ما هو برهان المعرفة الصفرية وكيف يؤثر في سلسلة الكتل؟

أبرز النقاطإن برهان المعرفة الصفرية (ZKP) هو طريقة تشفيرية تُمكّن طرفًا ما من إثبات أن عبارة ما صحيحة دون كشف أي بيانات كامنة.
تعزّز ZKPs الخصوصية والأمان في سلسلة الكتل من خلال السماح بالتحقق من المعاملات دون كشف تفاصيل حساسة مثل عناوين المحافظ أو المبالغ.
تُعد zk-SNARKs وzk-STARKs هما النوعان الرئيسيان من براهين المعرفة الصفرية المستخدمة اليوم، مع اختلاف مفاضلاتهما حول السرعة وحجم البرهان والحاجة إلى إعداد موثوق.
تستخدم zk-rollups ZKPs لتجميع العديد من المعاملات خارج السلسلة ثم تقديم برهان تشفيري واحد على السلسلة، ما يزيد معدل الإنتاجية ويقلّل الرسوم.
تشمل تطبيقات براهين المعرفة الصفرية في العالم الحقيقي المعاملات الخاصة، والتحقق من الهوية، والتمويل اللامركزي (DeFi)، والتشغيل البيني عبر السلاسل.
مقدمةتقوم سلاسل الكتل على الشفافية. فكل معاملة على شبكة عامة تكون مرئية لأي شخص يرغب في الاطلاع عليها. وتخلق هذه الشفافية الثقة، لكنها تثير أيضًا توترًا أساسيًا: فبعض الأحيان تحتاج إلى التحقق من شيء ما دون كشف البيانات الأساسية.
تحل براهين المعرفة الصفرية هذه المشكلة. فهي تتيح لطرف، يُسمى المُبرهن، إقناع طرف آخر، يُسمى المُتحقق، بأن عبارة ما صحيحة دون الكشف عن أي معلومات تتجاوز هذه الحقيقة فقط. ويأتي الاسم مباشرة من الفكرة نفسها: يحصل المُتحقق على معرفة صفرية بالبيانات الأساسية، ومع ذلك يمكنه أن يثق بصحة الادعاء.
كانت براهين المعرفة الصفرية مفهومًا نظريًا في علم التشفير منذ ثمانينيات القرن الماضي، لكن التطبيقات العملية في البلوكتشين لم تصبح قابلة للتطبيق إلا في العقد 2010. ومنذ ذلك الحين، أصبحت من أكثر التقنيات تطورًا في هذا المجال، إذ تقوم عليها عملات الخصوصية، وحلول التوسع من الطبقة الثانية، وأنظمة الهوية.
كيف تعمل براهين المعرفة الصفريةفي جوهرها، برهان المعرفة الصفرية هو بروتوكول رياضي يولد فيه المُبرهن برهانًا يحقق مجموعة من الشروط التي يمكن للمُتحقق فحصها. ويمكن للمُتحقق التأكد من صحة البرهان دون القدرة على إعادة استنتاج المدخل الأصلي.
تشبيه كلاسيكي هو نفق فيه باب مقفل في الوسط. فالمُبرهن الذي يعرف رمز الباب يستطيع الدخول باستمرار من جهة والخروج من الجهة الأخرى. ويرى المُتحقق من الخارج البرهان دون أن يتعلم الرمز نفسه مطلقًا.
لكي يكون برهان المعرفة الصفرية صالحًا، يجب أن يحقق ثلاث خصائص. الكمال يعني أن المُبرهن الصادق يستطيع دائمًا إقناع المُتحقق. والسلامة تعني أن المُبرهن المخادع لا يستطيع إقناع المُتحقق بعبارة كاذبة إلا باحتمال ضئيل للغاية. أما المعرفة الصفرية فتعني أن المُتحقق لا يتعلم شيئًا يتجاوز ما إذا كانت العبارة صحيحة أم لا.
عمليًا، تكون معظم براهين المعرفة الصفرية في البلوكتشين غير تفاعلية: حيث يولد المُبرهن البرهان كقطعة واحدة من البيانات، ثم يتحقق منها المُتحقق دون أي تبادل ذهابًا وإيابًا. وهذا يجعل براهين المعرفة الصفرية عملية للاستخدام في العقود الذكية على السلسلة وبروتوكولات الطبقة الثانية.
zk-SNARKs وzk-STARKsأكثر نوعين استخدامًا من براهين المعرفة الصفرية في البلوكتشين هما zk-SNARKs وzk-STARKs. وكلاهما يتيح التحقق من الحسابات خارج السلسلة على السلسلة، لكنهما يختلفان في النهج التقني.
zk-SNARKsبراهين zk-SNARK، أي الحجة الموجزة غير التفاعلية ذات المعرفة الصفرية، صغيرة الحجم وسريعة التحقق، مما جعلها شائعة في التطبيقات المبكرة لبراهين المعرفة الصفرية مثل المعاملات الخاصة في Zcash والتحقق من عقود إيثريوم الذكية.
