معرفة إثبات المعرفة الصفرية في عام 2024: إعادة تشكيل درع الخصوصية للأصول المشفرة وسلسلة الكتل

تخيل هذه القدرة — أن تتمكن من إثبات للآخرين أنك تمتلك سرًا معينًا، دون أن تكشف عن أي تفاصيل من هذا السر. هذه هي سحرية إثبات المعرفة الصفرية (Zero-Knowledge Proof)، التي أصبحت تغير قواعد اللعبة في مجال البلوكشين والعملات المشفرة، وتستخدم لحل المشكلات الأساسية المتعلقة بالخصوصية وكفاءة المعاملات. مع دخول عام 2024، ارتقت هذه التقنية من النظرية إلى التطبيق العملي، حيث تُنفذ المعاملات والتحقق من الهوية دون الكشف عن البيانات الأساسية، مما يجعلها المفتاح الرئيسي لعصر التمويل الرقمي.

في زمن تزداد فيه الاهتمامات بالخصوصية وتتصاعد الحاجة إلى التوسع، ظهرت حلول البلوكشين باستخدام إثبات المعرفة الصفرية. وفقًا لإحصائيات CoinGecko، حتى أوائل مايو 2024، هناك 40 مشروعًا مشفرًا مرتبطًا بالمعرفة الصفرية دخل السوق، بقيمة سوقية تتجاوز 21.27 مليار دولار، مما يثبت إمكانيات هذا المجال في الانفجار والنمو.

تحليل آلية عمل إثبات المعرفة الصفرية

يسمح إثبات المعرفة الصفرية لطرف أن يُظهر لطرف آخر صحة ادعاء معين، دون أن يكشف عن أي معلومات إضافية. تعتمد هذه العملية على ثلاثة أسس:

• الاكتمال: إذا كان الادعاء صحيحًا، فإن المُحقق يُقنع تمامًا
• الصلابة: إذا كان الادعاء خاطئًا، من المستحيل على المحتال أن ينجح في إثبات صحته
• عدم الكشف عن المعرفة: يقتصر علم المُحقق على صحة أو خطأ الادعاء، دون الحصول على أي بيانات أخرى

في عالم التشفير، تُستخدم هذه التقنية في العديد من التطبيقات. فهي تُمكن من إخفاء تفاصيل المعاملات مع ضمان صحتها، وتُستخدم للتحقق من التصويت مع حماية هوية المصوتين، وأيضًا للتحقق من الهوية دون الحاجة لنقل معلومات حساسة.

تُجسد مثل هذه المفاهيم بشكل جيد بمثل “كهف علي بابا”: شخص يدعي أنه يعرف سر فتح الباب المخفي، ويُثبت ذلك من خلال الخروج من الباب الصحيح عدة مرات، دون أن يكشف عن كلمة السر نفسها.

كيف يُعيد إثبات المعرفة الصفرية تشكيل تطبيقات البلوكشين

لقد تسربت تقنية إثبات المعرفة الصفرية إلى العديد من المجالات الحيوية في البلوكشين:

ترقية خصوصية التمويل: عملات مثل Zcash تتيح للمستخدمين إخفاء مرسلي المعاملات، المستلمين، والمبالغ، مع الحفاظ على صحة وسلامة السجلات.

اختراق قيود التوسع: بروتوكولات zkSync و StarkWare تستخدم إثبات المعرفة الصفرية لتأكيد نتائج الحسابات خارج السلسلة قبل إضافتها إلى السلسلة، مما يقلل بشكل كبير من عبء الشبكة.

ثورة أنظمة التصويت: تضمن إثبات المعرفة الصفرية أن يتم حساب الأصوات بشكل صحيح، مع حماية تامة لخصوصية المصوتين، مما يحقق توازنًا مثاليًا بين الشفافية والخصوصية.

التحقق بدون كلمات مرور: يمكن للشركات التحقق من هوية المستخدمين دون نقل كلمات المرور، مما يقلل بشكل كبير من مخاطر الاعتراض.

