تاريخ التطوير واستكشاف التطبيق لبراهين المعرفة الصفرية
١. تاريخ تطور zk-SNARKs
نشأت أنظمة إثبات المعرفة الصفرية الحديثة من الورقة البحثية التي كتبها Goldwasser وMicali وRackoff في عام 1985. تستكشف هذه الورقة كمية المعرفة المطلوبة لتبادلها لإثبات صحة عبارة ما من خلال تفاعلات متعددة في نظام تفاعلي. إذا كان من الممكن تحقيق تبادل المعرفة الصفرية، يُطلق عليه اسم إثبات المعرفة الصفرية. على الرغم من أن هذا النظام التفاعلي لا يمكن إثباته تمامًا رياضيًا، إلا أنه يعتبر صحيحًا من الناحية الاحتمالية.
لتجاوز قيود الأنظمة التفاعلية، ظهرت الأنظمة غير التفاعلية لتصبح الخيار المثالي للـ zk-SNARKs. كانت أنظمة الـ zk-SNARKs المبكرة تعاني من نقص في الجوانب العملية، ولم تبدأ في الازدهار إلا في العقد الأخير. ومن بين ذلك، أصبح تطوير بروتوكولات zk-SNARKs العامة وغير التفاعلية ذات حجم إثبات محدود أحد الاتجاهات الأساسية للاكتشاف.
أهم إنجاز في إثبات المعرفة الصفرية هو البرهان غير التفاعلي القصير على أساس الأزواج الذي اقترحه Groth في عام 2010، والذي وضع الأساس النظري لـ zk-SNARKs. في عام 2015، تم تطبيق إثبات المعرفة الصفرية عمليًا في مشروع Zcash، مما حقق حماية خصوصية المعاملات. بعد ذلك، أدى دمج zk-SNARKs مع العقود الذكية إلى توسيع مجالات تطبيقها بشكل أكبر.
خلال هذه الفترة، تشمل بعض الإنجازات الأكاديمية الهامة:
بروتوكول بينوكيو لعام 2013، ضغط وقت الإثبات والتحقق
Groth16 في عام 2016، قام بتقليل حجم الإثبات وزيادة كفاءة التحقق
تم تقديم Bulletproofs في عام 2017، وهو نوع من zk-SNARKs القصيرة غير التفاعلية.
تم تقديم zk-STARKs في عام 2018، والتي اقترحت بروتوكول خوارزمية لا تتطلب إعدادًا موثوقًا.
تطورت أمور أخرى مثل PLONK و Halo2 أيضًا في تحسين zk-SNARKs.
٢. التطبيقات الرئيسية للzk-SNARKs
أكثر تطبيقين شيوعًا لـ zk-SNARKs هما حماية الخصوصية وتوسيع السعة.
في مجال حماية الخصوصية، كانت المشاريع الرائدة في البداية تشمل Zcash و Monero وغيرها. ولكن نظرًا لأن الحاجة إلى المعاملات الخاصة لم تكن كما هو متوقع، تراجعت هذه المشاريع تدريجياً إلى الخلف.
في تطبيقات التوسع، مع تحول إيثريوم نحو مسار يركز على rollup، أصبحت سلسلة ZK مرة أخرى محور اهتمام الصناعة. يمكن تحقيق التوسع باستخدام ZK على شبكة من الطبقة الأولى، مثل مشروع مينا؛ أو يمكن تحقيقه على شبكة من الطبقة الثانية، أي zk-rollup.
تشمل الأدوار الرئيسية للـ zk-rollup كل من Sequencer و Aggregator. يتولى Sequencer مسؤولية تجميع المعاملات، بينما يتولى Aggregator مسؤولية دمج المعاملات وإنشاء zk-SNARKs لتحديث حالة السلسلة.
تتمثل مزايا zk-rollup في انخفاض التكاليف، وسرعة الحسم، وحماية الخصوصية؛ تشمل العيوب حجم الحساب الكبير، والحاجة إلى إعداد موثوق.
