تم استخدام تقنية ZK على نطاق واسع لأغراض الخصوصية والتوسيع. ومع ذلك ، فإن موجة جديدة من المشاريع تستفيد من ميزات حل التشفير هذا لحل واحدة من أكثر مشاكل صناعة blockchain إلحاحًا: الجسور عبر السلاسل.
أحد أسباب اعتماد ZK للتجسير هو طبيعته المشفرة غير الموثوقة ، والتي تعالج أحد نقاط الضعف في حلول التجسير المركزية التي تشكل مركز الاختراقات الضخمة في عام 2022.
**** مشاكل الجسر ****
** يواجه الجسر الحالي عبر السلاسل قضيتين مهمتين: قابلية التوسع والأمان. ** نظرًا لأن الجسور تحتاج إلى تتبع حالة السلسلتين ، فإنها تتطلب قدرة حاسوبية كبيرة وسعة تخزين. لتجنب هذا العبء ، انتقلت العديد من الجسور إلى نهج قائم على اللجان ، حيث تقوم مجموعة صغيرة من المدققين (أو حتى أصحاب التوقيعات المتعددة فقط) بالتوقيع على تحويلات الدولة ، وبالتالي يصبحون عرضة للخطر.
أكثر من 1.6 مليار دولار من الخسائر في الأصول بسبب نقاط الضعف في هجوم الجسر خلال عام 2022. لكن هذا الرقم يمكن تفسيره بطريقتين. من ناحية أخرى ، تشير حركة المرور العابر عبر الجسر إلى أن طلب السوق على التشغيل البيني آخذ في الازدياد. من ناحية أخرى ، يمثل هذا الجزء المهم من اللغز أحد أضعف الروابط في نظام blockchain الأكبر. المجالات الثلاثة الرئيسية للقلق الأمني هي الأخطاء في الكود ، والنقاط العمياء في الهندسة المعمارية (مثل عدم وجود حماية للفشل) ، وعمليات استحواذ اللجنة / المدقق.
وقد أدى ذلك بالمطورين إلى استكشاف حلول بديلة - خاصة تلك التي تعتمد على التشفير. يؤدي استخدام الخصائص الملازمة لـ zk-SNARKs إلى إلغاء الحاجة إلى نموذج لجنة مع استمرار السماح للشبكة بالتوسع.
**** كيف يلعب ZK؟ ****
للتحقق من حالة blockchain واحد (سلسلة المصدر) على blockchain آخر (السلسلة الهدف) بدون أمان مشترك ، يمكنك استخدام عميل خفيف على السلسلة لسلسلة المصدر التي تعمل على السلسلة المستهدفة. العميل الخفيف أو العقدة الخفيفة هو جزء من البرنامج الذي يتصل بعقدة كاملة للتفاعل مع blockchain.
يتيح لك هذا التحقق من إجماع سلسلة المصدر داخل بيئة تنفيذ السلسلة المستهدفة دون الحاجة إلى افتراضات ثقة إضافية تتجاوز ما هو مطلوب لإجماع كل سلسلة. ستحصل السلسلة المستهدفة بعد ذلك على بعض المعلومات حول سلسلة المصدر مدمجة في إجماعها الخاص.
باستخدام أنظمة إثبات المعرفة الصفرية ، وتحديداً الخاصية "الموجزة" لـ SNARKs ، أصبح من الممكن الآن تنفيذ عملية التحقق هذه بكفاءة باستخدام عملاء الضوء على السلسلة. من الممكن أيضًا التحقق من انتقالات الحالة والإجماع على السلسلة لتحقيق أقصى قدر من الأمان ، على غرار تشغيل عقدة كاملة.
حددنا ما لا يقل عن أربعة مشاريع تعمل على حلول جسر ZK في أنظمة بيئية ومراحل تطوير مختلفة.
طورت Succinct Labs نظامًا يسمح باتصال محدود الثقة بين Gnosis و Ethereum 2.0 ، وهو عبارة عن blockchain إجماعي لإثبات الحصة. يستخدم النظام SNARKS للتحقق بكفاءة من صحة براهين الإجماع على سلسلة Gnosis.
تحتوي شبكة Ethereum 2.0 على لجنة مكونة من 512 مدققًا ، يتم اختيارهم عشوائيًا كل 27 ساعة ، ويكونون مسؤولين عن توقيع كل رأس كتلة خلال ذلك الوقت. تعتبر حالة شبكة Ethereum صالحة إذا قام ما لا يقل عن 2/3 من المدققين بالتوقيع على رأس كتلة معين. تتضمن عملية التحقق من صحة حالة الشبكة تخزين والتحقق من المفاتيح العامة 512 BLS الخاصة بالمحقق ، وتقديم التوقيعات ورؤوس الكتلة وإثبات Merkle الخاص بالمحقق.
