تقنيات إثبات المعرفة الصفرية تغير سوق العملات الرقمية في عام 2024

سر يمكن إثباته دون الكشف عن المعلومات. هذا هو جوهر إثباتات عدم المعرفة (ZKP)—تقنية أصبحت عنصرًا رئيسيًا في ثورة البلوكشين الحالية، وتوفر حلولًا لمشكلتين قديمتين: الخصوصية وسرعة المعالجة.

شهد عام 2024 انفجار تطبيقات إثباتات عدم المعرفة. السبب؟ تتيح هذه التقنية إجراء المعاملات والتحقق من البيانات دون الكشف عن أي تفاصيل حساسة. في ظل تزايد قلق المستخدمين بشأن الخصوصية الرقمية، واحتياج السوق إلى حلول بلوكشين سريعة وآمنة، أصبحت ZKP الخيار الأمثل. يظهر تطور المشاريع التي تستخدم هذه التقنية بوضوح القدرة على إعادة تشكيل منظومة العملات الرقمية بالكامل.

آلية عمل إثباتات عدم المعرفة

تعمل إثباتات عدم المعرفة وفق مبدأ بسيط لكنه قوي: يمكن لطرف (المُثبِت) إقناع الطرف الآخر (المُصدِق) بصحة بيان معين دون الكشف عن أي معلومات أخرى غير هذا البيان.

يعتمد هذا الآلية على ثلاثة عناصر أساسية:

• الاكتمال: عندما تكون المعلومات صحيحة، يثق المُصدِق تمامًا في الأدلة المقدمة.
• الوضوح: حتى الأشخاص غير الصادقين لا يمكنهم خداع المُصدِق، إلا بنسبة صغيرة يمكن تجاهلها.
• سرية المعلومات: يتعلم المُصدِق فقط أن البيان صحيح، ولا يتم الكشف عن أي معلومات إضافية.

فوائد إثباتات عدم المعرفة في عالم العملات الرقمية واضحة جدًا. فهي تحمي الخصوصية من خلال السماح بمعاملات آمنة دون الحاجة إلى الكشف عن المعلومات الشخصية. على سبيل المثال، في الانتخابات المبنية على البلوكشين، يمكن لـ ZKP تأكيد أهلية الناخب مع الحفاظ على سرية اختياره. في الوقت ذاته، تتيح تقنيات مثل zk-Rollups معالجة مئات المعاملات خارج السلسلة، ثم دمجها في معاملة واحدة على البلوكشين، مما يقلل الحمل ويزيد من سرعة المعالجة.

مثال شهير على “عش علي بابا” يُستخدم غالبًا للتوضيح: شخص يثبت معرفته بكلمة المرور لفتح باب في كهف دون الكشف عن الكلمة أبدًا. يكرر الشخص عملية فتح الباب عدة مرات، مثبتًا معرفته من خلال النتيجة، وليس بالكلام.

من النظرية إلى التطبيق، تم دمج إثباتات عدم المعرفة في مشاريع كبرى لتنفيذ معاملات آمنة، والتحقق من الهوية، وحماية البيانات دون التضحية بالخصوصية.

التطبيقات العملية لإثباتات عدم المعرفة في البلوكشين

لا تقتصر إثباتات عدم المعرفة على المفهوم النظري—بل يتم تنفيذها على نطاق واسع لمعالجة التحديات الواقعية للبلوكشين:

1. الخصوصية في المعاملات: تتيح إثباتات عدم المعرفة التحقق من صحة المعاملة دون الكشف عن أي تفاصيل. Zcash هو المثال الأوضح، حيث يسمح للمستخدمين بإخفاء هوية المرسل والمستلم والمبلغ، مع الحفاظ على سلامة السجل.

2. زيادة سرعة المعالجة: تستخدم منصات مثل zkSync و StarkWare تقنية zk-Rollups لمعالجة المعاملات خارج السلسلة. يتم إرسال أدلة التحقق فقط إلى البلوكشين، مما يقلل من ضغط البيانات ويجعل المعاملات أرخص وأسرع.

3. تصويت آمن: تضمن إثباتات عدم المعرفة أن كل صوت يُحسب دون الكشف عن اختيار الناخب. يخلق هذا توازنًا مثاليًا بين الخصوصية والشفافية.

4. التحقق بدون كلمات مرور: يمكن لـ ZKP التحقق من هوية المستخدم دون الحاجة إلى إرسال كلمة مرور. يزيل هذا المخاطر المرتبطة بفقدان كلمات المرور أثناء النقل، ويعزز الأمان.

5. التحقق من سلسلة التوريد: يمكن للشركات إثبات أن منتجاتها تلبي معايير الجودة دون الكشف عن تفاصيل الإنتاج أو المورد.

6. عقود ذكية آمنة: تطور منصات مثل Aleph Zero و Mina Protocol عقودًا ذكية قادرة على الاحتفاظ ببيانات حساسة بشكل سري، مما يفتح فرصًا للشركات لتنفيذ معاملات آمنة على بلوكشين عام.

