عروض العملات المشفرة عدة فوائد تتفوق تقنية البلوك تشين على العملات التقليدية، بما في ذلك اللامركزية والشفافية وعدم قابلية التغيير. ورغم أنها توفر قدراً من إخفاء الهوية، إلا أنه بإمكان أي شخص الاطلاع على سجل معاملات أي عنوان. وببذل جهد كافٍ، يمكن لأي شخص استخدام هذه البيانات لتحديد هوية صاحب الحساب في نهاية المطاف.
تُعدّ براهين المعرفة الصفرية، أو ZKPs، أنظمة تشفيرية قد تُسهم في حلّ هذه المشكلات. في هذه المقالة، سنتناول كيفية فهم براهين المعرفة الصفرية، وكيف يُمكنها إحداث ثورة في مجال التشفير، وآثارها الأوسع نطاقًا.
يمكن أن توفر إثباتات المعرفة الصفرية مستوى عالٍ من إخفاء الهوية للعملات المشفرة وغيرها من حالات الاستخدام.
فهم براهين المعرفة الصفرية
إن إثبات المعرفة الصفرية هو أسلوب يمكن من خلاله لشخص ما أن يثبت لشخص آخر أنه يمتلك المعرفة دون الكشف عن تلك المعرفة ببساطة.
أفضل طريقة لفهم براهين المعرفة الصفرية هي من خلال تجربة فكرية تُعرف باسم مغارة علي بابا:
لنفترض وجود كهف دائري الشكل له مدخل من جهة وباب سحري يسد الجهة المقابلة. يعرف فيكتور الكلمة السرية لكنه يريد أن يتأكد مما إذا كانت بيغي تعرفها دون أن يكشف السر.
أولاً، تقوم بيغي وفيكتور بتسمية المسارين الأيسر والأيمن من المدخل بالحرفين A وB. ثم ينتظر فيكتور خارج الكهف بينما تدخل بيغي، وتسلك إما المسار A أو B. وأخيراً، يدخل فيكتور الكهف ويصرخ عشوائياً بالمسار الذي يريدها أن تسلكه للخروج من الكهف، إما A أو B.
إذا عرفت بيغي الكلمة السرية، فبإمكانها فتح الباب بسهولة والعودة من أيٍّ من الطريقين. أما إذا لم تعرفها، فإن احتمال تخمينها الصحيح لا يتجاوز 50%. وبعد تكرار التجربة عدة مرات، ستتضاءل فرصها في التخمين الصحيح إلى أدنى حد.
استخدم مغارة علي بابا تُعدّ التجربة الفكرية دليلاً على انعدام المعرفة، لأن بيغي لا تحتاج إلى الكشف عن الكلمة السرية لفيكتور لإثبات معرفتها بها. بدلاً من ذلك، يمكنها إظهار معرفتها لفيكتور من خلال حلّ مسألة عشوائية تتطلب هذه المعرفة. ولكن في الوقت نفسه، لا تُثبت التجربة أي شيء لأطراف ثالثة.
تتضمن إثباتات المعرفة الصفرية ثلاثة متطلبات:
- كمال: إذا كانت العبارة صحيحة، فيمكن للمُدقِّق أن يُصدِّق على أن المُثبت يمتلك المعلومات دون أي شك.
- صلابة: لا يمكن تزوير البيان، ولا يمكن إقناع المُدقِّق زوراً بأن المُثبت لديه المعلومات.
- المعرفة الصفرية: لا يمكن للمُدقِّق معرفة أي معلومات تتجاوز كون العبارة صحيحة أو خاطئة.
أخيرًا، تجدر الإشارة إلى وجود العديد من الأنظمة المختلفة المستخدمة لإنشاء براهين المعرفة الصفرية. فبينما تعتمد معظمها على zk-SNARK (باستثناء Bulletproofs)، توجد خيارات عديدة توفر مستويات متفاوتة من الشفافية والشمولية، وتستخدم نماذج برمجة مختلفة. بل إن بعضها قد يكون آمنًا حتى في عصر ما بعد الحوسبة الكمومية.
مزايا وعيوب إثباتات المعرفة الصفرية
تتضمن إثباتات المعرفة الصفرية سلسلة من المقايضات التي قد تكون مثالية أو غير مثالية اعتمادًا على حالة الاستخدام.
تشمل أهم الإيجابيات والسلبيات ما يلي:
إثباتات المعرفة الصفرية في العملات المشفرة
أصبحت براهين المعرفة الصفرية نهجًا شائعًا لزيادة خصوصية العملات المشفرة. وبالطبع، فإن أشهر مثال على براهين المعرفة الصفرية في العملات المشفرة هو Zcash ونهجها في التشفير zk-SHARKs. باستخدام هذه البراهين، توفر Zcash معاملات محمية بالكامل، مما يمنح المشاركين أقصى قدر من الخصوصية.
تتحقق عملة البيتكوين من صحة المعاملات بربط عنوان المرسل وعنوان المستلم وقيم الإدخال والإخراج على سلسلة الكتل العامة. في المقابل، تحمي عملة زيكاش المعاملات وتستخدم آلية إثبات المعرفة الصفرية للتحقق من صحتها باحتمالية عالية. ونتيجة لذلك، تُعتبر معاملات زيكاش خاصة تمامًا.
