نشأت نظم إثبات المعرفة الصفرية لأول مرة من ورقة بحثية تعاون عليها Goldwasser وMicali وRackoff في عام 1985. تتناول 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، يُشار إليه باسم إثبات المعرفة الصفرية. كانت نظم الإثبات المبكرة للمعرفة الصفرية تعاني من نقص في الكفاءة وقابلية الاستخدام، وكانت تقتصر بشكل رئيسي على المستوى النظري.
على مدى العقد الماضي، مع ظهور التشفير في مجال العملات المشفرة، أصبحت zk-SNARKs تدريجياً اتجاهًا بحثيًا رئيسيًا. من بين ذلك، فإن تطوير بروتوكولات zk-SNARKs العامة وغير التفاعلية ذات حجم إثبات محدود هو أحد أهم اتجاهات الاستكشاف. يتمثل جوهر zk-SNARKs في السعي لتحقيق توازن بين سرعة الإثبات، وسرعة التحقق، وحجم الإثبات.
في عام 2010، وضعت الورقة البحثية التي نشرها Groth الأساس النظري لأهم zk-SNARKs في مجال ZKP. في عام 2015، نفذت نظام إثبات المعرفة الصفري المستخدم في Zcash حماية خصوصية المعاملات، مما أطلق الاستخدام الواسع لـ ZKP.
تشمل بعض الإنجازات الأكاديمية المهمة الأخرى:
بروتوكول بينوكيو لعام 2013، ضغط وقت الإثبات والتحقق
Groth16 في عام 2016، قام بتقليل حجم الإثبات وزيادة كفاءة التحقق
Bulletproofs في عام 2017، قدمت إثباتات zk-SNARKs غير التفاعلية القصيرة
في عام 2018، تم تقديم zk-STARKs، التي اقترحت بروتوكولات بدون إعداد موثوق.
بالإضافة إلى ذلك، يُعتبر PLONK و Halo2 من التقدمات المهمة في تطور zk-SNARKs.
٢. تطبيقات zk-SNARKs الرئيسية
أكثر تطبيقين شيوعًا لـ zk-SNARKs هما حماية الخصوصية والتوسع.
حماية الخصوصية
لقد كانت مشاريع التجارة الخاصة المبكرة مثل Zcash و Monero تحظى باهتمام كبير، ولكن بسبب عدم تطابق الطلب الفعلي مع التوقعات، فقد تراجعت تدريجياً إلى الصف الثاني.
خذ Zcash كمثال، حيث تتضمن عملية التداول المبنية على zk-SNARKs: إعداد النظام، توليد المفاتيح، سك العملات، التفريغ، التحقق والاستلام. ولكن Zcash لديها أيضًا قيود، مثل نموذج UTXO وصعوبة التوسع. النسبة الفعلية لاستخدام التداولات الخاصة تقل عن 10٪.
تورنادو كاش يعتمد تصميم بركة خلطة كبيرة واحدة، يعتمد على شبكة إيثيريوم، ويستخدم zk-SNARKs لتحقيق حماية الخصوصية. تشمل الخصائص الرئيسية: يمكن فقط سحب العملات المودعة، ولا يمكن سحب العملات المودعة مرة أخرى، وعملية الإثبات مرتبطة بإشعارات الإلغاء.
توسيع
تطبيقات ZK في توسيع السعة تركز بشكل رئيسي على ZK Rollup. تشمل ZK Rollup نوعين من الأدوار: Sequencer وAggregator. يتولى Sequencer تجميع المعاملات، بينما يقوم Aggregator بدمج عدد كبير من المعاملات لتوليد rollup وإنشاء zk-SNARKs، وذلك لتحديث حالة Layer 1.
تشمل مزايا ZK Rollup: انخفاض التكاليف، السرعة النهائية، حماية الخصوصية، وغيرها. تشمل العيوب: حجم الحساب الكبير، مشكلات الأمان، إمكانية تغيير ترتيب المعاملات، وغيرها.
