zk-SNARKs: من الاختراقات النظرية إلى مسار الممارسة ZK Rollup

تطور zk-SNARKs، التطبيقات والمبادئ الأساسية

一، zk-SNARKs تاريخ التطور

نظام إثبات المعرفة الصفرية المعاصر يمكن تتبعه إلى عام 1985. في ذلك الوقت، تعاون جولدواسر وميكالي وراكوف على تقديم مفهوم رائد، وهو إثبات صحة بيان من خلال الحد الأدنى من تبادل المعلومات في نظام تفاعلي. تم نشر هذه الفكرة رسميًا في عام 1989، مما أسس الأساس النظري لإثبات المعرفة الصفرية.

كانت أنظمة إثبات المعرفة الصفرية في مراحلها المبكرة محدودة من حيث الجدوى، حيث كانت تقتصر بشكل رئيسي على المستوى النظري. حتى السنوات العشر الماضية، ومع ظهور علم التشفير في مجال العملات المشفرة، بدأت إثباتات المعرفة الصفرية بالظهور بشكل فعلي، وأصبحت موضوع بحث رئيسي. ومن بين الأهداف الأساسية تطوير بروتوكولات إثبات المعرفة الصفرية العامة وغير التفاعلية وبحجم إثبات محدود.

تحققت تقدم كبير في zk-SNARKs في عام 2010، حيث وضعت الورقة البحثية التي نشرها Groth الأساس النظري لها. في عام 2015، قامت Zcash بتطبيق zk-SNARKs في حماية خصوصية المعاملات، مما أتاح الاستخدام الواسع لـ zk-SNARKs في السيناريوهات العملية.

خلال هذه الفترة، تشمل بعض الإنجازات الأكاديمية المهمة:

  • بروتوكول بينوكيو لعام 2013، الذي عزز بشكل كبير من كفاءة الإثبات والتحقق
  • Groth16 في عام 2016، قام بتحسين حجم الإثبات وسرعة التحقق بشكل أكبر.
  • تم تقديم Bulletproofs في عام 2017، وهو خوارزمية إثبات قصيرة لا تحتاج إلى إعداد موثوق.
  • في عام 2018، تم تقديم zk-STARKs، وهو نظام إثبات جديد مقاوم للحساب الكمي

بالإضافة إلى ذلك، قدمت البروتوكولات الناشئة مثل PLONK و Halo2 مساهمات مهمة في تحسين zk-SNARKs.

HashKey ZK 101 المرحلة الأولى: المبادئ التاريخية والصناعة

٢. نظرة عامة على تطبيقات zk-SNARKs

أكثر مجالات تطبيق zk-SNARKs انتشارًا حاليًا هما حماية الخصوصية وتوسيع نطاق البلوكشين.

في مجال حماية الخصوصية، دفعت مشاريع مثل Zcash و Monero في المراحل المبكرة تطوير التجارة الخاصة. على الرغم من أن الحاجة إلى الخصوصية لم تكن بارزة كما هو متوقع، إلا أن هذه المشاريع لا تزال تحتفظ بمكانة معينة في السوق.

في مجال التوسع، مع تحول الإيثريوم إلى مسار يركز على الـ rollup، أصبحت حلول التوسع القائمة على zk-SNARKs محور التركيز مرة أخرى.

معاملات الخصوصية

المشاريع الحالية المتاحة للتداول الخاص تشمل:

  • Zcash و Tornado باستخدام SNARKs
  • مونيرو مع مضاد للرصاص

خذ Zcash على سبيل المثال، تشمل عملية التداول التي تستخدم zk-SNARKs: إعداد النظام، توليد المفاتيح، سك العملات، إنشاء إثباتات المعاملات، التحقق والاستلام.

ومع ذلك، فإن مشاريع مثل Zcash تعاني أيضًا من بعض القيود، مثل صعوبة التكامل مع التطبيقات الأخرى، ونسبة استخدام وظيفة معاملات الخصوصية في الواقع منخفضة. بالمقابل، فإن تصميم Tornado الذي يعتمد على حوض مختلط كبير واحد أكثر عمومية.

