از راز باز کردن قفل درب پنهان در غار بدون افشای خود راز نشان می دهد. آن ها با انجام اقدامات قابل مشاهده (مانند خروج از در صحیح) به این امر دست می یابند، در حالی که عبارت مخفی فاش نشده باقی می ماند.
این اصل صرفاً نظری نیست. این به طور فعال در پروژه های برجسته با هدف تراکنش های ایمن، تأیید هویت و موارد دیگر مورد استفاده قرار می گیرد، همگی در حالی که از حریم خصوصی همه طرف های درگیر محافظت می کنند.
Use Case های اثبات دانش صفر
اثبات های دانش صفر (ZKPs) انقلابی در مدیریت حریم خصوصی و یکپارچگی داده ها در فناوری بلاک چین ایجاد می کنند. برنامه های کاربردی آن ها شامل انواع پروژه های رمزنگاری و راه حل های مبتنی بر بلاک چین می شود:
حریم خصوصی مالی: ZKP ها تراکنش هایی را تسهیل می کنند که اعتبار آن ها را بدون افشای هیچ جزئیاتی در مورد خود تراکنش تایید می کنند.
این ویژگی به ویژه در ارزهای رمزنگاری شده مانند Zcash مهم است، جایی که کاربران می توانند مشخصات تراکنش ها از جمله فرستنده، گیرنده و مبلغ انتقال یافته را پنهان کنند و در عین حال از یک دفتر کل مطمئن و تأیید شده اطمینان حاصل کنند.
راه حل های مقیاس پذیر بلاک چین: ابتکاراتی مانند zkSync و StarkWare از ZKP ها برای افزایش مقیاس پذیری شبکه های بلاک چین استفاده می کنند. آن ها از روشی به نام zk-Rollups استفاده می کنند که داده های تراکنش را خارج از زنجیره پردازش می کند و فقط مدارک اعتبار را به بلاک چین ارسال می کند.
این به طور قابل توجهی بار داده ها را بر روی زنجیره اصلی کاهش می دهد و در نتیجه تراکنش های سریع تر و مقرون به صرفه تر انجام می شود.
سیستم های رای گیری ایمن: از ZKP ها می توان برای حفظ یکپارچگی و محرمانه بودن آرا در چارچوب های رای گیری الکترونیکی استفاده کرد.
آن ها رای دهندگان را قادر می سازند تا نشان دهند که رای آن ها بدون افشای انتخاب آن ها شمرده شده است و از این طریق هم حریم خصوصی و هم شفافیت را در روند انتخابات تضمین می کنند.
احراز هویت بدون رمز عبور: در سیستم های مورد نیاز احراز هویت، ZKP ها می توانند هویت کاربر را بدون نیاز به انتقال رمز عبور یا هرگونه اطلاعات حساس تایید کنند.
این رویکرد خطر رهگیری رمز عبور را در حین انتقال کاهش می دهد و در نتیجه امنیت پلتفرم های آنلاین را تقویت می کند.
قابلیت ردیابی زنجیره تامین: ZKP ها می توانند در تایید صحت محصولات در یک زنجیره تامین و در عین حال محافظت از اسرار تجاری اختصاصی یا داده های تجاری محرمانه کمک کنند.
برای مثال، یک شرکت می تواند نشان دهد که محصولاتش با استانداردهای محیطی خاصی مطابقت دارند، بدون اینکه تامین کنندگان یا فرآیندهای تولید پیچیده ای را فاش کنند.
برترین پروژه های اثبات دانش صفر (ZKP)
از اوایل ماه مه 2024، CoinGecko 40 پروژه ارز دیجیتال ZK را شناسایی کرده است که مجموعاً دارای ارزش بازار بیش از 21.27 میلیارد دلار هستند.
در زیر برخی از برجسته ترین و شناخته شده ترین ابتکارات رمزنگاری در بخش های مختلف وجود دارد که از اثبات های دانش صفر (ZK) استفاده می کنند.
Polygon Hermez
Polygon Hermez یک راه حل مقیاس پذیری غیر متمرکز را ارائه می دهد که در بلاک چین اتریوم توسعه یافته است و از فناوری جمع آوری دانش صفر (ZK) استفاده می کند.
در ابتدا با نام شبکه هرمز نامگذاری شد، بعداً توسط Polygon خریداری شد و پس از آن به Polygon Hermez تغییر نام داد. این ادغام با استفاده از اثبات ZK برای ادغام چندین تراکنش در واحدهای واحد، که سپس در اتریوم پردازش می شوند، انتقال توکن مقرون به صرفه و سریع را در اولویت قرار می دهد. این رویکرد به طور قابل توجهی هزینه های گاز را کاهش می دهد و توان عملیاتی تراکنش را بهبود می بخشد.
