يعتبر إثبات المعرفة الصفرية مفهومًا غامضًا وإنجازًا كبيرًا في مجال العملات المشفرة. حيث يسمح هذا بالتحقق الآمن من معرفة بعض المعلومات الخاصة أو الحساسة دون مشاركتها. باستخدام إثباتات المعرفة الصفرية، يمكنك إقناع شخص ما بأنك تعرف سرًا دون الكشف عن السر نفسه!
الغرض من التشفير هو حماية البيانات من خلال طرق مختلفة. سنكتشف اليوم بروتوكول التشفير المسمى إثبات المعرفة الصفرية (بالإنجليزية: Zero-Knowledge Proof). والذي يهدف إلى احترام البيانات الشخصية للمستخدمين.
فهرس المقالة
المفهوم الأساسي لـ "إثبات المعرفة الصفرية"
إثبات المعرفة الصفرية أو Zero-Knowledge Proof (يرمز له اختصارًا ZKP) هو بروتوكول يسمح للمستخدم بإثبات أنهم يعرفون بعض المعلومات الخاصة والحساسة دون الحاجة إلى الكشف عن تلك المعلومات. على سبيل المثال، يمكن لأي شخص إثبات هويته دون الحاجة إلى الكشف عنها.
ظهر مصطلح "إثبات المعرفة الصفرية" في الثمانينيات، وقد تم تقديمه لأول مرة، في 1989، من طرف سيلفيو ميكالي (مؤسس بلوك تشين Algorand) وشافي جولدفاسر وتشارلز راكوف في ورقة بحثية حول موضوع "تعقيد الأدلة التفاعلية لأنظمة المعرفة".
إذا من الواضح أن هذا المصطلح لم يأت من أجل النظام البيئي الحالي للعملات المشفرة. لكنه جاء لوصف العديد من المفاهيم المتعلقة بإثباتات التشفير. اليوم، بستخدم مجتمع العملات المشفرة هذا المصطلح بشكل متكرر. بينما يبرز البروتوكول لقدرته على إثبات حقيقة ما دون الكشف عن تفاصيل تلك الحقيقة.
لذلك، فإن الهدف الأساسي لإثباتات ZK بسيط، ولكنه عميق: يسعى المستخدم إلى إثبات صدقه للمدقق. ويسعى إلى الإثبات من خلال تقديم الدليل على أن لديه معلومات محددة دون الكشف عنها. كما يتم استخدام هذا النظام على نطاق واسع في التشفير، فهو يوفر مستوى عال من السرية والأمان.
على سبيل المثال، من الممكن أن تثبت للمستخدم أن لديه بالفعل عملات بيتكوين، دون الإشارة إلى توقيعه أو عنوانه العام. ويمكن أيضًا استخدام هذا لإثبات الهوية دون الحاجة إلى الكشف عنها.
كيف يعمل برتوكول إثبات المعرفة الصفرية؟
يتم استخدام إثبات المعرفة الصفرية في العديد من السيناريوهات المختلفة. مثلًا، يتم دعم معاملات العملة المشفرة بشكل خاص بواسطة هذا النوع من البروتوكولات. يتم العثور على ZKP أيضًا عندما يتعلق الأمر بنشر معلومات حساسة دون ذكر المصادر من أجل تقييم القوات المسلحة في مختلف البلدان، على سبيل المثال. تستخدم منصات بلوك تشين وأنظمة الهوية اللامركزية أيضًا إثبات المعرفة الصفرية.
لكي يتم اعتبار ZKP صالحًا، يجب أن يتم استيفاء ثلاثة معايير أساسية له هي: الاكتمال والسلامة والمعرفة الصفرية.
- الاكتمال والصلابة: إذا كان البيان صحيحا والمثبت يعرف الشاهد، فإن المتحقق النزيه يقتنع بهذه الحقيقة بالدليل.
- الاتساق: إذا كانت العبارة خاطئة، فلا يمكن لأي محقق غشاش أن يقنع محققًا نزيهًا بصحتها، إلا مع وجود احتمال ضئيل للغاية. كما يجب أن يكون المدقق قادرًا على تحديد ما إذا كان المتظاهر بحوزته المعلومات أم لا. لكي يكون هذا الدليل كاملًا وصحيحًا تمامًا، يجب ألا يتم أبدًا تبادل هذا الدليل بين الطرفين.
- المعرفة الصفرية: لا يتعلم المتحقق من المثبت إلا حقيقة القضية، ولا يحصل على أي معلومات إضافية لم يكن يعرفها من قبل.
تطلب أول بروتوكول رئيسي للمعرفة الصفرية، والذي تم تصميمه في الثمانينيات، جولات متعددة من التفاعل بين المثبت والمتحقق. لكن البراهين الأحدث تتطلب جولة واحدة فقط من الاتصال، مما يجعلها أكثر كفاءة. تعمل هذه البراهين "غير التفاعلية" من خلال الاعتماد على سلاسل مرجعية مشتركة أو المعلمات العامة التي يوافق المثبت والمتحقق على استخدامها.
تم تطوير أنواع مختلفة من إثباتات المعرفة الصفرية على مر السنين، بما في ذلك ZK-SNARKs و ZK-STARKs. تظل الأفكار الأساسية كما هي، لكن البروتوكولات الأحدث حسنت الكفاءة وأزالت بعض الافتراضات التي تتطلبها البراهين السابقة. وعلى الرغم من اختلافها، تتبع ZKPs المبادئ العامة، مما يعني أن هناك أمثلة مختلفة لتوضيح كيفية عملها.
مثال على كيفية إثبات معرفة ما تعرفه دون الكشف عنه!