تتبع سلسلة التوريد: يمكن للمصنعين إثبات أن منتجاتهم تلبي المعايير البيئية، دون الكشف عن عمليات الإنتاج أو معلومات الموردين.

العقود الذكية السرية: منصات مثل Aleph Zero و Mina Protocol تستكشف تنفيذ عقود غير علنية على البلوكشين، وهو أمر ثمين جدًا للتطبيقات التجارية.

نظرة عامة على أبرز مشاريع ZK لعام 2024

Polygon Hermez——خطة التوسع الفعالة لإيثريوم

يعتمد Polygon Hermez على تقنية ZK Rollup، حيث يجمع عدة معاملات في معاملة واحدة، مما يقلل بشكل كبير من رسوم الغاز ووقت تأكيد المعاملات. مقارنة بشبكة إيثريوم الرئيسية، يمكنه تقليل التكاليف بأكثر من 90%، مع زيادة كبيرة في القدرة على المعالجة. أدخلت Polygon Hermez آلية إجماع فريدة تسمى إثبات الكفاءة (Proof of Efficiency، PoE)، التي تحافظ على الأمان واللامركزية مع تقليل تعقيد النظام. يظهر تقدم المشروع في دمجه استراتيجية طويلة المدى في مجال البلوكشين باستخدام إثبات المعرفة الصفرية.

Immutable X (IMX)——محرك تسريع تداول NFT

السعر الحالي: 0.24 دولار | تغير خلال 24 ساعة: +0.59% | القيمة السوقية: 196.25 مليون دولار

تعاونت Immutable X مع StarkWare لإطلاق، باستخدام محرك توسعة StarkEx وتقنية ZK Rollup، لتصبح منصة تداول NFT عالية الكفاءة. يمكن للمطورين بناء ألعاب Web3 مع الاستفادة من أمان إيثريوم، بينما يمكن للمستخدمين إجراء معاملات سريعة بدون دفع رسوم الشبكة. المزايا الأساسية لهذا التعاون تشمل توسعًا ممتازًا، وتقليل التكاليف التشغيلية بشكل كبير، وضمان أمان بمستوى إيثريوم.

Mina Protocol (MINA)——رائد البلوكشين البسيط

السعر الحالي: 0.08 دولار | تغير خلال 24 ساعة: -0.33% | القيمة السوقية: 98.67 مليون دولار

يُضغط Mina Protocol كامل البلوكشين إلى حجم 22 كيلوبايت فقط، باستخدام تقنية zk-SNARKs لتحقيق ذلك. يمكن لكل مستخدم التحقق بسرعة من حالة الشبكة دون الحاجة لتحميل سجل البلوكشين الضخم، مما يضمن لامركزية حقيقية وسهولة وصول عالية. تعتمد Mina على إجماع Ouroboros Samisika، الذي يستهلك طاقة أقل مقارنة بنظام إثبات العمل. إطلاق zkApps يوسع إمكانيات الحسابات خارج السلسلة والعقود الخاصة.

dYdX (DYDX)——حصن الخصوصية للعقود الدائمة

السعر الحالي: 0.17 دولار | تغير خلال 24 ساعة: +1.42% | القيمة السوقية: 139.33 مليون دولار

dYdX هو منصة تداول لامركزية تستخدم تقنية zk-STARKs لتنفيذ والتحقق من المعاملات دون الكشف عن البيانات الحساسة. مقارنة بـ zk-SNARKs، لا تتطلب إعدادات موثوقة، وتوفر توسعًا وأمانًا أعلى. أطلقت النسخة 4.0 من dYdX، والتي تعتمد على سلسلة dYdX المبنية على Cosmos SDK وبروتوكول إجماع CometBFT، مع إدخال أوامر تقليل المراكز وحدود سحب الحسابات الفرعية، لتعزيز قدرات إدارة التداول.