تشمل المشاريع التنافسية للـ zk-rollup المتاحة حاليًا في السوق StarkNet و zkSync و Aztec Connect و Polygon Hermez وغيرها. تركز هذه المشاريع في مسارها التكنولوجي بشكل أساسي على اختيار بين SNARK( وإصداراته المحسنة ) و STARK، فضلاً عن مدى دعمها لـ EVM.
تعتبر التوافقية مع EVM قضية مهمة. اختارت بعض المشاريع التوافق الكامل مع تعليمات Solidity، بينما صمم البعض الآخر آلات افتراضية جديدة لتلبية كل من قابلية ZK و توافق Solidity. في السنوات الأخيرة، قدم تحسين التوافق مع EVM المزيد من التسهيلات للمطورين.
ثلاثة، المبادئ الأساسية لـ zk-SNARKs
يجب أن تلبي zk-SNARKs ثلاثة خصائص: التكامل، والموثوقية، وعدم المعرفة. ZK-SNARK هو بروتوكول إثبات عدم المعرفة المستخدم على نطاق واسع، ويعني "إثبات المعرفة غير التفاعلي المختصر".
تشمل الخطوات الأساسية لـ ZK-SNARKs:
تحويل المشكلة إلى دائرة
تحويل الدائرة إلى شكل R1CS
تحويل R1CS إلى شكل QAP
إنشاء إعدادات موثوقة، توليد مفتاح إثبات ومفتاح تحقق
إنشاء والتحقق من إثباتات zk-SNARKs
لقد وضعت تطوير ZK-SNARKs الأساس لتطبيقات الإثباتات بدون معرفة في مجال blockchain. في المستقبل، مع تقدم التكنولوجيا، من المتوقع أن تلعب الإثباتات بدون معرفة دورًا مهمًا في المزيد من السيناريوهات.
قد تحتوي هذه الصفحة على محتوى من جهات خارجية، يتم تقديمه لأغراض إعلامية فقط (وليس كإقرارات/ضمانات)، ولا ينبغي اعتباره موافقة على آرائه من قبل Gate، ولا بمثابة نصيحة مالية أو مهنية. انظر إلى إخلاء المسؤولية للحصول على التفاصيل.
تسجيلات الإعجاب 17
أعجبني
17
4
مشاركة
تعليق
0/400
GasGuzzler
· 07-18 21:54
zk ثور啊！
شاهد النسخة الأصليةرد0
OnchainHolmes
· 07-16 02:45
زدك أيضًا مبالغ فيه جدًا 8
شاهد النسخة الأصليةرد0
FloorSweeper
· 07-16 02:41
ngmi إذا لم تفهم تقنية zk بعد
شاهد النسخة الأصليةرد0
BlockchainDecoder
· 07-16 02:36
استنادًا إلى وجهة نظر ورقة Goldwasser لعام 1989 ، فإن ZK في جوهرها هي مشكلة تفاعل ذات دقة.
تاريخ تطوير zk-SNARKs وتحليل مبادئها
تاريخ التطوير واستكشاف التطبيق لبراهين المعرفة الصفرية
١. تاريخ تطور zk-SNARKs
نشأت أنظمة إثبات المعرفة الصفرية الحديثة من الورقة البحثية التي كتبها Goldwasser وMicali وRackoff في عام 1985. تستكشف هذه الورقة كمية المعرفة المطلوبة لتبادلها لإثبات صحة عبارة ما من خلال تفاعلات متعددة في نظام تفاعلي. إذا كان من الممكن تحقيق تبادل المعرفة الصفرية، يُطلق عليه اسم إثبات المعرفة الصفرية. على الرغم من أن هذا النظام التفاعلي لا يمكن إثباته تمامًا رياضيًا، إلا أنه يعتبر صحيحًا من الناحية الاحتمالية.
