الگوریتم اثبات با دانش صفر یا Zero Knowledge Proof چیست؟

الگوریتم اثبات با دانش صفر یا Zero Knowledge Proof » چیست و چه کاربردهایی دارد؟

زمانی که در یک اثبات، طرف اثبات کننده بتواند موضوعی را بدون افشای اطلاعات اضافی برای طرف تصدیق کننده اثبات کند، به آن دانش صفر گفته می‌شود. این پروتکل در دنیای امروز که حفظ حریم خصوصی به مساله‌ای همگانی تبدیل شده اهمیت زیادی پیدا کرده است. در مقاله زیر به بررسی تعدادی از بلاکچین‌هایی خواهیم پرداخت که از این پروتکل در شبکه خود استفاده می‌کنند.

الگوریتم اثبات با دانش صفر یا پروتکل‌های دانش صفر برای اولین بار در اواسط دهه ۸۰ توسط گروهی از محققان MIT در مقاله آن‌ها به نام «پیچیدگی دانش در سیستم‌های اثبات تعاملی» معرفی شد. آن‌ها ذاتا ZKP را به عنوان متدی تعریف کردند که توسط آن، یک طرف می‌تواند با طرف دیگر تعامل کرده و بدون افشای داده‌های محرمانه، اثبات دانش ارائه کند.

به عبارت دیگر:
الگوریتم اثبات با دانش صفر به شما اجازه می‌دهند تا صحت چیزی را بدون افشای این که چگونه آن حقیقت را می‌دانید یا محتوای آن، برای تایید کننده تایید کنید. این اصل بر اساس الگوریتمی بنا شده که داده‌ای به عنوان ورودی گرفته و «صحیح» یا «ناصحیح» برمی‌گرداند.

چرا Zero Knowledge Proof یا ZKP اهمیت دارد؟

کسب و کارهای سازمانی تمایل ندارند تا اطلاعات محرمانه خود را در دسترسی هکرها و رقبا قرار دهند. کسب و کارها همچنین تمایل دارند تا اطمینان حاصل کنند اطلاعات به صورت امن به مقصد می‌رسد. بلاکچین‌های عادی می‌توانند این کار را انجام دهند، اما در صورت استفاده از ZKP، کسب و کارها می‌توانند اثبات‌های مربوط به داده‌ها را بدن افشای خود داده به اشتراک بگذارند.

برخی باور دارند که خاصیت الگوریتم اثبات با دانش صفر امکان ساخت انواع جدیدی از اپلیکیشن‌های بلاکچینی را فراهم می‌آورند.

این الگوریتم بر چه صنایعی تاثیر خواهد گذاشت؟

به طور کلی، ZKP می‌تواند بر هر صنعتی که در آن تراکنش، هویت و سایر اطلاعات اختصاصی وجود دارد اثر بگذارد. برای مثال ZKP می‌تواند در بیشتر صنایع قانون‌مند مانند خدمات مالی، بیمه‌ها، شرکت‌های حسابرسی و خرده‌فروشی به عنوان ابزار سعی، ایمنی و تایید استفاده گردد.

در زیر لیستی از استارتاپ‌ها و سازمان‌هایی را می‌بینید که از فناوری الگوریتم اثبات با دانش صفر استفاده می‌کنند.

ZCash

برخی از کوین های محرمانه از روش zero knowledge proof استفاده می‌کنند تا فرد بدون نیاز به منتشر کردن اطلاعات تراکنش خود در شبکه عمومی بتواند به ماینرها اثبات کند که مالک واقعی ارزی هستند که قصد خرج کرد آن را دارند. از جمله کوین هایی که از این روش جهت تامین حریم خصوصی برای کاربرانشان استفاده می کنند می توان به زی کش و Bitcoin Private که یک فورک بیت کوین است، اشاره کرد. اتریوم هم قصد دارد از Zero Knowledge Proof در آینده در تراکنش های خود استفاده کند.

اکثر رمز ارز‌ها کل تاریخ تراکنش‌های افراد را در معرض دسترس عموم قرار می‌دهند. Zcash اولین رمز ارز باز و بدون پرمیشن است که می‌تواند از حریم تراکنش‌ها به طور کامل با استفاده از رمزنگاری دانش صفر صیانت کند. تراکنش‌های مخفی شده Zcash ارسال‌کننده، دریافت‌کننده و مبلغ را در بلاکچین پنهان می‌کنند. Zcash همچنین از اولین رمزارزهایی بود که از zK-SNARKS استفاده می‌کرد.