هذه العملية مكلفة من الناحية الحسابية ، لذلك يستخدم العملاء الخفيفون SNARKs لإنشاء دليل ثابت الحجم يمكن التحقق منه بكفاءة في سلسلة Gnosis. يتم إنشاء البراهين باستخدام الحساب خارج السلسلة ، والذي يتضمن بناء دوائر للتحقق من المدققين وتوقيعاتهم ، ثم إنشاء أدلة SNARK. ثم يتم تقديم رأس الإثبات والكتلة إلى عقد ذكي على سلسلة Gnosis ، والتي تقوم بإجراء التحقق. يساعد استخدام SNARKs في تقليل تكاليف التخزين وتعقيد الدوائر ، ويقلل من افتراضات الثقة. ومع ذلك ، فإن هذا النهج خاص ببروتوكول توافق Ethereum 2.0 و EVM ، لذلك قد يكون من الأسهل التعميم على سلاسل أخرى.
تحاول Electron Labs إنشاء اتصال بين النظام البيئي Cosmos SDK (إطار عمل لبناء تطبيقات blockchain محددة) و Ethereum. على وجه التحديد ، تسعى zkIBC إلى محاكاة بروتوكول الاتصال غير الموثوق به الذي تستخدمه سلسلة Cosmos السيادية ، والتي تسمى بروتوكول الاتصال Inter-Blockchain (IBC) ، وتوسيعه ليشمل Ethereum.
ومع ذلك ، فإن استخدام عميل خفيف من Cosmos SDK على Ethereum يطرح بعض التحديات. يعمل عميل Tendermint light المستخدم في Cosmos SDK على منحنى Ed25519 ، وهو غير مدعوم أصلاً بواسطة Ethereum blockchain. هذا يجعل التحقق من توقيعات Ed25519 على منحنى Ethereum BN254 مكلفًا وغير فعال. تخطط Electron Labs لحل هذه المشكلة عن طريق إنشاء نظام قائم على zkSNARK يمكنه إنشاء أدلة على صحة التوقيع خارج السلسلة والتحقق فقط من البراهين على سلسلة Ethereum.
يتحقق هذا النهج بكفاءة وبتكلفة زهيدة من توقيعات Ed25519 الخاصة بـ Cosmos SDK على blockchain Ethereum دون تقديم أي افتراضات ثقة جديدة. تتمثل إحدى المشكلات في هذا النهج في زمن الوصول ، حيث تحتاج عملية إنشاء الدليل إلى مواكبة معدل إنتاج الكتل المرتفع لـ Cosmos SDK. تخطط Electron Labs لحل هذه المشكلة باستخدام آلات متعددة لإنشاء البراهين بشكل متوازٍ ودمجها في برهان zkSNARK واحد.
zkBridge هو إطار عمل يسمح بإنشاء تطبيقات يمكنها التواصل بين شبكات blockchain المختلفة. يستخدم عقد الترحيل ونظام عقد ذكي لتسهيل الاتصال. يتمثل الاختلاف الرئيسي بين zkBridge والنهج الأخرى التي تقودها الصناعة في أنه لا يتطلب سوى وجود عقدة واحدة صادقة في شبكة الترحيل ، ويفترض أن zkSNARKs موثوقة.
يستخدم zkBridge deVirgo ، وهو إصدار متوازي من نظام إثبات ZkSNARK الخاص بـ Virgo ، والذي يتميز بحجم إثبات أصغر ولا يتطلب إعدادًا موثوقًا به. يعتمد على بروتوكول يسمى GKR ونظام التزام متعدد الحدود لإنشاء أدلة على الدوائر التي تتحقق من التوقيعات المتعددة. يتم بعد ذلك ضغط إثبات deVirgo باستخدام Groth16 والتحقق منه بواسطة عقد التحديث على blockchain الهدف. بشكل عام ، يتيح هذا المزيج من أنظمة الإثبات الاتصال الفعال عبر السلاسل في zkBridge بدون افتراضات ثقة خارجية.
**** = لا شيء ؛ إمكانية الوصول الأساسية إلى البيانات غير الموثوق بها ****
غالبًا ما تتطلب إدارة البيانات الهامة ، مثل التجسير ، تكرارًا كاملاً للبيانات في بيئة موثوقة تحت السيطرة الكاملة. ولكن إذا لم يكن ذلك ممكنًا ، أو كان توفيره باهظ التكلفة ، فقد تلجأ المؤسسات إلى موفري البيانات الموثوق بهم ، مثل AWS أو Infura ، للوصول إلى البيانات التي يحتاجون إليها.
ولكن كما ذكرنا في مقدمة هذا المنشور ، يمكن أن يؤدي الوثوق بمزودي البيانات إلى الرقابة أو مشكلات خرق البيانات.
هنا = لا شيء ؛ حل إدارة البيانات غير الموثوق به. يتيح هذا الحل التجسير غير الموثوق به باستخدام براهين الحالة والاستعلام استنادًا إلى نظام "DROP DATABASE \ *". في هذه الحالة ، يمكن للبروتوكول استخدام البيانات المسترجعة من البروتوكول وإثبات SNARK للصحة لنقل البيانات من قواعد بيانات البروتوكول المختلفة إلى بعضها البعض.