هدف اولیه Polygon Hermez افزایش مقیاس پذیری و کارایی در شبکه اتریوم است و در نتیجه فناوری بلاک چین را برای کاربردهای گسترده تر در دسترس و پایدار می کند.
این یک مکانیسم متمایز اجماع شناخته شده به عنوان اثبات کارایی (PoE) را به کار می گیرد، که هدف آن حفظ امنیت شبکه و تمرکززدایی و در عین حال کاهش آسیب پذیری های مرتبط با سیستم اثبات اهدای قبلی (PoD) است.
پیشرفت های اخیر شامل ادغام هرمز در اکوسیستم Polygon است که نشان دهنده یک ابتکار استراتژیک برای تقویت مقیاس پذیری اتریوم از طریق فناوری دانش صفر است.
ویژگی های قابل توجه Polygon Hermez شامل کاهش قابل توجه هزینه های تراکنش – بیش از 90٪ در مقایسه با شبکه اصلی اتریوم – و بهبود قابل توجه در توان عملیاتی است که از مقیاس پذیری شبکه پشتیبانی می کند.
با این وجود، چالش هایی مانند پیچیدگی های اثبات ZK و نیاز به تخصص تخصصی برای پیاده سازی و بهینه سازی این فناوری ها ممکن است مانع پذیرش گسترده شود.
با نگاهی به آینده، Polygon Hermez آماده است تا به تکامل خود ادامه دهد و بر اصلاح فناوری خود برای تطبیق بهتر پایگاه کاربر رو به رشد در اکوسیستم اتریوم تمرکز کند.
Immutable X
Immutable X از StarkEx StarkWare استفاده می کند، یک راه حل مقیاس پذیری تثبیت شده که از جمع آوری های دانش صفر (ZK-rollups) برای فرآیندهای استخراج و تجارت استفاده می کند. این مشارکت از فناوری پیشرفته StarkEx برای بهبود کارایی و ظرفیت Immutable X استفاده می کند و به آن امکان می دهد حجم قابل توجهی از تراکنش ها را مدیریت کند و در عین حال امنیت را تضمین کند و هزینه ها را به حداقل برساند.
Immutable X که با همکاری StarkWare توسعه یافته است، بر اساس اصول اثبات دانش صفر بنا شده است و آن را قادر می سازد تا تراکنش ها را به سرعت با حداقل هزینه گاز انجام دهد.
این ادغام بستری را برای توسعه دهندگان ایجاد می کند تا بازی های Web3 را بدون به خطر انداختن امنیت ارائه شده توسط اتریوم ایجاد و گسترش دهند. Immutable X به ویژه بر توکن های غیرقابل تعویض (NFT) متمرکز است و بازاری را ارائه می کند که مشخصه آن تراکنش های سریع و هزینه های گاز صفر برای کاربرانش است.
مزایای اصلی این همکاری شامل افزایش قابل توجه مقیاس پذیری، کاهش قابل توجه هزینه های عملیاتی، و حفظ ویژگی های امنیتی قوی ای است که اتریوم ارائه می دهد.
با این وجود، ماهیت پیچیده مجموعه های ZK و ضرورت درک این لایه فناوری جدید برای توسعه دهندگان ممکن است چالش هایی را برای پذیرش گسترده ایجاد کند.
پروتکل مینا (MINA)
پروتکل مینا (MINA) خود را به عنوان یک بلاک چین متمایز می کند که با حفظ اندازه بلاک چین فشرده تنها 22 کیلوبایت، تمرکززدایی واقعی را در اولویت قرار می دهد. این امر از طریق استفاده از استدلال های مختصر و غیر تعاملی دانش صفر (zk-SNARKs) انجام می شود.
این روش به Mina اجازه می دهد تا کل حالت های بلاک چین را در عکس های فوری خلاصه کند و کاربران را قادر می سازد تا به سرعت وضعیت شبکه را بدون نیاز به دانلود یک تاریخچه گسترده بلاک چین تأیید کنند. چنین استراتژی نه تنها دسترسی را افزایش می دهد، بلکه وابستگی به واسطه های قدرتمند را نیز کاهش می دهد و در نتیجه از ماهیت غیرمتمرکز زنجیره بلاک محافظت می کند.