HashKey ZK 101 الدورة الأولى: المبادئ التاريخية والصناعة

توسيع

تطبيقات zk-SNARKs في توسيع القدرة تظهر بشكل رئيسي في ZK rollup. تتضمن ZK rollup نوعين من الأدوار: Sequencer و Aggregator.

  • Sequencer مسؤول عن تجميع المعاملات
  • يقوم المجمع بدمج المعاملات وتوليد zk-SNARKs

تتمثل مزايا ZK rollup في انخفاض التكاليف، والسرعة النهائية، وحماية الخصوصية، لكنها تواجه أيضًا تحديات مثل حجم الحسابات الكبير، والأمان، والتوافق.

تشمل المشاريع الرئيسية في السوق حاليًا ZK rollup مثل StarkNet و zkSync و Aztec Connect و Polygon Hermez/Miden و Loopring و Scroll. تركز هذه المشاريع بشكل رئيسي على الاختيار بين SNARK( وإصداراته المحسنة ) و STARK، مع الاهتمام بمستوى الدعم لآلة Ethereum الافتراضية (EVM).

HashKey ZK 101 الدفعة الأولى: المبادئ التاريخية والصناعة

ثلاثة، المبادئ الأساسية لـ ZK-SNARKs

تحتاج zk-SNARKs إلى تلبية ثلاثة خصائص: التكامل، والموثوقية، وخصائص عدم المعرفة. على سبيل المثال، يطلق عليها اسم "إثبات المعرفة غير التفاعلي الموجز"، وتشتمل المبادئ الأساسية لتنفيذها على الخطوات التالية:

  1. تحويل المشكلة إلى دائرة
  2. تحويل الدائرة إلى شكل R1CS
  3. تحويل R1CS إلى الشكل QAP
  4. إنشاء إعداد موثوق، توليد مفتاح الإثبات ومفتاح التحقق
  5. توليد والتحقق من إثباتات zk-SNARKs

تتضمن هذه العملية مبادئ معقدة في التشفير، والتي يمكن أن تثبت صحة بيان معين دون الكشف عن المعلومات الأساسية.

HashKey ZK 101 الدورة الأولى: المبادئ التاريخية والصناعة

HashKey ZK 101 المرحلة الأولى: المبادئ التاريخية والصناعة

ZK-2.49%
شاهد النسخة الأصلية
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.
  • أعجبني
  • 8
  • مشاركة
تعليق
0/400
RugResistantvip
· 07-22 08:15
نمط عالي المخاطر تم رصده في إثباتات zk السابقة بصراحة... يحتاج إلى تدقيق شامل للكود
شاهد النسخة الأصليةرد0
BearMarketGardenervip
· 07-21 23:55
لقد مضى وقت طويل جداً، لا أتذكر حتى كيف كانت الأمور في عام 85 ها.
شاهد النسخة الأصليةرد0
WinterWarmthCatvip
· 07-21 15:48
جيد، يستحق المشاهدة
شاهد النسخة الأصليةرد0
ChainMelonWatchervip
· 07-19 17:23
هل وصلت إلى عدم المعرفة؟ موز
شاهد النسخة الأصليةرد0
MEVictimvip
· 07-19 17:23
يا إلهي، هذه النظرية موجودة منذ فترة طويلة!
شاهد النسخة الأصليةرد0
ProposalDetectivevip
· 07-19 17:23
متمكن 就研究这个赚钱
شاهد النسخة الأصليةرد0
TeaTimeTradervip
· 07-19 17:21
التشفير عالٍ أو منخفض يعتمد على من يتحدث عنه...
شاهد النسخة الأصليةرد0
GreenCandleCollectorvip
· 07-19 17:03
لقد أصبح الأمر معقدًا للغاية، من يستطيع تذكر هذه السنوات؟
شاهد النسخة الأصليةرد0
  • تثبيت