المشاريع الرائدة في سوق إثباتات عدم المعرفة

وفقًا لـ CoinGecko، حتى مايو 2024، يوجد 40 مشروعًا للعملات الرقمية تستخدم ZKP بقيمة سوقية تتجاوز 21.27 مليار دولار. إليك أبرز المشاريع:

Polygon Hermez

Polygon Hermez هو حل توسعة لامركزي مبني على إيثيريوم، يستخدم تقنية zero-knowledge rollup. كان يُعرف سابقًا باسم Hermez Network، وتم شراؤه من قبل Polygon ودمجه في منظومته. تتيح التقنية تجميع العديد من المعاملات في واحدة، وتقليل تكاليف الغاز بأكثر من 90% مقارنة بشبكة إيثيريوم الرئيسية.

يستخدم Polygon Hermez آلية توافق Proof of Efficiency (PoE)، المصممة للحفاظ على أمان وت decentralization الشبكة. التحدي الرئيسي هو تعقيد تقنية إثباتات عدم المعرفة التي تتطلب معرفة متخصصة لتنفيذها.

Immutable X

يدمج Immutable X تقنية StarkEx من StarkWare لدعم NFT وألعاب Web3. يعالج المنصة المعاملات بسرعة عالية وبتكاليف غاز منخفضة جدًا بفضل zk-Rollups. تشمل الفوائد الرئيسية قدرات توسعة كبيرة، وتقليل تكاليف التشغيل، والحفاظ على أمان إيثيريوم.

Mina Protocol (MINA)

يفتخر Mina Protocol بحجم بلوكشين ثابت يبلغ 22 كيلوبايت فقط—وهو إنجاز بفضل تقنية zk-SNARKs. يمكن للمستخدمين التحقق من حالة الشبكة دون الحاجة إلى تحميل كامل سجل البلوكشين، مما يحقق فعليًا اللامركزية.

يعتمد Mina على آلية إثبات الحصة Ouroboros Samisika، التي توفر استهلاكًا أقل للموارد مقارنةً بـ Proof of Work التقليدي. تشمل التحديثات الأخيرة تحسين أداء العقدة وإطلاق zkApps التي تتيح الحساب خارج السلسلة.

dYdX (DYDX)

dYdX هو منصة تبادل لامركزية (DEX) تستخدم zk-STARKs لتعزيز الخصوصية وقابلية التوسع. تتيح المنصة التداول بالرافعة المالية مع رسوم منخفضة. الإصدار الأخير v4.0 يتضمن dYdX Chain، وهو بلوكشين مستقل يستخدم Cosmos SDK.

التحدي هو تعقيد التقنية وضرورة إدارة الأصول من قبل المستخدمين أنفسهم.

Loopring (LRC)

Loopring يستخدم zkRollups لتجميع مئات المعاملات في واحدة. يعالج أكثر من 2000 معاملة في الثانية، مما يقلل بشكل كبير من تكاليف الغاز ووقت المعالجة على إيثيريوم.

يقدم Loopring مفهوم “عمال الحلقة” (الذين يطابقون الأوامر ويؤكدون المعاملات)، ويُعوضون برسوم LRC أو جزء من أرباح المعاملة.

Horizen (ZEN)

Horizen هو بلوكشين يركز على الخصوصية، يستخدم zk-SNARKs. تطور من Zcash، يوسع مهمته لتوفير البنية التحتية للرسائل، والنشر، والتطبيقات اللامركزية مع خصوصية كاملة.

الميزة الأخيرة هي إطلاق سلسلة جانبية EON متوافقة مع EVM، تتيح تشغيل العديد من التطبيقات اللامركزية ومشاريع DeFi على المنصة.

Zcash (ZEC)

Zcash يستخدم zk-SNARKs لتقديم خيار المعاملات “المحمية”، مع الحفاظ على سرية معلومات المرسل والمستلم والمبلغ. أُطلق في 2016 كفرع من بيتكوين، يجمع Zcash بين الخصوصية المالية وفوائد العملة الرقمية العالمية.

تحسينات مثل Sapling و Heartwood و Canopy تواصل تحسين كفاءة المعاملات. إطلاق “Halo” في 2019 أزال الحاجة إلى إعداد الثقة، مما عزز أمان الشبكة.

Worldcoin (WLD)

Worldcoin يدمج التحقق من الهوية الرقمية مع البلوكشين. المشروع الذي شارك في تأسيسه سام ألتمان، يستخدم جهاز “Orb” لمسح قزحية العين لإنشاء World ID. يستخدم Worldcoin إثباتات عدم المعرفة للتحقق من الهوية دون الكشف عن البيانات الشخصية، ويستخدم بروتوكول Semaphore للتصويت المجهول.

لكن المشروع واجه جدلاً حول خصوصية البيانات الحيوية، وتركز السيطرة على العقود الذكية.

Marlin (POND)

Marlin هو بروتوكول لامركزي لتنفيذ الحسابات المعقدة خارج السلسلة. يدمج إثباتات عدم المعرفة وبيئات التنفيذ الموثوقة (TEEs) للتحقق من الحسابات بتكلفة منخفضة.

