أحدثت تقنية Blockchain ثورة في جميع مناحي الحياة، مما أتاح إجراء معاملات آمنة وشفافة دون وسطاء. على الرغم من تأثيره التحويلي، فإن دمج بيانات العالم الحقيقي في أنظمة البلوكشين يظل تحديًا مستمرًا. تلعب Oracles دورًا وسيطًا رئيسيًا في هذه العملية، حيث تربط سلسلة الكتل بمصادر البيانات الخارجية بسلاسة. ومع ذلك، غالبًا ما تعتمد الأقوال التقليدية على أطراف ثالثة موثوقة، مما يثير مخاوف بشأن الموثوقية والأمن.

لذلك، ظهر حل جديد وواعد، وهو ZK oracle. إنها تستفيد بشكل كامل من قوة إثباتات المعرفة الصفرية (ZKP) لمواجهة هذه التحديات. يجمع هذا النهج المبتكر بذكاء بين مزايا ZKP وOracle لضمان مستوى أعلى من خصوصية البيانات في مساحة blockchain.

ما هي الأوراكل؟

تعمل الأوراكل كجهات تقدم معلومات خارجية مرتبطة بالثقة، وتوفر للّسلسلة معلومات من عدة قواعد بيانات، بما في ذلك أسعار الرموز، وأنشطة المعاملات، وأرصدة المحافظ وغيرها. توفر الأوراكل واجهة برمجة تطبيقات (API)، تسمح بتنفيذ الحسابات وفقًا للأحداث والبيانات الواقعية. باختصار، تقوم الأوراكل بجمع واستعلام والتحقق والتحقق من البيانات من مصادر متعددة، ثم تمررها إلى العقود الذكية.

ومع ذلك، فإن شبكات الأوراكل التقليدية، مثل Chainlink أو The Graph، غالبًا ما تعتمد على آليات الرهن، ما يتطلب من العقد أن تودع أصولًا للمشاركة. لهذه الطريقة قيود جوهرية، خاصة فيما يتعلق بالثقة وقابلية الاستغلال/التلاعب.

وهنا يأتي دور الأوراكل الزكية: من خلال دمج ZKP بشكل مبتكر، يُتوقع أن تُحدث تغييرًا جذريًا في كفاءة وموثوقية الأوراكل.

ما هي الأوراكل الزكية (ZK)؟

الأوراكل الزكية (ZK)، اختصارًا للأوراكل ذات المعرفة الصفرية، تجمع ZKP بذكاء مع العقود الذكية لتشكيل حل مرن على السلسلة/خارج السلسلة. تعزز هذه المقاربة الابتكارية كفاءة وأمان الأوراكل داخل نظام بلوكتشين البيئي، وتحقق حسابًا وتخزينًا خارج السلسلة فعّالين من حيث التكلفة.

لمواجهة تحديات الأوراكل التقليدية، توفر الأوراكل الزكية عدة حلول:

1. إنشاء شبكة ذاتية.

2. تحسين أمان الطبقة الأساسية.

3. اعتماد نموذج ثقة 1-of-N، لضمان استمرار عمل النظام طالما أن عقدة واحدة على الأقل تتصرف كما هو متوقع.

4. تعزيز اللامركزية.

5. تخصيص كفء لقدرات الحساب، بهدف تقليل الهدر إلى أدنى حد.

تتمثل الميزة البارزة للأوراكل الزكية في حماية خصوصية البيانات مع ضمان سلامة وصحة المعلومات المنقولة. بخلاف الأوراكل التقليدية التي تبث البيانات علنًا إلى بلوكتشين، توفر الأوراكل الزكية أدلة على البيانات دون كشف البيانات نفسها، ما يمنحها ميزة فريدة. يجعل ذلك منها مناسبة بشكل خاص لسيناريوهات التطبيقات التي تحتاج إلى موازنة دقيقة بين الشفافية والخصوصية.

معمارية الأوراكل الزكية (ZK)

مصدر الصورة: Gu وNawab

وفقًا لوصف Gu وNawab، تتضمن معمارية الأوراكل الزكية المكونات الفريدة التالية:

1. مصادر البيانات: تجمع هذه الكيانات البيانات الخام أو تولدها من مصادر متنوعة (مثل أجهزة إنترنت الأشياء)، وتعمل كنقطة بداية لعملية الحساب.