العيب الرئيسي هو أن zk-SNARKs تتطلب إعدادًا موثوقًا، وهو احتفال تُنشأ فيه مجموعة من المعلمات التشفيرية. وإذا تعرّض الإعداد للاختراق، فقد يتمكن المهاجم من توليد براهين احتيالية. وتستخدم العديد من المشاريع احتفالات الحوسبة متعددة الأطراف لتقليل هذا الخطر.
zk-STARKsبراهين zk-STARK، أي الحجة القابلة للتوسع والشفافة ذات المعرفة الصفرية، لا تتطلب إعدادًا موثوقًا، مما يزيل خطر الإعداد الموثوق. كما تُعد أكثر مقاومة لهجمات الحوسبة الكمومية مقارنةً بـ zk-SNARKs. والمقايضة هي أن براهين zk-STARK أكبر حجمًا، ما قد يعني تكاليف أعلى للتحقق على السلسلة. وتُعد StarkNet شبكة إنتاج بارزة تستخدم zk-STARKs على نطاق واسع.
zk-Rollups وتوسيع نطاق البلوكتشينأحد أبرز تطبيقات براهين المعرفة الصفرية هو zk-rollups، وهو حل توسيع من الطبقة الثانية لسلاسل الكتل. حيث تعالج zk-rollup مئات المعاملات خارج السلسلة، وتجميعها في دفعة واحدة، ثم ترسل برهان معرفة صفرية واحدًا إلى السلسلة الرئيسية لإثبات صحة جميع تلك المعاملات.
يمكن لهذا النهج أن يزيد بشكل كبير من معدل المعاملات مع وراثة أمان الطبقة الأساسية. أما البديل الرئيسي، وهو rollups المتفائلة، فيفترض صحة المعاملات ما لم يتم الطعن فيها، مما يضيف تأخيرًا في السحب. ولا تعاني zk-rollups من هذا التأخير لأن الصحة تُثبت تشفيريًا عند وقت النشر.
قدمت EIP-4844 الخاصة بإيثريوم، التي فُعّلت في مارس 2024، "blobs" كطبقة مخصصة لتخزين البيانات لبيانات الطبقة 1 وrollup الطبقة 2. وقد أدى ذلك إلى خفض كبير في تكلفة نشر دفعات براهين المعرفة الصفرية على السلسلة، مما جعل zk-rollups أرخص بكثير للمستخدمين النهائيين. وتعمل الآن عدة شبكات zkEVM، بما في ذلك zkSync Era وPolygon zkEVM وScroll وTaiko، في بيئات الإنتاج.
حالات استخدام براهين المعرفة الصفريةالمعاملات الخاصةيمكن لبراهين المعرفة الصفرية إخفاء عناوين المرسل وعناوين المستلم ومبالغ المعاملات على سلاسل الكتل العامة. وقد كانت Zcash رائدة في هذا المجال من خلال المعاملات المحمية باستخدام zk-SNARKs، مما يتيح للمستخدمين إجراء المعاملات دون كشف نشاطهم المالي للسجل العام.
التحقق من الهوية الرقميةتسمح براهين المعرفة الصفرية للمستخدم بإثبات استيفائه لمتطلب معين، مثل أن يكون عمره أكبر من 18 عامًا أو أن يحمل اعتمادًا صالحًا، دون الكشف عن المستندات الأساسية. ولها تطبيقات في أنظمة الهوية اللامركزية، والامتثال لمتطلبات KYC، والتحكم في الوصول.
خصوصية التمويل اللامركزي (DeFi)يمكن لبروتوكولات التمويل اللامركزي استخدام براهين المعرفة الصفرية للسماح بالإقراض والاقتراض والتداول الخاص. ويمكن للمستخدمين إثبات امتلاكهم لضمان كافٍ أو استيفائهم لمعايير الإقراض دون كشف سجل محفظتهم الكامل أو رصيدهم.
التشغيل البيني عبر السلاسليمكن لبراهين المعرفة الصفرية التحقق من حالة سلسلة كتل إلى أخرى دون الحاجة إلى عقدة كاملة. وهذا يجعل من الممكن بناء جسور عبر السلاسل وطبقات تشغيل بيني ترث الأمان التشفيري بدلًا من الاعتماد على وسطاء موثوقين.
قيود براهين المعرفة الصفريةليست براهين المعرفة الصفرية حلًا كاملًا لجميع تحديات الخصوصية وقابلية التوسع. يتطلب إنشاء برهان معرفة صفرية قدرًا كبيرًا من الحوسبة، ما قد يعني متطلبات أجهزة أعلى لمنشئي البراهين. يتحسن هذا مع نضج برمجيات الإثبات، لكنه يظل عاملًا يجب أخذه في الاعتبار بالنسبة إلى الشبكات الأصغر.