يدعم Marlin العديد من لغات البرمجة (Solidity، C++، Rust، Go)، ويتميز بهيكلية قابلة للتوسع مع عقد البوابة، وعقد التنفيذ، وعقد المراقبة. يُشغل الشبكة بواسطة رمز POND، الذي يُستخدم للرهان وضمان الأمان.

Aleph Zero (AZERO)

Aleph Zero هو بلوكشين عام يستخدم بروتوكول توافق AlephBFT، ويجمع بين إثبات الحصة وتقنية الرسم البياني غير الدوري (DAG). هدفه هو تحقيق معدل نقل عالي للمعاملات مع تكاليف منخفضة.

بالإضافة إلى ذلك، يوفر Aleph Zero طبقة خصوصية متعددة السلاسل تسمى Liminal، تستخدم إثباتات عدم المعرفة والحسابات متعددة الأطراف الآمنة (sMPC)، مثالية للشركات التي تحتاج إلى معاملات آمنة على بلوكشين عام.

التحديات التي تواجه تقنية إثباتات عدم المعرفة

على الرغم من فوائدها الكبيرة، لا تزال إثباتات عدم المعرفة تواجه بعض العقبات:

1. تعقيد التنفيذ: تتطلب ZKP معرفة عميقة بالتشفير. قد يؤدي ذلك إلى أخطاء وثغرات إذا لم يفهم المطورون المبادئ الأساسية جيدًا.

2. الطلب على الحسابات الثقيلة: توليد إثباتات عدم المعرفة يستهلك موارد حسابية كثيرة، خاصة مع الأدلة المعقدة. قد يؤدي ذلك إلى زيادة التكاليف وتقليل سرعة المعالجة.

3. مخاطر الإعداد المسبق: بعض أنواع ZKP مثل zk-SNARKs تتطلب “إعداد ثقة”. إذا تم اختراقه، قد يؤدي ذلك إلى ثغرات أمنية خطيرة، بما في ذلك إمكانية إنشاء أدلة مزورة.

4. صعوبة التوسع: على الرغم من أن ZKP تقلل البيانات على البلوكشين، إلا أن القدرة على معالجة حجم كبير من المعاملات لا تزال قيد التطوير.

5. التكامل المعقد: دمج ZKP في الأنظمة الحالية يتطلب تغييرات في بروتوكول الشبكة وتحديثات واسعة للبنية التحتية للبلوكشين، وهو عملية طويلة وصعبة.

6. عدم اليقين القانوني: قد تتعارض قدرة ZKP على إخفاء بيانات المعاملات مع اللوائح المالية الصارمة في العديد من الدول. تحتاج المشاريع إلى التنقل بحذر لتجنب التحديات القانونية.

ومع ذلك، فإن التقدم المستمر في تقنية إثباتات عدم المعرفة وتزايد خبرة المطورين يساهمان تدريجيًا في معالجة هذه المخاطر، ويفتحان الطريق لاعتماد أوسع للبلوكشين الآمن والخاص.

المستقبل: التوقعات لتقنية إثباتات عدم المعرفة

آفاق إثباتات عدم المعرفة مشرقة جدًا. من المتوقع أن تطور المشاريع أنظمة ZKP أكثر سهولة في الاستخدام، وتدعم تطبيقات واسعة في مجالات متعددة.

من المتوقع أن تجلب الابتكارات مثل zk-STARKs و zk-SNARKs تحسينات ملحوظة في سرعة المعاملات وقابلية التوسع دون المساس بالأمان أو الخصوصية. أحد الاحتمالات المثيرة هو تطوير طبقات خصوصية عبر السلاسل، تتيح معاملات آمنة وخاصة عبر العديد من البلوكشين.

مع تحسن التفاعل عبر السلاسل، من المتوقع أن تلعب إثباتات عدم المعرفة دورًا رئيسيًا في تمكين المعاملات السلسة بين شبكات البلوكشين المختلفة، مما يغير تمامًا طريقة معالجة البيانات الحساسة في الأنظمة الموزعة.

الارتباط بالمستقبل

إمكانات إثباتات عدم المعرفة في إعادة تشكيل مشهد البلوكشين هائلة. من خلال تمكين تطبيقات البلوكشين الآمنة والقابلة للتوسع، تمثل إثباتات عدم المعرفة منصة تكنولوجية للجيل القادم من البلوكشين.

مع استمرار تطور المشاريع ونضوج هذه التقنية، من الضروري متابعة التقدم في مجال إثباتات عدم المعرفة. من Polygon Hermez إلى Zcash، ومن Mina Protocol إلى dYdX، ستعيد هذه المشاريع تشكيل مستقبل الخصوصية الرقمية وفعالية البلوكشين.

مصادر إضافية

• ما هو حل التوسعة ZK-Rollup الخاص بإيثيريوم؟
• الدليل الشامل لإثباتات عدم المعرفة في البلوكشين
• أبرز مشاريع ZK Rollup على إيثيريوم لعام 2024
• حلول الطبقة الثانية المثلى لإيثيريوم لعام 2024
• مقارنة تفصيلية بين بلوكشين الطبقة 1 وLayer 2
• سولانا مقابل إيثيريوم: أيهما أفضل لعام 2024؟