2. المُثبتون خارج السلسلة: تستقبل هذه الكيانات البيانات الخام من مصادر البيانات وتقوم بإجراء الحسابات. باستخدام zk-SNARK (إثباتات معرفة صفرية مختصرة وغير تفاعلية)، فإنها تولد أدلة لإثبات حساباتها.

3. المستهلكون: يتفاعلون مع البلوكشين عبر العقود الذكية، ويرسلون طلبات للقراءة والكتابة. يعتمدون على البيانات والأدلة التي يقدمها مُثبت خارج السلسلة لاتخاذ قرارات مدروسة.


4. العقد الذكي: مسؤول عن التحقق والحفاظ على الملخصات المرتبطة بنتائج الحساب وبيانات إثبات ZK. يضمن العقد الذكي سلامة إثباتات ZK. وإذا تم العثور على إثباتات غير صالحة، فإنه ينفذ كذلك استراتيجيات عقابية.

استخدام خوارزميات متقدمة للمعالجة الدفعية لتسريع توليد إثباتات ZK

اقترح كل من Gu وNawab خوارزمية معالجة دفعية تهدف إلى تسريع توليد إثباتات ZK، وتستخدم هذه الخوارزمية تقنيات المعالجة الدفعية الأفقية والعمودية معًا. تجمع المعالجة الدفعية الأفقية عدة إثباتات في إثبات واحد، بينما تقوم المعالجة الدفعية العمودية بدمج الحسابات المتشابهة في إثبات موحد. ترفع هذه الاستراتيجيات بشكل ملحوظ كفاءة توليد إثباتات zk، وبالمقارنة مع الطرق القياسية، يصل التحسن في الأداء إلى 550 ضعفًا.

مجالات التطبيق العملية

تُظهر الأوراكل الزكية (ZK) مرونتها في مختلف المجالات، ويمكن تطبيقها على النحو التالي:

1. مصادر معلومات الأسعار: في تطبيقات DeFi، تُبسط الأوراكل الزكية (ZK) تشغيل مصادر معلومات الأسعار، مما يلغي الحاجة إلى تحديثات مستمرة ومكلفة على السلسلة وتخزينها.

2. مصادر بيانات آمنة: توفر الأوراكل الزكية مسارًا آمنًا للحصول على مصادر البيانات من غير المتعاونين. على سبيل المثال، يمكن للمستخدم توليد برهان معرفة معدومة (Zero-Knowledge) على رصيد حسابه البنكي دون كشف التفاصيل الحساسة. يُستخدم ذلك كضمان للحصول على قروض في قطاع التمويل اللامركزي، مما يعزز موثوقية المعاملات المالية.

3. نظام تصويت سري: يمكن تطبيق الأوراكل الزكية (ZK) في أنظمة التصويت السرّي، بهدف الحصول على نتائج قابلة للتحقق دون كشف تصويت كل فرد.

4. التحقق من الهوية: في سيناريوهات التحقق من الهوية، توفر الأوراكل الزكية دعمًا قيّمًا. فهي تتحقق من هوية المستخدم دون الكشف عن تفاصيل معقدة ضمن سجلاته، مما يضمن مقاربة آمنة ومحورها الخصوصية.

5. أنظمة سلسلة التوريد: تساعد الأوراكل الزكية (ZK) في التحقق من أصالة المنتجات دون كشف المعلومات الخاصة. يضمن هذا التطبيق الثقة والشفافية ضمن عمليات سلسلة التوريد.

نظرة عامة على مشروع الأوراكل الزكية (ZK)

Hyper Oracle

Hyper Oracle يركز على بناء شبكة أوراكل زكية مخصصة (ZK) لسلسلة بلوكتشين الإيثيريوم. يقوم هذا النظام باستخلاص البيانات بكفاءة من كل كتلة في الإيثيريوم، ويستخدم zkPoS لإجراء الاسترجاع، كما يعتمد zkGraphs القابلة للبرمجة المدعومة بواسطة zkWASM لمعالجة البيانات. تضمن الطريقة المعتمدة عبر تقنيات ZK أمان الحسابات خارج السلسلة مع تقليل الثقة المطلوبة لأدنى حد. لا تتيح هذه المقاربة الابتكارية توسيع إمكانات العقود الذكية في الإيثيريوم فحسب، بل تمنحها أيضًا القدرة على التعامل مع مهام معقدة مثل الأتمتة وتعلم الآلة.