على سبيل المثال، "أين تشارلي؟" ". هذا كتاب مصور حيث يجب على القارئ اكتشاف شخصية صغيرة تدعى تشارلي مخبأة في مكان ما على كتاب مليئ بالعديد من الشخصيات الأخرى. تم تصميم الصور لتجعل من الصعب العثور على تشارلي.
هنالك شركة تريد التأكد أن أحدهم "ماكس" بالفعل محترف. فتطلب منه الشركة العثور على تشارلي داخل أحد الكتب التي أحضروها. المشكلة أن ماكس لا يريد العمل قبل أن يحصل على أجره. لذلك سيؤكد ماكس أنه سيقوم بالعمل دون القيام به فعلًا.
لذلك، سيلجأ الطرفان إلى استخدام دليل المعرفة الصفرية من أجل التعاون. بالتالي يستطيع ماكس أن يثبت للشركة مكان وجود تشارلي دون الكشف عن موقعه فعليًا.
يطلب ماكس من ممثل الشركة أن يستدير ليتمكن من وضع قطعة كبيرة من الورق المقوى على أحد صفحات الكتاب. ويجب أن تكون هذه الكرتونة أكبر من حجم الكتاب لتغطيته بالكامل. تم وضعه بحيث يكون تشارلي في وسط الورق المقوى حتى لا يتم الإشارة إلى موقعه الدقيق على الصفحة. سيقوم ماكس بقطع نافذة صغيرة ليترك تشارلي مرئيًا.
عندما يستدير ممثل الشركة، يرى تشارلي من خلال الثقب على الورق المقوى الكبير. لكن لن يتمكن هذا الشخص أبدا من معرفة من بجانب تشارلي أو في أي صفحة يتواجد تشارلي ولا حتى موقع تشارلي. بالتالي، أثبت ماكس أنه يعرف مكان تشارلي دون الكشف عنه!
مثال آخر، يمكننا تطبيق هذه الفكرة على مفاهيم أخرى مرتبطة بتكنولوجيا المعلومات. على سبيل المثال، يمكننا أن نثبت لموقع ويب أننا نعرف بريدنا الإلكتروني وكلمة المرور الخاصة بنا للاتصال. دون الكشف عن كلمة المرور الخاصة بنا، مما يحد من خطر القرصنة.
تكامل Zero Knowledge Proof مع بلوك تشين
يجب ألا يكون هناك مجال للشك أن المستخدم يعرف حقيقة أمر ما. ولهذا السبب يجب أن يكون إثبات المعرفة الصفرية نتيجة لعملية تشفير تضمن على وجه اليقين أن الشخص يعرف المعلومات المطلوبة لفتح البروتوكول. وبهذا المعنى، يتنافس المحترفون في هذا القطاع في البراعة بحيث لا يتركون مجالًا للشك، مما يجعل Zero Knowledge Proof بروتوكولًا فائق الأمان.
تعد ZPK مثيرة للاهتمام للغاية في سياق استخدام الهويات اللامركزية. وفي الواقع، فإن مفهوم الأخير يرتكز على حقيقة الحد من تبادل البيانات ونشرها إلى الحد الأدنى. وبما أن هذه البيانات يمكن أن تكون حساسة بشكل خاص، فمن الضروري أن يكون لديك نظام يسمح بالتحقق منها دون الكشف عنها.
تتلاءم براهين المعرفة الصفرية، المعروفة باسم إثباتات ZK، بسلاسة مع بنيات بلوك تشين. ومن خلال تحسين الكفاءة والأمان والسرية، فإنها تساعد في إثراء العديد من الجوانب مثل الخصوصية وقابلية التشغيل البيني عبر السلاسل. وهذه المزايا ليست قليلة. كما يتم تعزيز قابلية التوسع والهوية.
ومع ذلك، فإن دمج براهين ZK ينطوي على العديد من الصعوبات. يتطلب تطويرها والتحقق منها قوة حاسوبية كبيرة. علاوة على ذلك، تتجلى العقبات في شكل فترات معالجة طويلة وصعوبات في التدقيق.
وبالتالي فإن بروتوكول التشفير الآمن هذا يجعل من الممكن التحقق من صحة بيانات الهوية الحساسة دون الكشف عنها. وهذا يجعل استخدام تقنية بلوك تشين أكثر أهمية في إدارة الهوية الرقمية.
بالطبع، هناك العديد من المجالات الأخرى التي يمكن أن يكون فيها ZKP مفيدًا ويمكن استخدامه في المستقبل. ولذلك من المهم فهم مفهوم ZKP كخيار لحماية البيانات لكل من الأفراد والشركات. يمكن تقديم إثبات هوية المستخدم أو معرفته بالبيانات المحمية دون الكشف عن البيانات، مما يعزز إمكانيات الأمان.
باختصار، تعد إثباتات المعرفة الصفرية إنجازًا يسمح لك بإثبات صحة البيان بطريقة توفر ضمانات خصوصية قوية جدًا. ومع تحسن التشفير والبرمجيات، سنستمر في رؤية تطبيقات جديدة لهذا المفهوم العميق تترسخ وتمكن المستخدمين.
إخلاء مسؤولية
جميع المعلومات المنشورة على موقعنا الإلكتروني تم عرضها على أساس حسن النية ولأغراض المعلومات العامة فقط. لذا، فأي إجراء أو تصرف أو قرار يقوم به القارئ وفقاً لهذه المعلومات يتحمل مسؤوليته وتوابعه بشكل فردي حصراً ولا يتحمل الموقع أية مسؤولية قانونية عن هذه القرارات.