هدف مینا تسهیل تعامل بلاک چین با اطمینان از سبک بودن آن تا حد امکان است و به هر کسی اجازه می دهد شبکه را مستقیماً از دستگاه های خود تأیید کند.
این امر از طریق فناوری متمایز zk-SNARK ممکن شده است، که با هر بلوک جدید به روز می شود و دائماً تاریخچه بلاک چین را به یک اثبات فشرده فشرده می کند.
علاوه بر این، Mina از مکانیزم اجماع اثبات سهام Ouroboros Samisika استفاده می کند که در مقایسه با سیستم های اثبات کار مرسوم، نیاز به منابع کمتری دارد. پیشرفت های اخیر در اکوسیستم Mina شامل بهبود عملکرد گره و راه اندازی zkApps است که محاسبات خارج از زنجیره را امکان پذیر می کند و حریم خصوصی را برای قراردادهای هوشمند تقویت می کند.
با این وجود، استفاده پیشگامانه از zk-SNARK برای همه انتقال های حالت ممکن است چالش هایی را در نگهداری و توسعه چنین پلتفرم متمایز ایجاد کند.
dYdX (DYDX)
dYdX (DYDX) یک پلتفرم مبادله غیرمتمرکز است که از فناوری بلاک چین برای ارائه خدمات مالی پیچیده، از جمله تجارت دائم، بدون نیاز به واسطه استفاده می کند.
این بر روی شبکه اتریوم ساخته شده است و در حال انتقال به پروتکل لایه 2 خود است که توسط StarkWare پشتیبانی می شود.
این انتقال به کاربران اجازه می دهد تا در معاملات با اهرم بالا شرکت کنند و در عین حال از هزینه های تراکنش به میزان قابل توجهی کمتر و افزایش سرعت تراکنش بهره مند شوند.
dYdX از اثبات های دانش صفر (ZKP) به ویژه zk-STARKs استفاده می کند تا هم حریم خصوصی و هم مقیاس پذیری عملیات تجاری خود را بهبود بخشد.
این فناوری اجرا و تأیید معاملات را در پلتفرم غیرمتمرکز بدون افشای داده های حساس تراکنش تسهیل می کند. استفاده از zk-STARK ها به ویژه سودمند است زیرا مقیاس پذیری و امنیت بالایی را بدون نیاز به راه اندازی قابل اعتماد فراهم می کند، که برای نوع رایج دیگری از ZKP، zk-SNARK ها، لازم است.
پیشرفت های اخیر در dYdX منجر به معرفی نسخه 4.0 (v4.0) این پلتفرم شده است که دارای زنجیره dYdX است – یک بلاک چین منبع باز که از Cosmos SDK برای مقیاس پذیری پیشرفته و پروتکل اجماع CometBFT برای امنیت استفاده می کند.
این ارتقاء عملکردهای جدیدی مانند سفارشات فقط کاهش و درگاه برداشت از حساب فرعی را با هدف بهبود مدیریت ریسک تجاری و حاکمیت به ارمغان می آورد.
با این وجود، رویکرد نوآورانه و وابستگی این پلتفرم به فناوری های پیچیده ممکن است برای کاربرانی که تمایلی به فناوری ندارند، چالش هایی ایجاد کند.
علاوه بر این، در حالی که dYdX ابزارهای قوی برای معامله گران ارائه می دهد، ماهیت غیرمتمرکز آن ایجاب می کند که کاربران دارایی های خود را حفظ کنند، که ممکن است سطحی از مسئولیت را تحمیل کند که برای همه سرمایه گذاران مناسب نیست.
ورلد کوین (WLD)
ورلد کوین (WLD) یک ابتکار ارز دیجیتال است که تأیید هویت دیجیتال را با فناوری بلاک چین ادغام می کند و هدف آن ارائه رویکردی متمایز برای گنجاندن اقتصاد جهانی است. این پروژه که با همکاری سام آلتمن تأسیس شد، از دستگاهی به نام «گوی» برای اسکن عنبیه افراد استفاده می کند و در نتیجه هویت دیجیتالی امن و مبتنی بر بلاک چین به نام «شناسه جهانی» ایجاد می کند.
این هویت توزیع توکن های Worldcoin (WLD) را برای کاربران تسهیل می کند و در نتیجه اقتصاد جهانی غیرمتمرکز و فراگیر را ترویج می کند.
Worldcoin حریم خصوصی و امنیت را در چارچوب World ID خود از طریق استفاده از اثبات های دانش صفر (ZKP) افزایش می دهد.