المشاريع الرئيسية الحالية لـ ZK Rollup تشمل: StarkNet، zkSync، Aztec Connect، Polygon Hermez/Miden، Loopring، Scroll وغيرها. تركز هذه المشاريع في مسارها التقني على الاختيار بين SNARK( والإصدارات المحسنة ) و STARK، وكذلك ما إذا كانت تدعم EVM.
تعتبر التوافقية مع EVM واحدة من التحديات الكبرى التي تواجه أنظمة ZK. حالياً، هناك حلّان رئيسيان: التوافق التام مع تعليمات Solidity، أو تصميم آلة افتراضية جديدة صديقة لـ ZK تكون متوافقة مع Solidity. إن تحسين التوافق مع EVM سيؤثر على بيئة تطوير ZK والمنافسة في هذا المجال.
ثلاثة، المبادئ الأساسية لـ ZK-SNARKs
ZK-SNARK تعني "zk-SNARKs". تشمل الخصائص الأساسية ما يلي:
zk-SNARKs: عملية الإثبات لا تكشف معلومات إضافية
بسيط: حجم التحقق صغير
غير تفاعلي: لا حاجة إلى تفاعل متعدد الجولات
البرهان: يتمتع بالموثوقية الحسابية
المعرفة: يجب على المُثبت أن يكون على دراية بالمعلومات الفعالة
تتضمن عملية إثبات ZK-SNARKs لـ Groth16 بشكل رئيسي:
تحويل المشكلة إلى دائرة
تحويل الدائرة إلى شكل R1CS
تحويل R1CS إلى صيغة QAP
إنشاء إعداد موثوق، توليد مفتاح الإثبات ومفتاح التحقق
إنشاء والتحقق من إثباتات zk-SNARKs
سيتم مناقشة مبادئ و تطبيقات ZK-SNARKs وعلاقتها بـ ZK-STARKs بالتفصيل في التقارير اللاحقة.
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 11
أعجبني
11
5
مشاركة
تعليق
0/400
BearMarketBuilder
· 07-09 21:16
مرة أخرى نتعلم zkp، حتى النقل يجب أن يتماشى مع الاتجاه
شاهد النسخة الأصليةرد0
MerkleDreamer
· 07-06 21:45
أشعر أن Zcash لا يزال موثوقًا إلى حد ما
شاهد النسخة الأصليةرد0
GasOptimizer
· 07-06 21:42
غاز يومًا بعد يوم ينخفض، من يمكنه أن يقدم خطة تحسين A+؟
شاهد النسخة الأصليةرد0
CryptoPhoenix
· 07-06 21:36
أنا أترقب هذه الموجة من الانتعاش، زك كبير لا يمكن إيقافه！[隐藏emoji]
شاهد النسخة الأصليةرد0
MEVHunter
· 07-06 21:31
zk لا يزال بطيئًا جدًا لاستخراج ألفا الحقيقي... ngmi
العمق في تحليل zk-SNARKs: من تاريخ التطور إلى التطبيقات العملية
تطوير وتطبيق ومبدأ براهين المعرفة الصفرية
1. تاريخ تطور zk-SNARKs
نشأت نظم إثبات المعرفة الصفرية لأول مرة من ورقة بحثية تعاون عليها Goldwasser وMicali وRackoff في عام 1985. تتناول 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، يُشار إليه باسم إثبات المعرفة الصفرية. كانت نظم الإثبات المبكرة للمعرفة الصفرية تعاني من نقص في الكفاءة وقابلية الاستخدام، وكانت تقتصر بشكل رئيسي على المستوى النظري.
على مدى العقد الماضي، مع ظهور التشفير في مجال العملات المشفرة، أصبحت zk-SNARKs تدريجياً اتجاهًا بحثيًا رئيسيًا. من بين ذلك، فإن تطوير بروتوكولات zk-SNARKs العامة وغير التفاعلية ذات حجم إثبات محدود هو أحد أهم اتجاهات الاستكشاف. يتمثل جوهر zk-SNARKs في السعي لتحقيق توازن بين سرعة الإثبات، وسرعة التحقق، وحجم الإثبات.