لتجاوز قيود الأنظمة التفاعلية، ظهرت الأنظمة غير التفاعلية لتصبح الخيار المثالي للـ zk-SNARKs. كانت أنظمة الـ zk-SNARKs المبكرة تعاني من نقص في الجوانب العملية، ولم تبدأ في الازدهار إلا في العقد الأخير. ومن بين ذلك، أصبح تطوير بروتوكولات zk-SNARKs العامة وغير التفاعلية ذات حجم إثبات محدود أحد الاتجاهات الأساسية للاكتشاف.
أهم إنجاز في إثبات المعرفة الصفرية هو البرهان غير التفاعلي القصير على أساس الأزواج الذي اقترحه Groth في عام 2010، والذي وضع الأساس النظري لـ zk-SNARKs. في عام 2015، تم تطبيق إثبات المعرفة الصفرية عمليًا في مشروع Zcash، مما حقق حماية خصوصية المعاملات. بعد ذلك، أدى دمج zk-SNARKs مع العقود الذكية إلى توسيع مجالات تطبيقها بشكل أكبر.
خلال هذه الفترة، تشمل بعض الإنجازات الأكاديمية الهامة:
تطورت أمور أخرى مثل PLONK و Halo2 أيضًا في تحسين zk-SNARKs.
٢. التطبيقات الرئيسية للzk-SNARKs
أكثر تطبيقين شيوعًا لـ zk-SNARKs هما حماية الخصوصية وتوسيع السعة.
في مجال حماية الخصوصية، كانت المشاريع الرائدة في البداية تشمل Zcash و Monero وغيرها. ولكن نظرًا لأن الحاجة إلى المعاملات الخاصة لم تكن كما هو متوقع، تراجعت هذه المشاريع تدريجياً إلى الخلف.
في تطبيقات التوسع، مع تحول إيثريوم نحو مسار يركز على rollup، أصبحت سلسلة ZK مرة أخرى محور اهتمام الصناعة. يمكن تحقيق التوسع باستخدام ZK على شبكة من الطبقة الأولى، مثل مشروع مينا؛ أو يمكن تحقيقه على شبكة من الطبقة الثانية، أي zk-rollup.
تشمل الأدوار الرئيسية للـ zk-rollup كل من Sequencer و Aggregator. يتولى Sequencer مسؤولية تجميع المعاملات، بينما يتولى Aggregator مسؤولية دمج المعاملات وإنشاء zk-SNARKs لتحديث حالة السلسلة.
تتمثل مزايا zk-rollup في انخفاض التكاليف، وسرعة الحسم، وحماية الخصوصية؛ تشمل العيوب حجم الحساب الكبير، والحاجة إلى إعداد موثوق.
تشمل المشاريع التنافسية للـ zk-rollup المتاحة حاليًا في السوق StarkNet و zkSync و Aztec Connect و Polygon Hermez وغيرها. تركز هذه المشاريع في مسارها التكنولوجي بشكل أساسي على اختيار بين SNARK( وإصداراته المحسنة ) و STARK، فضلاً عن مدى دعمها لـ EVM.
تعتبر التوافقية مع EVM قضية مهمة. اختارت بعض المشاريع التوافق الكامل مع تعليمات Solidity، بينما صمم البعض الآخر آلات افتراضية جديدة لتلبية كل من قابلية ZK و توافق Solidity. في السنوات الأخيرة، قدم تحسين التوافق مع EVM المزيد من التسهيلات للمطورين.
ثلاثة، المبادئ الأساسية لـ zk-SNARKs
يجب أن تلبي zk-SNARKs ثلاثة خصائص: التكامل، والموثوقية، وعدم المعرفة. ZK-SNARK هو بروتوكول إثبات عدم المعرفة المستخدم على نطاق واسع، ويعني "إثبات المعرفة غير التفاعلي المختصر".
تشمل الخطوات الأساسية لـ ZK-SNARKs:
لقد وضعت تطوير ZK-SNARKs الأساس لتطبيقات الإثباتات بدون معرفة في مجال blockchain. في المستقبل، مع تقدم التكنولوجيا، من المتوقع أن تلعب الإثباتات بدون معرفة دورًا مهمًا في المزيد من السيناريوهات.