مصدر الصورة: Hyper Oracle
في يناير 2023، نجحت Hyper Oracle في إتمام جولة تمويل، بإجمالي 3 ملايين دولار، حيث قاد الصندوق الاستثماري التابع لحاضنة Dao5 في Sequoia China، إلى جانب مؤسسات معروفة ومستثمرين ملائكيين آخرين. ستوجه هذه الأموال إلى التركيز على مزيد من البحث والتطوير للأوراكل الزكية (ZK) وبنية بلوكتشين التحتية.

Mina Protocol

(0) 1Labs، كشريك ضمن نظام Mina Protocol البيئي، تعمل بنشاط على بناء أوراكل زكية (ZK). يتميز أوراكل Mina الزكي بنموذج تنفيذ من خطوتين فريد، يتم تنسيقه عبر zkApps. تتضمن الخطوة الأولى تحققًا خارج السلسلة للتأكد من وجود معلومات معينة وإتمام الحساب. يتيح هذا التحقق خارج السلسلة إمكانية إجراء حسابات محلية على جهاز فردي.

كمثال على مصدر معلومات الأسعار: يمكن للمستخدم أن يستعلم بشكل مرن عن عدة واجهات برمجة تطبيقات (API) موثوقة، ثم يحسب متوسط السعر وينفذ عمليات خارج السلسلة معقدة. باستخدام الأوراكل الزكية (ZK)، يمكن للمستخدم الاستعلام عن الأسعار دون تكاليف، حتى الوصول إلى النتيجة المطلوبة. ولا يتم تنفيذ العمليات على السلسلة إلا بعد الحصول على النتيجة المرجوة، ما يتيح تصميم بنية أبسط وأكثر فعالية من حيث التكلفة. يتميز هذا النموذج الفريد للتنفيذ على خطوتين بأن الأوراكل الزكية في Mina وحدها تمتلكه، ويوفر طريقة قوية للتفاعل الآمن والفعّال بين البيانات خارج السلسلة والثقة.

Nil Foundation

في أغسطس 2023، أعلنت Lido Finance، الرائدة في مجال إثبات السيولة، عن خطة مهمة. كشفت الشركة أنها ستستخدم Lido Grant لتمويل Nil Foundation، وهي شركة لأبحاث وتطوير الإيثيريوم، بهدف تطوير الأوراكل الزكية (ZK). يتمثل الهدف الواضح لهذا التعاون الاستراتيجي في بناء فحوصات شاملة لتقليل الاعتماد على الثقة في التقارير المحاسبية لـ Lido Finance، بما يعزز في النهاية سيولة Lido Finance. وتجدر الإشارة إلى أن إثباتات حساب الأوراكل الزكية ستُوقَّع مباشرة باستخدام Proof Market من آلة الإيثيريوم الافتراضية (EVM)، وProof Market هو بوابة واجهة تم إطلاقها مؤخرًا تضمن قابلية تركيب الحسابات القابلة للإثبات لجميع تطبيقات EVM، ما يمثل تقدمًا ملحوظًا في هذا المجال.

نظرة مستقبلية للأوراكل الزكية (ZK)

مع بروز الأوراكل الزكية (ZK) في مجال الأوراكل، لا تزال توجد بعض التحديات التي يتعين حلها. التعقيد الكامن في بروتوكول المصافحة الثلاثية بين المصدر والعُقد والمستخدمين يحتاج إلى مزيد من البحث والتطوير لتحسين النظام. تعمل بعض الفرق، مثل Mina، بنشاط على معالجة هذه التحديات، لكن ذلك يتطلب وقتًا.

بفضل ميزاتها الفريدة وتعدد سيناريوهات تطبيقها، تقع الأوراكل الزكية (ZK) في صميم عملية تغيير جذري لأنظمة البلوكتشين. لديها القدرة على دعم تطبيقات لا تتطلب الثقة ولا مركزية، والاعتماد على بيانات خارج السلسلة دقيقة وقابلة للتحقق. وبهذا، تمثل الأوراكل الزكية قفزة كبيرة في مجال تقنية البلوكتشين. إن مسار تطور الأوراكل الزكية لا يعكس الابتكار فحسب، بل يعكس أيضًا إعادة تعريف إدراكنا لأنظمة البلوكتشين وطريقة تفاعلنا معها.