فك شفرة ZK-STARK مقابل ZK-SNARK: تحليل مقارن متعمق

يقدم عالمنا اليوم، الذي تقوده التكنولوجيا، خدمات فورية، ولكن بثمن، ألا وهو خصوصيتنا. فببضع نقرات، نشارك بيانات حساسة - مثل الموقع، وسجل المعاملات، وغيرها - مما يُعرّضنا لسرقة الهوية والاحتيال. وهذا ليس حكرًا على العالم الرقمي؛ فحتى سلاسل الكتل، المعروفة بشفافيتها، تواجه تحديات تتعلق بالخصوصية. تتطلب العديد من حالات استخدام العقود الذكية السرية لأسباب قانونية أو تجارية. ولتلبية هذه الحاجة إلى الخصوصية على شبكات سلاسل الكتل العامة، تُستخدم أدلة المعرفة الصفرية (التي يستخدمها بشكل أساسي...) تراكمي ZK) تظهر كحل هائل. 

تلعب التقنيات التي لا تعرف المعرفة، مثل ZK-STARKs وZK-SNARKs، دورًا حيويًا في تعزيز الخصوصية في تقنية البلوك تشين. ستتناول هذه المدونة تقنية "لا تعرف المعرفة" والمقارنة التفصيلية بينها. 

ما هو دليل المعرفة صفر؟

إثبات عدم المعرفة هو آلية تُمكّن طرفًا (المُثبِّت) من إثبات صحة الادعاء لطرف آخر (المُحقِّق) دون الكشف عن الادعاء نفسه. "المُثبِّت" هو الطرف الذي يحاول إثبات ادعاء، بينما "المُحقِّق" هو ​​من يُثبِّت الادعاء. 

لقد تم تحقيق العديد من التطورات في إثباتات المعرفة الصفرية على مر السنين ويتم استخدامها الآن لأغراض مختلفة، مثل المصادقة والمدفوعات المجهولة وحماية الهوية والحوسبة القابلة للتحقق والمزيد. 

الفوائد الرئيسية لإثباتات المعرفة الصفرية 

• الخصوصية:تتيح نقاط التحقق من صحة البيانات (ZKPs) للمُثبِّت إثبات صحة بيان ما للمُحقِّق دون الكشف عن أي معلومات إضافية. كما تضمن خصوصية البيانات الحساسة. 
• التوسعة:يمكن لشخص واحد فقط إنشاء كتلة تتطلب التحقق من عمرها. يمكنه إجراء الحسابات وإنتاج أدلة مثل ZK-STARKs، بينما يقوم المشاركون الآخرون في الشبكة بالتحقق من صحة الأدلة المقدمة.
• البساطة:لا تتطلب ZKPs أي معرفة تقنية للتشغيل وهذه واحدة من السمات الأكثر شهرة التي يقدرها المستخدمون عنها.

فهم ZK-SNARKs و ZK-STARKs 

ZK-SNARK وZK-STARK هما أقوى تقنيتين تشفيريتين متوفرتين في السوق حاليًا، واللتان تُستخدمان لتوفير إثباتات المعرفة الصفرية. إليك شرح لكل منهما.

ZK-سنارك

ZK-SNARK (حجة المعرفة المختصرة غير التفاعلية الخالية من المعرفة) هو دليل تشفيري يُمكّن أحد الأطراف من التحقق من صحة معلومات معينة دون الحاجة إلى إجراء عمليات حسابية مطولة بشكل متكرر، مع الكشف عن تلك المعلومات أيضًا. يُلاحظ أن العديد من العملات المشفرة تفتقر إلى الخصوصية. تنفيذ ZK-SNARK يحل مثل هذه المشاكل بشكل فعال. 

ZCash، إحدى العملات المشفرة الأكثر شهرة، مدعومة بخصوصية ZK-SNARKs، وتتحقق من ملكية المعاملات والعملات المعدنية بشكل أكثر مجهولية من Bitcoin وتوفر أمانًا متزايدًا للمستخدمين. 

عمل ZK-SNARK

• اقامة:في البداية، هناك مرحلة إعداد حيث يتم إنشاء CRS أو سلسلة مرجعية مشتركة يتم استخدامها بواسطة كل من المُثبت والمُتحقق.
• تمثيل الدائرة:المشكلة التي يجب إثباتها يتم تمثيلها كدائرة، حيث تتوافق كل بوابة في الدائرة مع عملية محددة.
• توليد الأدلةيُنشئ المُثبِّت برهانًا بإجراء سلسلة من العمليات الحسابية على مُدخلات الدائرة. صُمِّمت هذه العمليات الحسابية بحيث يُقنع البرهان الناتج المُتحقق بأن المُثبِّت قد أجرى العمليات الحسابية بشكل صحيح دون الكشف عن أي معلومات حول المُدخلات.
• التحققيمكن للمُتحقق بعد ذلك التحقق من صحة الإثبات بمقارنته بسلسلة المرجع المشتركة. عملية التحقق موجزة، ولا تتطلب جهدًا حسابيًا يُذكر مقارنةً بحجم الدائرة.

أحد الجوانب السلبية الملحوظة في تنفيذ ZK-SNARK هناك حاجة لمرحلة إعداد موثوقة. خلال هذه المرحلة، يتم إنشاء سلسلة مرجعية مشتركة، مما قد يُعرّض أمان النظام للخطر إذا لم يتم تنفيذها بشكل صحيح. ومع ذلك، هناك جهود للتخفيف من هذه المشكلة، مثل استخدام الحوسبة متعددة الأطراف لتوزيع الثقة بين عدة أطراف.