Loopring (LRC)——ثورة الكفاءة في البورصات اللامركزية

السعر الحالي: 0.06 دولار | تغير خلال 24 ساعة: -1.72% | القيمة السوقية: 69.53 مليون دولار

يستخدم Loopring تقنية zkRollups لتجميع مئات المعاملات في معاملة واحدة، مع قدرة على معالجة أكثر من 2000 معاملة في الثانية، مع تقليل رسوم الغاز ووقت المعالجة بشكل كبير. يتضمن البروتوكول مكون “عمال الحلقة” الذي يتولى التوفيق بين المعاملات وتسويتها، ويحصل العمال على رسوم LRC أو أرباح المعاملات كمكافأة. يدعم بنية Loopring كل من Automated Market Makers (AMM) وسجلات الطلبات التقليدية، ويوفر خيارات استراتيجيات تداول مرنة ومتنوعة.

Horizen (ZEN)——حلول البلوكشين الخاصة الشاملة

تم اشتقاق Horizen من Zcash، ويستخدم zk-SNARKs لضمان سرية المعاملات وخصوصيتها. يتضمن نظام العقد الفريد الخاص به أنواعًا مختلفة من العقد: العقد الكاملة، والعقد الآمنة، والعقد الفائقة، لكل منها دور مختلف في الشبكة. تعزز العقد الآمنة الخصوصية عبر تشفير TLS، وتدعم العقد الفائقة وظائف السلاسل الجانبية لزيادة التوسع. أطلقت مؤخرًا أول سلسلة جانبية متوافقة مع EVM تسمى EON، والتي تعزز بشكل كبير قدرة المنصة على استضافة التطبيقات اللامركزية ومشاريع DeFi. على الرغم من تقدمها التكنولوجي، لا تزال Horizen تواجه تحديات تنظيمية مع تزايد الرقابة على العملات المشفرة المجهولة.

Zcash (ZEC)——مؤسس معاملات الخصوصية

السعر الحالي: 446.96 دولار | تغير خلال 24 ساعة: +0.91% | القيمة السوقية: 7.36 مليار دولار

تم إطلاق Zcash في 2016 كفرع من البيتكوين، ويستخدم zk-SNARKs لتوفير خيار “المعاملات المخفية”، حيث يتم إخفاء المرسل والمستلم والمبلغ. مر عبر العديد من الترقيات، من Sprout إلى Canopy الحديثة، وقدم تقنية Halo في 2019 التي أزالت الثغرات في الإعداد الموثوق، مما عزز الأمان بشكل كبير. على الرغم من قوة وظائف الخصوصية، تواجه Zcash تحديات تنظيمية وتقنية في الاعتماد.

Worldcoin (WLD)——نموذج الهوية الرقمية الجديد

السعر الحالي: 0.50 دولار | تغير خلال 24 ساعة: -0.06% | القيمة السوقية: 1.29 مليار دولار

أسسها سام ألتمان، وتستخدم World ID عبر مسح قزحية العين، معتمدًا على إثبات المعرفة الصفرية للتحقق من هوية المستخدمين وكونهم بشراً دون الكشف عن معلومات شخصية. بروتوكول Semaphore المدمج يسمح للمستخدمين بإثبات عضويتهم في مجموعة معينة مع إخفاء هويتهم الشخصية، وهو أمر مهم في التصويت والتأييد. ومع ذلك، أثارت جمع البيانات الحيوية مخاوف بشأن الخصوصية، كما أن السيطرة المركزية على العقود الذكية تثير تناقضات مع مبادئ اللامركزية، والتحديات التنظيمية لا يمكن تجاهلها.

Marlin (POND)——آلة الثقة للحسابات خارج السلسلة

Marlin هو بروتوكول لامركزي يُحسن تنفيذ الخوارزميات المعقدة خارج السلسلة، مع ضمان تكامل العمليات على السلسلة. يعتمد على عقد المعالجة عالية السرعة، ويحقق التحقق عبر دمج إثبات المعرفة الصفرية وبيئة التنفيذ الموثوقة (TEE). يدعم Marlin لغات برمجة متعددة مثل Solidity و C++ و Rust و Go، ويشمل نظام العقد على عقد البوابة، وعقد التنفيذ، وعقد المراقبة، مع آلية إيداع POND لضمان أمان الشبكة.