إن متطلب الإعداد الموثوق في zk-SNARKs يضيف افتراضًا للثقة يفضل بعض المطورين والمستخدمين تجنبه. ورغم أن براهين المعرفة الصفرية احتمالية في ضمانات السلامة، أي إن احتمال قبول برهان كاذب أثناء التحقق صغير للغاية وليس صفرًا، فإن هذا يُعد مقبولًا عمومًا للأغراض العملية.
وأخيرًا، لا تزال تقنية براهين المعرفة الصفرية في طور النضج. إن تدقيق دوائر براهين المعرفة الصفرية أمر معقد ويتطلب خبرة متخصصة. وقد تم العثور على عدة أخطاء بارزة في تطبيقات براهين المعرفة الصفرية، مما يؤكد أهمية المراجعة الصارمة قبل نشرها في أنظمة الإنتاج.
الأسئلة الشائعةما هي برهان المعرفة الصفرية ببساطة؟برهان المعرفة الصفرية هو طريقة لإثبات أنك تعرف شيئًا ما دون الكشف عن ماهيته. يقنع المُبرهنُ المُتحققَ بأن عبارة ما صحيحة، ولا يتعلم المُتحقق شيئًا سوى أن الادعاء صحيح.
ما الفرق بين zk-SNARKs وzk-STARKs؟تنتج zk-SNARKs براهين أصغر ويتم التحقق منها بسرعة، لكنها تتطلب إعدادًا موثوقًا. أما zk-STARKs فلا تتطلب إعدادًا موثوقًا، وهي أكثر مقاومة للهجمات الكمومية، لكنها تنتج براهين أكبر. ويُستخدم كلاهما في أنظمة بلوكتشين قيد الإنتاج.
كيف تُستخدم براهين المعرفة الصفرية في توسيع نطاق إيثريوم؟تستخدم zk-rollups براهين المعرفة الصفرية لتجميع العديد من المعاملات خارج السلسلة وإرسال برهان واحد إلى إيثريوم للتحقق. وهذا يزيد من الإنتاجية ويخفض رسوم المعاملات مع الحفاظ على أمان الطبقة الأساسية لإيثريوم.
هل براهين المعرفة الصفرية آمنة تمامًا؟تقدم براهين المعرفة الصفرية ضمانات تشفيرية قوية جدًا، لكنها ليست معصومة من الخطأ. إن خطوة الإعداد الموثوق في zk-SNARKs تضيف افتراضًا للثقة. وقد تم العثور على أخطاء تنفيذ في دوائر براهين المعرفة الصفرية في بعض المشاريع. وكما هو الحال مع أي نظام تشفيري، يعتمد الأمان على التنفيذ الصحيح والمراجعة المستمرة.
أفكار ختاميةانتقلت براهين المعرفة الصفرية من مفهوم نظري إلى لبنة أساسية في البنية التحتية الحديثة لبلوكتشين. فهي تتيح الخصوصية، وتحسن قابلية التوسع، وتجعل تطبيقات جديدة ممكنة عبر DeFi والهوية والتشغيل البيني.
تواصل هذه التقنية التطور بسرعة. أصبحت شبكات zkEVM تعمل الآن على إيثريوم، وتستمر تكاليف الإثبات في الانخفاض، كما يجري نشر تطبيقات جديدة قائمة على براهين المعرفة الصفرية بانتظام. ومن المرجح أن تلعب براهين المعرفة الصفرية دورًا أكثر محورية في كيفية تعامل سلاسل الكتل مع الخصوصية والتوسع في السنوات القادمة.
مزيد من القراءةشرح zk-SNARKs وzk-STARKs
ما هي zk-Rollups؟ تقنية قابلية التوسع من الطبقة الثانية
Rollups المتفائلة مقابل Rollups المعرفة الصفرية: ما الفرق؟
حلول التوسع من الطبقة 1 والطبقة 2 في البلوكتشين
تحسين شفافية العملات المشفرة باستخدام برهان المعرفة الصفرية

إخلاء المسؤولية: يُقدَّم هذا المحتوى إليك "كما هو" لأغراض المعلومات العامة والتعليم فقط، دون أي تمثيل أو ضمان من أي نوع. ولا ينبغي تفسيره على أنه نصيحة مالية أو قانونية أو مهنية أخرى، كما أنه غير مخصص للتوصية بشراء أي منتج أو خدمة بعينها. ينبغي لك طلب المشورة الخاصة بك من المستشارين المهنيين المناسبين. عندما يكون المحتوى مساهمة من طرف ثالث، يرجى ملاحظة أن الآراء الواردة فيه تعود إلى ذلك الطرف الثالث، ولا تعكس بالضرورة آراء Binance Academy. قد تكون أسعار الأصول الرقمية متقلبة. قد تنخفض قيمة استثمارك أو ترتفع، وقد لا تستعيد المبلغ المستثمر. أنت وحدك المسؤول عن قراراتك الاستثمارية، ولا تتحمل Binance Academy أي مسؤولية عن أي خسائر قد تتكبدها. لمزيد من المعلومات، راجع شروط الاستخدام وتحذير المخاطر وشروط Binance Academy.