استكشاف zk-SNARKs و zk-STARKs: بروتوكولات الخصوصية المتقدمة في مجال العملات الرقمية 

في عالم العملات الرقمية، كانت الخصوصية دائمًا حجر الزاوية لقيم المجتمع. إنها مرتبطة ارتباطًا وثيقًا بالتحويلية، وهي سمة حاسمة لأي نظام نقدي معتمد على نطاق واسع. يفضل معظم محتفظي العملات المشفرة الحفاظ على أصولهم وسجل معاملاتهم سريًا. من بين التقنيات التشفيرية المختلفة التي تسعى لتعزيز خصوصية البلوكشين، تبرز zk-SNARKs و zk-STARKs كابتكارات جديرة بالملاحظة.

zk-SNARK، وهو اختصار لـ Zero-Knowledge Succinct Non-Interactive Argument of Knowledge، و zk-STARK، الذي يعني Zero-Knowledge Scalable Transparent Argument of Knowledge، يمثلان تقدمًا كبيرًا في تكنولوجيا الحفاظ على الخصوصية. بينما وجدت zk-SNARKs بالفعل تطبيقات في أنظمة الدفع المعتمدة على blockchain وطرق التحقق الآمن، فإن zk-STARKs تظهر كترقية محتملة، تعالج بعض قيود سابقتها.

أسطورة كهف علي بابا

لفهم مفهوم إثباتات المعرفة الصفرية، التي تشكل الأساس لكل من zk-SNARKs و zk-STARKs، دعونا نعيد زيارة حكاية تشفير كلاسيكية: مغارة علي بابا. هذه الحكاية، التي قدمها عالم التشفير جان-جاك كويزكواتر وزملاؤه في عام 1990، توضح المبادئ الأساسية لإثباتات المعرفة الصفرية.

تخيل كهفًا دائريًا له مدخل واحد وباب سحري يقسم طريقين. يفتح الباب فقط عندما يتم همس كلمة سر سرية. في هذا السيناريو، ترغب أليس في إثبات لبوب أنها تعرف كلمة السر دون الكشف عنها. ينتظر بوب في الخارج بينما تدخل أليس الكهف، مختارةً أحد الطريقين. ثم ينادي بوب على الطريق الذي يريد من أليس أن تخرج منه. إذا كانت أليس تعرف كلمة السر حقًا، يمكنها الخروج من أي من الطريقين كما هو مطلوب.

يمكن تكرار هذه العملية عدة مرات لإثبات معرفة أليس بما يتجاوز الشك المعقول. توضح أسطورة الكهف كيف يمكن للمرء إثبات حيازة المعلومات دون الكشف عن المعلومات نفسها - جوهر إثباتات عدم المعرفة.

فهم zk-SNARKs

زك-SNARKs اكتسبت شهرة من خلال تنفيذها في العملات الرقمية التي تركز على الخصوصية. هذا البروتوكول يسمح بتشفير المعاملات مع الحفاظ على إمكانية التحقق منها، مما يمكن المشاركين في الشبكة من التحقق من المعاملات دون الوصول إلى جميع البيانات المرتبطة. من الجدير بالذكر أنه في بعض التطبيقات، فإن ميزات الخصوصية هذه اختيارية وتتطلب تفعيلًا يدويًا.

تشير الطبيعة "الموجزة" لـ zk-SNARKs إلى كفاءتها - حيث تكون الأدلة مضغوطة وسريعة التحقق. يعني الجانب "غير التفاعلي" أنه يتطلب الحد الأدنى من التواصل بين المبرهن والمتحقق، على عكس بروتوكولات الإثباتات الصفرية التفاعلية السابقة.

ومع ذلك، تعتمد zk-SNARKs على إعداد ثقة أولي، مما يتطلب مجموعة من المعلمات العامة لإنشاء إثباتات عدم المعرفة. تعتبر مرحلة الإعداد هذه حيوية لمنع المعاملات الاحتيالية ولكنها تقدم مخاوف محتملة بشأن المركزية، حيث يتم غالبًا إنشاء هذه المعلمات بواسطة مجموعة صغيرة.

تشير "الحجج" في zk-SNARKs إلى صحتها الحسابية. بينما احتمالية خداع مُثبت غير أمين للنظام ضئيلة، إلا أنه من الممكن نظريًا مع وجود قوة حسابية كافية - وهو اعت Consideration في سياق تقدم الحوسبة الكمومية.

تقديم zk-STARKs

ظهرت zk-STARKs كتطور لـ zk-SNARKs، تهدف إلى معالجة بعض قيودها. التحسين الأكثر أهمية هو القضاء على الإعداد الموثوق الأولي، كما هو موضح بـ 'T' للشفافية في الاختصار.

تحقق zk-STARKs ذلك من خلال استخدام طريقة تشفير متماثل مبسطة تعتمد على تصادمات دالة التجزئة. لا تزيل هذه الطريقة الحاجة إلى إعداد موثوق فحسب، بل تعزز أيضًا المقاومة للهجمات المحتملة من أجهزة الكمبيوتر الكمومية.

ميزة أخرى من zk-STARKs هي قابلية التوسع. تظل الاتصالات بين الموثقين والمتحققين ثابتة بغض النظر عن تعقيد الحسابات، على عكس zk-SNARKs حيث تزداد الاتصالات مع متطلبات الحساب.

مستقبل الخصوصية في العملات المشفرة

كل من zk-SNARKs و zk-STARKs في طليعة تقنيات تعزيز الخصوصية في مجال العملات المشفرة. مع تزايد الطلب على الخصوصية في المعاملات الرقمية، فإن هذه البروتوكولات تحتفظ بإمكانات هائلة لإحداث ثورة في كيفية تعاملنا مع الخصوصية في أنظمة البلوكشين.

تؤكد التطورات المستمرة والتنقيحات لهذه التقنيات التزام مجتمع العملات المشفرة بالحفاظ على خصوصية المستخدمين مع الحفاظ على نزاهة وشفافية شبكات البلوك تشين. مع تقدم البحث، قد نرى حتى المزيد من النسخ المتقدمة من هذه البروتوكولات، مما يعزز أساسيات الخصوصية للعملات الرقمية.