این شواهد امکان تأیید هویت منحصر به فرد و انسانیت کاربر را بدون افشای هیچ گونه داده شخصی فراهم می کند و در نتیجه تعاملات حفظ حریم خصوصی را در اقتصاد دیجیتال امکان پذیر می کند.
به طور خاص، Worldcoin از پروتکلی به نام Semaphore استفاده می کند که از ZKPs استفاده می کند تا به کاربران اجازه دهد بدون افشای هویت خود عضویت خود را در یک گروه نشان دهند.
این ویژگی برای فعالیت هایی مانند رأی گیری یا تأییدیه ها در اکوسیستم Worldcoin، که در آن حفظ حریم خصوصی و ناشناس ماندن بسیار مهم است، ضروری است. اجرای ZKP ها تضمین می کند که اقدامات انجام شده با یک شناسه جهانی را نمی توان در داده های بیومتریک یک فرد یا سایر شاخص های هویت ردیابی کرد، بنابراین از حریم خصوصی کاربر در برنامه های مختلف محافظت می کند.
با این وجود، این پروژه با بررسی دقیق و بحث و جدل مواجه شده است، به ویژه در مورد حفظ حریم خصوصی و امنیت داده ها.
فرآیند جمع آوری داده های بیومتریک از طریق اسکن عنبیه، نگرانی هایی را در مورد مدیریت و حفاظت از این اطلاعات برانگیخته است.
علاوه بر این، تمرکز کنترل بر قراردادهای هوشمند پروژه به عنوان مغایر با اصول غیرمتمرکز آن تلقی شده است. چالش های نظارتی نیز در افق وجود دارد زیرا کشورهای مختلف قانونی بودن و امنیت چنین جمع آوری داده های بیومتریک را ارزیابی می کنند.
با وجود این موانع، Worldcoin متعهد به گسترش تلاش های خود برای ایجاد یک اقتصاد دیجیتالی قابل دسترس تر و عادلانه است. موفقیت آتی این ابتکار تا حد زیادی به ظرفیت آن برای رسیدگی به این مسائل مربوط به حریم خصوصی و حرکت در چشم انداز نظارتی بستگی دارد.
چشم انداز آینده ZK Technologies
چشم انداز آینده فناوری های اثبات دانش صفر (ZKP) بسیار خوش بینانه به نظر می رسد، با نوآوری های مداوم که پیش بینی می شود هم حریم خصوصی و هم مقیاس پذیری را در چارچوب های بلاک چین تقویت کند.
احتمالاً تأکید به سمت ایجاد راه حل های قابل دسترس تر ZKP است که ادغام گسترده در بخش های مختلف را تسهیل می کند. انتظار می رود پیشرفت هایی مانند zk-STARK و zk-SNARK پیشرفت های قابل توجهی در کارایی تراکنش ها و مقیاس پذیری داشته باشند، در حالی که استانداردهای امنیتی و حریم خصوصی قوی را حفظ می کنند.
یکی از پیشرفت های جالب توجه، ظهور لایه های حریم خصوصی زنجیره ای متقابل است که تراکنش های ایمن و محرمانه را در پلتفرم های مختلف بلاک چین ممکن می سازد، بنابراین کاربردها و خدمات بالقوه فناوری بلاک چین را گسترش می دهد.
این پیشرفت ها این پتانسیل را دارند که اساساً مدیریت اطلاعات حساس را در سراسر شبکه ها تغییر دهند و ZKP ها را به عنوان اجزای ضروری در ایجاد اکوسیستم های دیجیتال امن قرار دهند.
با پیشرفت قابلیت های تعاملی و زنجیره ای متقابل، پیش بینی می شود که ابتکارات ZKP در تسهیل تراکنش های یکپارچه و خصوصی در میان شبکه های بلاکچین متنوع نقش اساسی داشته باشد.
در آخر
ظرفیت فناوری های اثبات دانش صفر برای تغییر اکوسیستم بلاک چین قابل توجه است. با تسهیل امنیت، حریم خصوصی و مقیاس پذیری افزایش یافته در برنامه های بلاک چین، ZKP ها به عنوان یک فناوری اساسی برای موج آتی پیشرفت های بلاک چین عمل می کنند.
با پیشرفت و توسعه این فناوری ها، نظارت بر پیشرفت ها در این زمینه برای ذینفعان در فناوری های بلاک چین و حفظ حریم خصوصی ضروری است.
مشاهده طرح هایی که فناوری های ZKP را پیاده سازی می کنند، می تواند دیدگاه های ارزشمندی در مورد آینده حریم خصوصی دیجیتال و کارایی سیستم های بلاک چین ارائه دهد.
