اثبات دانش صفر چیست؟ راهنمای کامل مبتدیان

اثبات دانش صفر امروزه یکی از مفاهیم انتزاعی و جذاب در رمزنگاری کاربردی است. از بالقوه اعمال شده به گفتگوهای خلع سلاح هسته ای برای ارائه معاملات ناشناس و ایمن برای شبکه های بلاکچین عمومی ، اثبات دانش صفر نمونه ای عمیق از نوآوری رمزنگاری است.

زمینه و برنامه ها

مفهوم اثبات دانش صفر برای اولین بار در سال 1985 توسط شفیع گلدواسر ، چارلز راکوف و سیلویو میکالی مطرح شد و در واقع در مجله نیویورک تایمز در سال 1987. آنها مفهوم پیچیدگی دانش را طراحی کردند ، معیاری برای میزان دانش مورد نیاز برای انتقال از یک اثبات کننده به یک راستی آزموده تا معتبر شناخته شود.

سرانجام ، آنها توانستند ثابت کنند که ، با برخی تعاملات بین یک اثبات کننده و یک تأیید کننده ، می توانند اساساً دانش لازم برای انتقال بین این دو را به صفر برسانند. مشکلی که آنها در حال حل آن بودند اثبات این بود که یک عدد وجود دارد درجه دوم غیر باقیمانده مد متر. نگرانی اصلی آنها در اطراف بود نشت اطلاعات, به این معنی که یک رابط در طول تأیید صحت ادعا چه اطلاعاتی را می آموزد.

ریاضیات پشت این مفهوم فوق العاده پیچیده است (رد – من نمی دانم که ریاضیات چگونه کار می کنند ، اما شما می توانید تلاش كردن) و کار آنها آنها را برنده شد جایزه گودل در سال 1993 برای پیشرفت در علوم کامپیوتر نظری.

تحولات بیشتر ایجاد سیستم های اثبات دانش صفر برای مشکل رنگ آمیزی نمودار و اینکه هر چیزی که با یک سیستم اثبات تعاملی قابل اثبات است با دانش صفر قابل اثبات است. ایجاد اثبات دانش صفر از طریق پروتکل های اینترنتی چالش برانگیزتر بود و نیاز به توسعه آن داشت پروتکل های اثبات غیر قابل تشخیص. اکنون ، ادغام آنها در شبکه های غیرمتمرکز کاربرد آنها را بیش از پیش تحت فشار قرار داده است.

اثبات غیر تعاملی دانش صفر سرانجام اختراع شد و جایی است که تعامل بین اثبات کننده و تأیید کننده از بین می رود. در عوض ، یک رشته مرجع مشترک مشترک بین اثبات کننده و تأیید کننده تمام چیزی است که برای دستیابی به دانش صفر محاسباتی مورد نیاز است. این نوع فرضیات ریاضی و محاسباتی به همین دلیل است که از اثبات دانش صفر معمولاً “جادوی رمزنگاری” یاد می شود ، درک آنها حتی از منظر انتزاعی بسیار دشوار است.

بخوانید: zk-SNARKs چیست؟ مقدمه ای بر این پروتکل حریم خصوصی

در مورد ارزهای رمزپایه ، اثبات دانش غیر صفر غیر تعاملی نیز می تواند در مدل اوراکل تصادفی با استفاده از ابتکاری فیات-شامیر. این معرفی کرد مفهوم zk-SNARK ها, که پایه و اساس ناشناس ماندن در رمز ارز Zcash را تشکیل داده است. پس از آن ، ضد گلوله توسط گروه رمزنگاری کاربردی استنفورد به عنوان اثبات کوتاه و غیر تعاملی دانش صفر معرفی شد که نیاز به بحث برانگیز را برطرف می کند. تنظیم قابل اعتماد در Zcash و سایر پروتکل ها با استفاده از zk-SNARK ها. سرانجام, zk-STARK ها در اوایل سال جاری ایجاد شد و همچنین نیاز به یک تنظیم قابل اعتماد را برطرف کرد.

برنامه های کاربردی

اثبات دانش صفر به دلیل ماهیت منحصر به فرد خود از کاربردهای متنوعی برخوردار است. آنها به ویژه در برقراری ارتباط ایمن ، احراز هویت و حفظ حریم خصوصی موثر هستند.

برنامه مربوط به ارزهای رمزپایه ناشناس بودن در معاملات است. سیستم عامل هایی که از نوعی اثبات دانش صفر استفاده می کنند شامل ZCash ، Monero ، PIVX و Zerocoin هستند. نکته مهم ، این ارزهای رمزپایه از شواهد دانش صفر برای پنهان کردن جزئیات معاملات در شبکه های بلاک چین عمومی استفاده می کنند. این جزئیات شامل فرستنده ، گیرنده و مبلغ منتقل شده است.

بخوانید: سکه های حریم خصوصی: راهنمای مبتدیان برای ارزهای رمزپایه ناشناس

استفاده از اثبات دانش صفر در سراسر یک شبکه عمومی غیرمتمرکز که در آن ارزش منتقل شده پیشرفت چشمگیر است. توانایی ناشناس ماندن کامل معاملات شبکه از طریق یک شبکه عمومی یک کار خارق العاده است که نباید از آن غافل شد.

یکی دیگر از کاربردهای برجسته این فناوری در سیستم های احراز هویت است. آ دانش صفر اثبات دانش می تواند برای اثبات اطلاعات محرمانه مانند رمز عبور بدون آشکار کردن رمز عبور استفاده شود. اثبات دانش صفر فقط برای استفاده از فقط کلمات عبور بسیار دست و پا گیر است ، اما در نهایت ، این می تواند برای محافظت از رمزهای عبور کاربر در اینترنت بسیار مفید باشد.