اما در این بین زی کش و فناوری پشت تراکنش های محرمانه ی آن یعنی ZK-SNARKS اصلی ترین پیاده سازی این روش در زمینه ی ارزهای رمزنگاری شده به شمار می رود. ZK-SNARKS و نسخه‌ی به روز تر آن یعنی ZK-STARKS که در برابر الگوریتم‌هابی کوانتومی هم مقاوم است توانسته اند با استفاده از ریاضیات و رمزنگاری های پیشرفته، روش اثبات با دانش صفر را وارد صنعت رمزارزها کنند و با استفاده از این روش تراکنش‌های با حریم خصوصی بالا را برای کاربران زی کش فراهم کنند. اما مسئله‌ اصلی که این نوع تراکنش ها هنوز با آن روبرو هستند، بالا بودن حجم این نوع تراکنش‌هاست که منجر به افزایش حجم بلاکچین زی کش و مقیاس پذیری پایین آن می شود و باید دید زی کش این مشکل را در آینده چگونه حل واهد کرد. مسئله‌ی دیگر هم زمانبر بودن تولید این تراکنش ها بر روی کامپوترهای معمولی و موبایل هاست که به صورت میانگین تولید یک تراکنش محرمانه زی کش بر روی این کامپوترهای معمولی بین ۲ تا ۳ دقیقه زمان می برد، زیرا این نوع تراکنش ها به حجم محاسبات زیادی نیاز دارند. به همین دلایل در حال حاضر تنها یک درصد از تراکنش های زی کش از نوع محرمانه هستند که از Zero Knowledge Proof بهره می برند.

الگوریتم zero knowledge proof تنها برای تراکنش های محرمانه‌ی رمزارزها کاربرد ندارد و می توانند در صنایع نظامی، فرآیند لاگین شدن به سرورها، انتخابات الکترونیکی و در کل هر جایی که نیاز به ارائه‌ی اطلاعات حساس برای اثبات چیزی باشد، به کار روند.

برخی از دیگر شرکت ها که از الگوریتم اثبات با دانش صفر استفاده می کنند

QED-it

بلاکچین این استارتاپ دانش صفر، بدون افشای داده‌های محرمانه زیربنایی، به همه طرف‌ها اثبات ارائه می‌کنم. QED-it می‌تواند در سیستم‌های موجود ادغام شده و به سازمان‌ها امکان دهد تا در یک دنیای مشارکتی داده‌های خصوصی را بهتر مدیریت کنند. Deloitte و BNP Paribas از مشتریان آن‌ها هستند.

Nuggets

Nuggets یک بستر بلاکچینی مصرف‌کننده است که برای کاربران یک ابزار ساده بیومتریک پرداخت، لاگین و تایید هویت در تراکنش‌های آنلاین، بدون افشا یا ذخیره داده‌های شخصی را فراهم می‌ کند. بر اساس وبسایت Nuggets: «هدف Nuggets فائق آمدن بر چالش صیانت از داد‌های شخصی مصرف‌کنندگان با استفاده از ذخیره، رمزگذاری، حریم خصوصی، امنیت و اعتماد بلاکچینی دانش صفر است که همه در یک دفتر کل غیرمتمرکز غیرقابل تغییر ترکیب شده‌اند.» Nuggets در حال حاضر به دست گروه کوچکی از کاربران در حال آزمایش بوده و اخیرا در Lafayette Plug و Play Business Accelerator پذیرفته شده است.

ING

بانک هلندی ING نسخه‌ای اصلاح شده از اثبات‌های گستره دانش‌صفر اتریوم ارائه کرده است. ماریانا گومز د لا ویلا (Mariana Gomez de la Villa)، رییس جهانی برنامه بلاکچین ING، می‌گوید: «اثبات‌های گستره دانش‌صفر می‌توانند اینگونه استفاده شوند که به عنوان مثال اثبات شود درآمد شخصی در گستره مشخصی قرار دارد که برای دریافت یک وام نیاز است، بدون آن که عدد درآمد وی افشا شود.» این موضوعی کلیدی است چرا که توان محاسباتی مورد نیاز را کاهش داده و در نتیجه سرعت تراکنش‌ها بالا می‌رود. ING کد خود را به صورت باز در GitHub عرضه کرده است. به طور مشابه Quorum شرکت JPMorgan نیز به حل مشکلات پیش روی استفاده از بلاکچین در صنعت امور مالی می‌پردازد.

آیا محدودیتی در استفاده از الگوریتم اثبات با دانش صفر وجود دارد؟

ZKP از لحاظ محاسباتی گران است. نلسون پتراچک (Nelson Petracek)، مدیرعامل گروه توانبخشی استراتژیک TIBCO در یک مقاله در VentureBeat نوشت: عملکرد و سطح توان محاسباتی مورد نیاز برای این روش می‌تواند مشکل‌ساز باشد.» هرچند فناوری ZKP از چند دهه قبل وجود داشته است، اما به تازگی به بلوغ رسیده و جلب توجه کرده است. توانایی تایید اطلاعات حساس مانند مبلغ یک تراکنش، پسووردها و سایر داده‌های قابل شناسایی، با گسترش حضور عناصر نامطلوب برای همه اهمیت پیدا می‌کنند. این فناوری بسیار خوش‌آتیه به نظر می‌رسد و به باور من در آینده، بین استارتاپ‌ها و موسسات همکاری‌های بیشتری در جهت توسعه محصولات جدید برای حل مشکلات حریم خصوصی شاهد خواهیم بود.

Short link : https://arzmonitor.com/?p=4708