تطبيقات ZKP: تجميعات ZK وعملات الخصوصية

تعالج Ethereum نحو 15 TPS. أما Visa فتعالج نحو 1700 TPS. ولتحقيق قابلية التوسع، تجمع ZK Rollups آلاف المعاملات خارج السلسلة، وتحسب برهان SNARK على صحتها، ثم تنشر البرهان على السلسلة. ولا يتحقق المدققون إلا من البرهان (في 1 ms) بدلًا من التحقق من كل معاملة.

يرسل المستخدمون المعاملات إلى sequencer. يجمع sequencer المعاملات في دفعات، وينفذها خارج السلسلة، ويحسب برهانًا لانتقال الحالة (برهان SNARK/STARK على صحة جذر الحالة الجديد)، ثم ينشر البرهان + calldata المضغوطة إلى Ethereum L1.

‏zkSync Era ‏(Matter Labs) هو ZK Rollup متوافق مع EVM ويستخدم SNARK مخصصًا (Boojum، المستند إلى STARK). ينشر المطورون عقود Solidity التي تُترجم إلى بايت كود zkEVM. وتبلغ الإنتاجية أكثر من 2000 TPS مع ضمانات أمان بمستوى Ethereum.

يستخدم StarkNet براهين STARK (عبر Stark prover) ولغة Cairo. ولا يتطلب إعدادًا موثوقًا. تُترجم البرامج إلى بايت كود Cairo، ثم تُثبت باستخدام STARKs، ويُتحقق منها على Ethereum. ويُستخدم في dYdX ‏(v3) وImmutable X ‏(لرموز NFT) وSorare ‏(الرياضات الخيالية).

يستخدم Polygon zkEVM براهين مبنية على PLONK لمحاكاة EVM بصورة مطابقة تمامًا. ويعمل أي عقد ذكي على Ethereum دون تعديل. وينتج المُثبِت برهان PLONK لكل دفعة من المعاملات، ويمكن التحقق منه على Ethereum L1 في معاملة واحدة.

تستخدم Zcash ‏(بروتوكول Sapling) براهين Groth16 SNARK لتمكين المعاملات المحمية: إذ يُخفى المرسل والمستلم والمبلغ جميعًا. ويثبت SNARK صحة المعاملة (عدم الإنفاق المزدوج وتوازن المبالغ) دون كشف أي حقول خاصة.

تنشئ ملاحظة Zcash المحمية التزامًا بـ (value, recipient, randomness) باستخدام تجزئة Pedersen. ويثبت SNARK: (1) أنك تعرف القيمة الأصلية للالتزام (أي أنك تملك الملاحظة)، (2) أن الملاحظة غير مُنفقة (ضمن مجموعة nullifier)، (3) أن مبالغ المخرجات تساوي مبالغ المدخلات.

تستخدم Monero التوقيعات الحلقية + التزامات Pedersen ‏(RingCT) — ولا تستخدم SNARKs، فجميع المعاملات محمية افتراضيًا. أما Zcash فتعتمد على SNARKs، وتتعايش فيها العناوين الشفافة والمحمية. Monero: تشفير أبسط وإعدادات خصوصية أقوى؛ Zcash: ضمانات تشفيرية أقوى.

تتيح إثباتات الهوية بالمعرفة الصفرية إثبات أنك تجاوزت 18 عامًا دون كشف تاريخ ميلادك؛ وإثبات أنك مواطن دون كشف رقم جواز سفرك؛ وإثبات أنك مستثمر معتمد دون كشف صافي ثروتك. ومن تطبيقاتها: Polygon ID وSemaphore (الإشارة المجهولة).

يتيح ZK-ML إثبات أن استدلال شبكة عصبية حُسب بصورة صحيحة على مدخلات خاصة. ومن استخداماته: التشخيص الطبي (إثبات تشغيل النموذج على بياناتك دون مشاركتها)، وتقييم الجدارة الائتمانية (إثبات أن النموذج أعطى نتيجة دون كشف المدخلات). ولا يزال في مرحلة البحث بالنسبة إلى النماذج الكبيرة.

تتيح براهين المعرفة الصفرية إجراء حسابات موكَّلة قابلة للتحقق: يثبت موفر سحابي أنه نفّذ حسابًا بصورة صحيحة، ويتحقق العميل من ذلك خلال أجزاء من الثانية دون إعادة تنفيذ الحساب. وهذا مفيد لاستدلال الذكاء الاصطناعي وتحليل البيانات والجسور غير المعتمدة على الثقة.

ما الذي تنشره ZK Rollup على Ethereum L1 لإثبات صحة المعاملات؟

تستخدم ZK Rollups، مثل zkSync وStarkNet وPolygon zkEVM، براهين SNARKs/STARKs لتحقيق قابلية توسع L2. وتستخدم Zcash ‏Groth16 للمعاملات المحمية. وتمتد براهين المعرفة الصفرية إلى الهوية واستدلال ML والحسابات الموكَّلة القابلة للتحقق. التالي: التشفير المتجانس.