زد كيه ستارك

ZK-STARK أو Zero Knowledge Scalable Transparent Argument of Knowledge يشبه ZK-SNARK، إلا أنهما يوفران مزايا متعددة مثل قابلية التوسع والشفافية المحسنة ودفاع أكثر قوة ضد التهديدات الأمنية مع الحفاظ على سلامة الحوسبة. 

عمل ZK-STARK

فيما يلي شرح مبسط لكيفية عمل ZK-STARKs:

• التمثيل الجبري:بدلاً من تمثيل المشكلة كدائرة، تقوم ZK-STARKs بتمثيلها جبريًا باستخدام معادلات متعددة الحدود.
• جيل الدليل: يُنشئ المُثبِّت برهانًا ببناء كثيرة حدود تُلبي خصائص مُحددة تتعلق ببيان المسألة. تُبنى هذه كثيرة الحدود بحيث يُمثل تقييمها في نقاط مُحددة دليلًا على صحة البيان دون الكشف عن أي معلومات إضافية.
• التحقق:يتحقق المُتحقق من صحة الإثبات عن طريق تقييم كثيرة الحدود في نقاط محددة ومقارنة النتائج ببعض القيود.

من أهم مزايا ZK-STARKs أنها لا تتطلب مرحلة إعداد موثوقة، مما يجعلها أكثر شفافية وأسهل في النشر عمليًا.

مقارنة بين ZK-SNARKs وZK-STARKs

• الأمن والحماية

يتطلب نظام ZK-SNARK مرحلة إعداد موثوقة تتضمن تطوير سلسلة مرجعية مشتركة (CRS). في حال تمكن أي قراصنة أو نشطاء ضارين من الوصول إلى بيانات الإعداد هذه، فقد يؤثر ذلك على أمان النظام، مما يؤدي إلى إنشاء أدلة كاذبة. من ناحية أخرى، تنفيذ ZK-STARK لا يتطلب مرحلة إعداد موثوقة كهذه، مما يجعله مقاومًا للكم وقويًا ضد التهديدات الأمنية. 

• لشفافية والولاء

يعتمد ZK-STARK على العشوائية العامة لتحديد المعايير. فهو يُمكّن من التحقق المفتوح وغير الموثوق، ويجعله أكثر شفافية من نظام ZK-SNARK الموثوق، والذي يعتمد على نظام CRS ويتطلب من المشاركين التصرف بصدق. 

• توافر البيانات

يُعتبر ZK-SNARK دليل ZK أكثر شيوعًا، خاصةً في عمليات التجميع في الطبقة 1 نظرًا لميزة توفر البيانات. 

• التوسعة

على الرغم من أن كلتا تقنيتي التشفير توفران قابلية توسع أعلى لسلسلة الكتل، إلا أن ZK-STARKS تتفوق على ZK-SNARK في هذا الجانب. يتميز ZK-STARK بحجم إثبات أكبر، مما يجعله مثاليًا للعمليات الحسابية المكثفة. كما أنه لا يتطلب قوة حسابية أعلى للعمليات الحسابية المعقدة، مما يُحسّن قابلية التوسع. من ناحية أخرى، يزداد حجم إثبات ZK-SNARK بشكل متناسب مع ازدياد تعقيد العمليات الحسابية. 

• استخدم حالات

تنفيذ ZK-SNARK تشتهر بثبات أوقات التحقق وحجم الإثبات الصغير، مما يجعلها مثالية لحالات استخدام متنوعة، مثل التحقق من الهوية، وعملات الخصوصية، والتمويل اللامركزي (DeFi). وفي الوقت نفسه، تُستخدم ZK-STARKs في حلول الطبقة الثانية بفضل مزايا الشفافية وقابلية التوسع المتأصلة فيها. 

خاتمة

لقد حظيت ZK-SNARK بشعبية واسعة في عالم العملات المشفرة بفضل ميزاتها وفوائدها الاستثنائية. Z-cash هي إحدى العملات المشفرة التي تستفيد من ZK-SNARK لتحقيق أقصى قدر من الخصوصية، وتساهم في انتشارها على نطاق واسع. ومع ذلك، فإن المخاوف بشأن عملية الإعداد الموثوقة والثغرات الأمنية المحتملة قد مهدت الطريق أيضًا لبدائل مثل ZK-STARK. ZK-SNARKs ضد ZK-STARKs إن الاختلاف من شأنه أن يجعل من الأسهل على الأفراد اختيار الخيار المثالي لمشروعهم.  

بشكل عام، يُمثل تطوير وتحسين ZK-SNARKs وZK-STARKs تطوراتٍ هامة في مجال إثباتات المعرفة الصفرية. تُدرك شركة Antier أن مستقبل التشفير يبدو واعدًا، حيث تُولي الخصوصية والأمان وقابلية التوسع أهميةً كبيرةً للابتكار. لذلك، نحن دائمًا على أهبة الاستعداد لتزويد عملائنا بأفضل خدمات التشفير و... حلول الطبقة الثانية دعم التطوير الذي يستحقونه. تواصل مع فريقنا لمعرفة المزيد عنا وعن خدماتنا.