كيف تتحقق من المعلومات دون مشاركة الوصول؟ هذا هو التحدي الذي تحاول براهين انعدام المعرفة حله.
يكتسب إثبات المعرفة الصفرية (ZKP) شعبية كبيرة مؤخرًا لأغراض مختلفة. يسمح بالتحقق من المعلومات دون الكشف عن البيانات الأساسية ، وبالتالي يوفر درجة أعلى من الأمان والخصوصية للمعلومات الحساسة.
ولكن ما هو إثبات عدم المعرفة بالضبط ، وكيف يعمل ، وما هي حالات استخدام نظام إثبات المعرفة الصفرية؟ هيا نكتشف.
ما هو دليل المعرفة الصفرية؟
اقترح كل من Goldwasser و Micali و Rackoff أدلة عدم المعرفة الصفرية في ورقتهم "التعقيد المعرفي لأنظمة الإثبات التفاعلي."
في نظام إثبات المعرفة الصفرية ، يتعين على أحد الأطراف (المُثبَت) أن يثبت لطرف آخر (المدقق) أن أ بيان محدد صحيح دون الكشف عن أي معلومات إضافية باستثناء أن الجملة حقيقي. يتم تحقيق ذلك من خلال تقديم الحد الأدنى من المعلومات إلى المدقق حتى يتمكنوا من تأكيد صحة البيان بالفعل.
على سبيل المثال ، يريد بول من أنيتا إثبات معرفتها بكود الباب السحري السري الذي يربط مسارين (أ و ب) داخل الكهف. تمر أنيتا عبر الباب عدة مرات ، بدءًا من المسار A والخروج عبر المسار B ، بينما يظل بول في الخارج.
بتكرار هذا العمل الفذ عدة مرات ، تثبت أنيتا أنها تعرف الرمز لفتح الباب السحري داخل الكهف دون الكشف عن الرمز لبول.
كيف يعمل دليل المعرفة الصفرية؟
تعمل براهين المعرفة الصفرية من خلال جعل المُثبِت والمُدقق يقومان بسلسلة من التفاعلات. عادة ما تتضمن هذه التفاعلات جولات متعددة من الاتصال. خلال كل تفاعل ، يبني المُثّل دليلًا يدعم مصداقية بيان المُثّل.
غالبًا ما يخلق المدقق تحديات متعددة تتعلق بالبيان الذي تم إثباته. ويستجيب المُثبِّت في كل مرة بدليل معد بعناية لإقناع المدقق بصدق البيان دون الكشف عن أي معلومات تتعلق بالبيان.
تتكرر التحديات والتفاعلات عدة مرات للقضاء على فرص تخمين المُثقف حول العبارة.
يسمح لك إثبات عدم المعرفة بمشاركة إثبات المعرفة مع الطرف الآخر دون الكشف عن أي تفاصيل إضافية عن المعرفة. ولتحقيق ذلك ، يعتمد بروتوكول المعرفة الصفرية على الخوارزميات التي تأخذ بعض البيانات كمدخلات وتعيد المخرجات على أنها صحيحة أو خاطئة للإدخال المحدد.
فيما يلي ثلاثة معايير يجب أن يستوفيها نظام إثبات عدم المعرفة.
1. الاكتمال
إذا كان البيان صحيحًا ، فيمكن للمُثبِّت الصادق إقناع المدقق الصادق حول مصداقية البيان.
2. صلابة
إذا كانت العبارة خاطئة (بمعنى أن المُثبِّت لا يعرف العبارة الصحيحة) ، فلن يتمكن أي مُثِّل غير أمين من إقناع المدقق الصادق بشأن مصداقية البيان.
3. المعرفة الصفرية
تضمن براهين المعرفة الصفرية (ZKPs) أن المدقق لا يكتسب أي معرفة بالبيان الذي تم إثباته باستثناء ما إذا كان صحيحًا أم خطأ. علاوة على ذلك ، فإن المدقق غير قادر على استخراج أي معلومات حول البيان من الدليل الذي قدمه المثل ، والذي تم إنشاؤه لإثبات مصداقية البيان.
أنواع إثباتات المعرفة الصفرية
فيما يلي نوعان رئيسيان من براهين المعرفة الصفرية التي يجب معرفتها.
البراهين التفاعلية المعرفة الصفرية
في نظام إثبات عدم المعرفة التفاعلي ، يبني المُثبِت إثباتًا عن البيان ويرسله إلى المدقق. بعد ذلك ، يطرح المدقق أسئلة ويخلق تحديات. يستجيب المُثبِّت لتحديات المُحقِّق ويواصل التفاعل. تسمح عملية الاتصال ذهابًا وإيابًا هذه للمدقق بأن يقتنع بمصداقية البيان.
إثباتات المعرفة الصفرية غير التفاعلية
في نظام إثبات عدم المعرفة غير التفاعلي ، يُنشئ المُثبَت دليلًا واحدًا على أن المُثبِت يمكنه التحقق بشكل مستقل دون أي تفاعل إضافي.