قد تستخدم Zcash تقنية إثبات المعرفة الصفرية، لكنها ليست الطريقة الوحيدة لضمان الخصوصية. على سبيل المثال، تقوم CryptoNote الخاصة بـ Monero بتجميع المعاملات معًا، مما يجعل من المستحيل تمييز المدخلات. ونظرًا لقلة العمليات الحسابية المطلوبة، تُعتبر Monero أسهل استخدامًا من Zcash حاليًا، على الرغم من أن كلتيهما توفران خيارات خصوصية.
بطبيعة الحال، خضعت العملات المشفرة التي تركز على الخصوصية لتدقيق تنظيمي كبير. على سبيل المثال، الرئيس بايدن أوضح الأمر التنفيذي الأخير أن الحكومة تهدف إلى الحد من التمويل غير المشروع - وهو مصدر قلق بالغ بالنسبة للعملات المشفرة التي تركز على الخصوصية والتي تجعل من المستحيل على الجهات التنظيمية تتبع المعاملات التي يحتمل أن تكون في السوق السوداء.
على الرغم من إمكانية استخدام براهين المعرفة الصفرية للتحقق من أي علاقة، إلا أن توليد البراهين للدوال المعقدة يتطلب موارد حاسوبية هائلة وغير عملي لمعظم التطبيقات. يمكن إضافة zk-SNARKs إلى حلول السجلات الموزعة كطبقة أمان للمعرفة الصفرية، كما توجد تطبيقات لها في عالم العقود الذكية.
اللفائف هي بروتوكول الطبقة الأولى تم بناء هذه التقنية على منصة إيثيريوم، مما يُمكّن المستخدمين من دمج عدة تحويلات في معاملة واحدة. وتُعدّ عمليات الدمج بدون معرفة مسبقة، أو ما يُعرف اختصارًا بـ ZK Rollups، عمليات عقود ذكية تُخفي تفاصيل المعاملات للحفاظ على الخصوصية مع تسريعها عن طريق نقلها خارج سلسلة كتل إيثيريوم الرئيسية.
تطبيقات أخرى لتقنية انعدام المعرفة
تتجاوز تطبيقات براهين المعرفة الصفرية نطاق العملات المشفرة. فالمفهوم نفسه مفيد في أي موقف قد يرغب فيه المستخدمون في تجنب الكشف عن هوياتهم. وكما تُظهر تجربة كهف علي بابا الفكرية، لا تحتاج حتى إلى أجهزة كمبيوتر لتطبيق براهين المعرفة الصفرية، بل يكفي فهم الرياضيات الأساسية.
تشمل التطبيقات الواعدة لتقنية ZKP ما يلي:
- التحقّق من المُستخدم تتطلب معظم الخدمات من المستخدمين إدخال اسم المستخدم وكلمة المرور، إلا أن تزايد حالات اختراق البيانات يُبرز خطورة ذلك. ويمكن لتقنية إثبات المعرفة الصفرية أن تُتيح مصادقة بدون كلمة مرور، مما يوفر للمستخدمين أمانًا أكبر عند تسجيل الدخول إلى الخدمات.
- رسائل خاصةتعتمد العديد من تطبيقات المراسلة الخاصة على التشفير التام بين الطرفين لتأمين المحتوى، لكنها لا تزال تتطلب من المستخدمين التحقق من هويتهم لدى الخادم. ويمكن لتقنية إثبات المعرفة الصفرية أن تُعزز خصوصية المراسلة من خلال إلغاء الحاجة إلى ربط أي معلومات تعريفية بالرسالة.
- نزع السلاح النووياقترح باحثون طريقةً تمكّن المفتشين من التأكد من أن جسماً ما ليس سلاحاً نووياً دون تسجيل أو مشاركة أو الكشف عن مكوناته الداخلية. وبهذه الطريقة، لا تضطر الحكومات إلى الوثوق بالمفتشين خشية سرقة الأسرار التجارية أو التجسس على عملياتها الداخلية.
الخط السفلي
تُمكّن براهين المعرفة الصفرية أحد الأطراف من إثبات معرفته لطرف آخر دون الكشف عنها فعليًا. وتستغل العملات المشفرة التي تركز على الخصوصية هذه المبادئ لتوفير إخفاء هوية كامل لمستخدمي تقنية البلوك تشين في عالم العملات المشفرة. ومع ذلك، توجد تطبيقات عديدة أخرى لهذه التقنية تتجاوز عالم العملات المشفرة.
إذا كنت تتداول العملات المشفرة، فإن ZenLedger يمكن أن يساعدك في تجميع معاملاتك عبر المحافظ ومنصات التداول وحساب إجمالي ربحك أو خسارتك الرأسمالية لتوفير الوقت وتجنب المشاكل. الوقت الضريبييمكنك أيضًا إنشاء نماذج ضريبية معبأة مسبقًا لمحاسبك أو دمجها مع TurboTax للتعامل تلقائيًا مع معاملات العملات المشفرة.