اثبات دانش صفر همچنین می تواند در تأیید هویت استفاده شود. برای سادگی ، برای دسترسی به یک مرکز با امنیت بالا یا به یک شماره پین ​​یا کارت شناسایی معتبر برای دسترسی از طریق درب نیاز دارید. م componentلفه تأیید هویت درب یک حفره امنیتی است زیرا به طور بالقوه می توان آن را برای یادگیری پین دسترسی دستکاری کرد. با استفاده از اثبات دانش صفر ، این م couldلفه می تواند حاوی یک عدد باشد n بدون فاکتور سازی آن.

به کاربران مجاز راه حل این نمونه مشکل خاص داده می شود ، و آنها می توانند به جز authent احراز هویت ثابت کنند که راه حل را می دانند بدون اینکه واقعاً مورد خاصی از راه حل را در جز component احراز هویت وارد کنند. بنابراین ، دستکاری در م componentلفه تأیید اعتبار برای یافتن PIN کارایی نخواهد داشت زیرا در واقع پین را ذخیره نمی کند (راه حل).

چگونه کار می کنند

اثبات دانش صفر جایی است که یک اثبات کننده (آلیس) بتواند ثابت کند که اطلاعات را می داند ایکس به یک رابط تأیید (باب) بدون اینکه هیچ اطلاعات دیگری به جز این که او می داند با باب ارتباط برقرار کند ایکس.

طبق تعریف ، اثبات دانش صفر باید سه ویژگی زیر را برآورده کند:

• کامل شده
• Soundnes
• دانش صفر

کامل بودن این احتمال بسیار زیاد است که اگر آلیس حقیقت را می گوید ، سرانجام باب متقاعد می شود که او حقیقت را می گوید.

صدا بودن این واقعیت است که آلیس می تواند فقط اگر باب را راست می گوید متقاعد شود.

دانش صفر این است که باب یاد نمی گیرد هر چیزی درباره دانش مخفی آلیس (راه حل).

پیچیدگی اثبات دانش صفر باعث می شود که آنها به طور معمول با مثالهای انتزاعی توصیف شوند. چندین مورد از جمله غار علی بابا ، دو توپ و دوست نابینای رنگی و غول مخابراتی موجود است. همه آنها در توضیح مفهوم اثبات دانش صفر کار سخت و خوبی انجام می دهند ، اما بیایید بر روی اولین مورد ، غار علی بابا تمرکز کنیم.

داستان از مقاله ای با عنوان “نحوه اثبات دانش صفر را برای فرزندان خود توضیح دهید“توسط ژان ژاک کوئیس کواتر و به طور کلی به شرح زیر است:

یک مثال کوچک و کاربردی تر می تواند با آلیس و باب استفاده شود.

آلیس عبارت مخفی را برای باز کردن درب مخفی در غاری عجیب کشف می کند. این غار به شکل یک حلقه است که درب مخفی مانع اتصال مسیرها در انتهای آن می شود. باب می خواهد این کلمه مخفی را بداند ، اما آلیس آن را برایش فاش نمی کند.

برای حل اوضاع ، آنها به دو مسیر A و B. برچسب می زنند. آلیس در حالی که باب منتظر بیرون است و نمی تواند ببیند کدام مسیر را انتخاب می کند راهی را طی می کند. باب وارد غار می شود و فریاد می کشد که می خواهد آلیس به کدام مسیر بازگردد. از آنجا که آلیس عبارت مخفی درب را دارد ، می تواند به هر دو مسیر بازگردد و به راحتی از مسیری که باب فریاد می زند برگردد. وی همچنین برای این کار نیازی به افشای عبارت مخفی ندارد.

اگر آلیس کلمه مخفی را نداند ، 50 درصد احتمال بازگشت به مسیر مورد نظر را دارد. با این حال ، در طول تلاش های مستمر ، احتمال اینکه او بتواند درخواست باب را پیش بینی کند ، سهل انگاری خواهد بود.

از آنجا که او عبارت مخفی دارد ، توانایی او برای بازگشت به مسیر مورد نظر به طور مداوم به باب (با احتمال بسیار بالا) نشان می دهد که او این عبارت مخفی را می داند. از نظر ناظران شخص ثالث ، آنها نمی توانند آلیس را در غار ببینند به دلیل شکل آن ، بنابراین فقط می توانند آلیس را در مسیر صحیح ببینند. این باعث می شود که کل تعامل بین آلیس و باب ناشناس باشد.

مدرک دانش صفر با ادامه پیشرفت ، در هر کجا که مفید باشد ، به کار گرفته می شود. فناوری اساسی ممکن است بسیار پیچیده باشد ، اما پتانسیل حریم خصوصی ، اصالت و امنیت آنها را نمی توان بیش از حد بیان کرد.

استفاده از اثبات دانش صفر در ارزهای رمزپایه ، نوآوری این فناوری را بیش از پیش تحت فشار قرار می دهد. اگر از منظر فنی به دنبال یک تخریب فنی یا مثالهای واقعی هستید ، متیو گرین یک نمونه عالی ارائه می دهد تحلیل و بررسی از این فن آوری با برخی آزمایش های جالب.

نتیجه

اثبات دانش صفر به درستی جای خود را به عنوان یکی از پیچیده ترین و منحصر به فردترین فناوری های مورد استفاده در شبکه های بلاکچین می گیرد. پیامدهای آنها آینده نگرانه است و حتی مورد توجه قرار گرفته است تحسین سرگئی برین ، بنیانگذار Google.

استفاده از اثبات دانش صفر در ارزهای رمزپایه همچنان در کشف یکی از مهیج ترین و ناشناس ترین فن آوری های موجود پیشرو خواهد بود.