في عام 2010، وضعت الورقة البحثية التي نشرها Groth الأساس النظري لأهم zk-SNARKs في مجال ZKP. في عام 2015، نفذت نظام إثبات المعرفة الصفري المستخدم في Zcash حماية خصوصية المعاملات، مما أطلق الاستخدام الواسع لـ ZKP.
تشمل بعض الإنجازات الأكاديمية المهمة الأخرى:
بالإضافة إلى ذلك، يُعتبر PLONK و Halo2 من التقدمات المهمة في تطور zk-SNARKs.
٢. تطبيقات zk-SNARKs الرئيسية
أكثر تطبيقين شيوعًا لـ zk-SNARKs هما حماية الخصوصية والتوسع.
حماية الخصوصية
لقد كانت مشاريع التجارة الخاصة المبكرة مثل Zcash و Monero تحظى باهتمام كبير، ولكن بسبب عدم تطابق الطلب الفعلي مع التوقعات، فقد تراجعت تدريجياً إلى الصف الثاني.
خذ Zcash كمثال، حيث تتضمن عملية التداول المبنية على zk-SNARKs: إعداد النظام، توليد المفاتيح، سك العملات، التفريغ، التحقق والاستلام. ولكن Zcash لديها أيضًا قيود، مثل نموذج UTXO وصعوبة التوسع. النسبة الفعلية لاستخدام التداولات الخاصة تقل عن 10٪.
تورنادو كاش يعتمد تصميم بركة خلطة كبيرة واحدة، يعتمد على شبكة إيثيريوم، ويستخدم zk-SNARKs لتحقيق حماية الخصوصية. تشمل الخصائص الرئيسية: يمكن فقط سحب العملات المودعة، ولا يمكن سحب العملات المودعة مرة أخرى، وعملية الإثبات مرتبطة بإشعارات الإلغاء.
توسيع
تطبيقات ZK في توسيع السعة تركز بشكل رئيسي على ZK Rollup. تشمل ZK Rollup نوعين من الأدوار: Sequencer وAggregator. يتولى Sequencer تجميع المعاملات، بينما يقوم Aggregator بدمج عدد كبير من المعاملات لتوليد rollup وإنشاء zk-SNARKs، وذلك لتحديث حالة Layer 1.
تشمل مزايا ZK Rollup: انخفاض التكاليف، السرعة النهائية، حماية الخصوصية، وغيرها. تشمل العيوب: حجم الحساب الكبير، مشكلات الأمان، إمكانية تغيير ترتيب المعاملات، وغيرها.
المشاريع الرئيسية الحالية لـ ZK Rollup تشمل: StarkNet، zkSync، Aztec Connect، Polygon Hermez/Miden، Loopring، Scroll وغيرها. تركز هذه المشاريع في مسارها التقني على الاختيار بين SNARK( والإصدارات المحسنة ) و STARK، وكذلك ما إذا كانت تدعم EVM.
تعتبر التوافقية مع EVM واحدة من التحديات الكبرى التي تواجه أنظمة ZK. حالياً، هناك حلّان رئيسيان: التوافق التام مع تعليمات Solidity، أو تصميم آلة افتراضية جديدة صديقة لـ ZK تكون متوافقة مع Solidity. إن تحسين التوافق مع EVM سيؤثر على بيئة تطوير ZK والمنافسة في هذا المجال.
ثلاثة، المبادئ الأساسية لـ ZK-SNARKs
ZK-SNARK تعني "zk-SNARKs". تشمل الخصائص الأساسية ما يلي:
تتضمن عملية إثبات ZK-SNARKs لـ Groth16 بشكل رئيسي:
سيتم مناقشة مبادئ و تطبيقات ZK-SNARKs وعلاقتها بـ ZK-STARKs بالتفصيل في التقارير اللاحقة.