من بين اثنتين ، تكون البراهين التفاعلية الصفرية أكثر كثافة من الناحية الحسابية حيث تقوم تقنية ZKP التفاعلية بإجراء عمليات حسابية إضافية بسبب التفاعلات ذهابًا وإيابًا.
تطبيقات إثبات المعرفة الصفرية وحالات الاستخدام
فيما يلي بعض حالات استخدام بروتوكولات المعرفة الصفرية.
المصادقة
براهين المعرفة الصفرية (ZKPs) يمكن استخدامها لمصادقة المستخدمين دون تبادل المعلومات السرية ، مثل أسماء المستخدمين أو كلمات المرور. يمكن أن يؤدي ذلك إلى تحسين تجربة المستخدم وتحرير الشركات من الاحتفاظ بكميات هائلة من بيانات المستخدم على خوادمها.
المعاملات الخاصة
معاملات Blockchain ليست خاصة. بدلاً من ذلك ، يتم ربطهم بعناوين محفظة تشفير بأسماء مستعارة. ويمكن للحكومات تتبع تلك المعاملات ، مما يسمح لها بالقبض على مجرمي الإنترنت المظلمين.
من المشروع القبض على المجرمين من خلال تتبع تلك المعاملات. ولكن ماذا عن النظام القمعي الذي يحتفظ بعلامات تبويب على مستخدمي التشفير العاديين من خلال المعلومات المخزنة في دفتر الأستاذ العام؟
من خلال تطبيق براهين المعرفة الصفرية ، يمكن للشركات تمكين المعاملات المحمية التي يتم فيها إخفاء عناوين المرسل والمستلم ومبالغ المعاملات من blockchain العامة.
على سبيل المثال، تقدم ZCash و Monero معاملات خاصة باستخدام براهين المعرفة الصفرية.
سلاسل التوريد المؤمنة
يمكن أن يؤدي استخدام إثبات عدم المعرفة إلى تعزيز الأمن في سلسلة التوريد. يمكنه التحقق من سلامة البيانات ، والتحقق من صحة بيانات اعتماد الموردين ، وإثبات صحة المنتجات أو الخدمات ، وتمكين التتبع الآمن دون الحاجة إلى الكشف عن أي معلومات حساسة.
علاوة على ذلك ، تتيح أدلة عدم المعرفة الصفرية للشركات أن تثبت للجهات التنظيمية والسلطات أنها تمتثل للقوانين المعمول بها ومعايير الصناعة.
التحقق من الهوية الخاصة
تساعد البراهين الصفرية المعرفة في حماية خصوصية المستخدم. يمكن للسلطات التحقق من هوية أي فرد دون الحاجة إلى الكشف عن معلومات حساسة.
على سبيل المثال ، أ تطبيق التمويل اللامركزي (DeFi) قد تضطر إلى التحقق من أن المستخدم ينتمي إلى بلد معين. تتطلب العملية التقليدية من المستخدم تقديم تفاصيل جواز السفر أو رقم رخصة القيادة. ولكن بمساعدة بروتوكول هوية تابع لجهة خارجية يستند إلى ZKP ، يمكن للمستخدم إثبات أنه ينتمي إلى قائمة البلدان المسموح بها حتى دون الإفصاح عن اسم بلدهم.
إثبات العضويات
يمكن لإثبات المعرفة الصفرية أن يسمح للمستخدمين بإثبات أنهم جزء من مجموعة عامة كبيرة دون إخبار أي جزء من المجموعة العامة ينتمون إليه.
على سبيل المثال ، أطلق بنك ING الهولندي عضوية مجموعة المعرفة الصفرية (ZKSM) ، مما يسمح للمستخدمين بإثبات أنهم أعضاء في الاتحاد الأوروبي دون إخبار البلدان التي يعيشون فيها.
عيوب استخدام إثبات المعرفة الصفرية
يوفر إثبات المعرفة الصفرية مزايا مهمة. لكن لديهم أيضًا بعض العقبات.
التحدي الأكبر هو تكاليف الأجهزة. يتطلب إنشاء براهين عدم المعرفة عمليات حسابية معقدة ، وغالبًا ما يتم إجراؤها على أجهزة متخصصة يكون شرائها مكلفًا.
علاوة على ذلك ، يتطلب التحقق من البراهين أيضًا حسابات معقدة. لذلك ليس من المجدي تطبيق إثبات عدم المعرفة الصفرية ما لم يكن لدى الشركات ميزانيات كبيرة لنفسه.
كما أن الافتقار إلى موارد التدريب وأدوات المطورين لتطبيقات ZKP يعيق اعتماد أوسع لأدلة المعرفة الصفرية.
أدلة المعرفة الصفرية لتعزيز الخصوصية
يحاول المتسللون والجهات المهددة دائمًا الحصول على معلوماتك الحساسة. لذا اتخذ الخطوات اللازمة لحماية بياناتك. ابحث عن تطبيقات تستند إلى أدلة عدم المعرفة واستخدمها لحماية خصوصيتك وأمانك.
أيضًا ، يجب عليك استخدام تشفير المعرفة الصفرية لحماية بياناتك الحساسة.