Aleph Zero (AZERO)——موازن بين السرعة والخصوصية

يستخدم Aleph Zero بروتوكول إجماع AlephBFT المدمج مع إثبات الحصة وتقنية الرسوم البيانية الموجهة (DAG)، لتحقيق تواصل فعال بين العقد وادعاءات أمان سريعة. تعتمد طبقة الخصوصية متعددة السلاسل Liminal على إثبات المعرفة الصفرية والحوسبة الآمنة متعددة الأطراف، لتعزيز خصوصية الشبكة، خاصة في التطبيقات التي تتطلب سرية المعاملات. تعزز العقود الذكية الخاصة بشكل أكبر جاذبية الاستخدامات المؤسسية.

التحديات الواقعية التي تواجه تقنية المعرفة الصفرية

على الرغم من آفاقها الواعدة، لا تزال تقنية إثبات المعرفة الصفرية تواجه العديد من التحديات:

صعوبة التنفيذ: يتطلب تطويرها فهمًا عميقًا للمبادئ التشفيرية المتقدمة، وتصميمها وتنفيذها عرضة للأخطاء والثغرات.

استهلاك الموارد الحسابية: توليد إثباتات المعرفة الصفرية المعقدة يتطلب موارد حسابية هائلة، مما قد يؤدي إلى ارتفاع التكاليف وتقليل السرعة، مما يحد من تطبيقها في حالات المعاملات عالية الحجم.

مخاطر الإعداد الموثوق: بعض البروتوكولات مثل zk-SNARKs تتطلب مرحلة إعداد موثوقة، وإذا تم اختراقها، قد يؤدي ذلك إلى خطر التزوير في الإثباتات.

تناقض التوسع: على الرغم من أن إثبات المعرفة الصفرية يقلل من عبء البيانات على البلوكشين، إلا أن قابلية التوسع في تطبيقات ZK نفسها قد تصبح عائقًا، وما زال البحث جاريًا حول كيفية معالجة كميات كبيرة من المعاملات بكفاءة.

تكامل النظام المعقد: دمج إثبات المعرفة الصفرية في الأنظمة الحالية يتطلب تعديل بروتوكولات الشبكة، وقد يتطلب تحديثات واسعة للبنية التحتية للبلوكشين، مما يجعل العملية طويلة وشاقة.

عدم اليقين التنظيمي: القدرة على إخفاء بيانات المعاملات تثير مخاوف تنظيمية في المناطق التي تتطلب شفافية مالية صارمة، ويجب على المشاريع التعامل بحذر مع المخاطر القانونية.

الخبر السار هو أن التقدم التكنولوجي وزيادة خبرة المطورين يساهمان في تقليل هذه المخاطر تدريجيًا.

مستقبل تقنية إثبات المعرفة الصفرية

مستقبل مشاريع إثبات المعرفة الصفرية واعد جدًا. من المتوقع أن تؤدي الابتكارات المستمرة إلى تحسينات كبيرة في سرعة المعاملات وقابلية التوسع، دون التضحية بالأمان والخصوصية، خاصة مع تطوير طبقات خصوصية عبر السلاسل المختلفة، تتيح إجراء معاملات آمنة وخاصة بين شبكات متعددة، مما يغير تمامًا طريقة معالجة البيانات الحساسة عبر الشبكات.

مع تحسين التوافقية والوظائف العابرة للسلاسل، ستصبح إثبات المعرفة الصفرية تقنية أساسية لبناء بنية تحتية رقمية آمنة، وتلعب دورًا رئيسيًا في تحقيق تفاعل خاص سلس بين أنظمة البلوكشين المتنوعة.

الخاتمة

تتمتع تقنية إثبات المعرفة الصفرية بإمكانات هائلة لتغيير مجال البلوكشين. فهي تقدم تطبيقات أكثر أمانًا، وخصوصية، وكفاءة، وتمثل الأساس المهم للابتكار في الجيل القادم من البلوكشين. مع استمرار تطورها وتحسينها، من الضروري متابعة تطورات هذا المجال، حيث يمكن أن تساعد المشاريع التي تستخدم تقنية إثبات المعرفة الصفرية في استشراف مستقبل الخصوصية الرقمية وكفاءة البلوكشين.