ختاماً
نظرًا لأن مساحة جسر ZK لا تزال في مهدها ، نتوقع نموًا هائلاً في الاختراقات البحثية والتطبيقات الذكية واعتماد التطبيقات عبر السلاسل في السنوات القادمة. نظرًا لأننا نعلم أن الحاجة إلى قابلية التشغيل البيني تتزايد ، يمكننا أن نتوقع تطوير تقنيات جسور أكثر أمانًا وقابلية للتوسع ، والتي بدورها قد تعزز تطوير تقنية ZK.
شاهد النسخة الأصلية
المحتوى هو للمرجعية فقط، وليس دعوة أو عرضًا. لا يتم تقديم أي مشورة استثمارية أو ضريبية أو قانونية. للمزيد من الإفصاحات حول المخاطر، يُرجى الاطلاع على إخلاء المسؤولية.
كيف تحل مشكلة الجسر المتقاطع؟ تقديم 4 مشاريع جسر ZK جديدة
المؤلف: zkvalidator ؛ المترجم: Kate ، Marsbit
تم استخدام تقنية ZK على نطاق واسع لأغراض الخصوصية والتوسيع. ومع ذلك ، فإن موجة جديدة من المشاريع تستفيد من ميزات حل التشفير هذا لحل واحدة من أكثر مشاكل صناعة blockchain إلحاحًا: الجسور عبر السلاسل.
أحد أسباب اعتماد ZK للتجسير هو طبيعته المشفرة غير الموثوقة ، والتي تعالج أحد نقاط الضعف في حلول التجسير المركزية التي تشكل مركز الاختراقات الضخمة في عام 2022.
**** مشاكل الجسر ****
** يواجه الجسر الحالي عبر السلاسل قضيتين مهمتين: قابلية التوسع والأمان. ** نظرًا لأن الجسور تحتاج إلى تتبع حالة السلسلتين ، فإنها تتطلب قدرة حاسوبية كبيرة وسعة تخزين. لتجنب هذا العبء ، انتقلت العديد من الجسور إلى نهج قائم على اللجان ، حيث تقوم مجموعة صغيرة من المدققين (أو حتى أصحاب التوقيعات المتعددة فقط) بالتوقيع على تحويلات الدولة ، وبالتالي يصبحون عرضة للخطر.
أكثر من 1.6 مليار دولار من الخسائر في الأصول بسبب نقاط الضعف في هجوم الجسر خلال عام 2022. لكن هذا الرقم يمكن تفسيره بطريقتين. من ناحية أخرى ، تشير حركة المرور العابر عبر الجسر إلى أن طلب السوق على التشغيل البيني آخذ في الازدياد. من ناحية أخرى ، يمثل هذا الجزء المهم من اللغز أحد أضعف الروابط في نظام blockchain الأكبر. المجالات الثلاثة الرئيسية للقلق الأمني هي الأخطاء في الكود ، والنقاط العمياء في الهندسة المعمارية (مثل عدم وجود حماية للفشل) ، وعمليات استحواذ اللجنة / المدقق.
! [ZK] (https://img-cdn.gateio.im/resized-social/moments-40baef27dd-4c6e40347b-dd1a6f-7649e1)
الاختراق الهائل في عام 2022 يقود تطوير جسر ZK
وقد أدى ذلك بالمطورين إلى استكشاف حلول بديلة - خاصة تلك التي تعتمد على التشفير. يؤدي استخدام الخصائص الملازمة لـ zk-SNARKs إلى إلغاء الحاجة إلى نموذج لجنة مع استمرار السماح للشبكة بالتوسع.
**** كيف يلعب ZK؟ ****
للتحقق من حالة blockchain واحد (سلسلة المصدر) على blockchain آخر (السلسلة الهدف) بدون أمان مشترك ، يمكنك استخدام عميل خفيف على السلسلة لسلسلة المصدر التي تعمل على السلسلة المستهدفة. العميل الخفيف أو العقدة الخفيفة هو جزء من البرنامج الذي يتصل بعقدة كاملة للتفاعل مع blockchain.
يتيح لك هذا التحقق من إجماع سلسلة المصدر داخل بيئة تنفيذ السلسلة المستهدفة دون الحاجة إلى افتراضات ثقة إضافية تتجاوز ما هو مطلوب لإجماع كل سلسلة. ستحصل السلسلة المستهدفة بعد ذلك على بعض المعلومات حول سلسلة المصدر مدمجة في إجماعها الخاص.
! [ZK] (https://img-cdn.gateio.im/resized-social/moments-40baef27dd-542bfc07ee-dd1a6f-7649e1)
فيما يلي شرح بسيط لكيفية عمل جسر ZK
باستخدام أنظمة إثبات المعرفة الصفرية ، وتحديداً الخاصية "الموجزة" لـ SNARKs ، أصبح من الممكن الآن تنفيذ عملية التحقق هذه بكفاءة باستخدام عملاء الضوء على السلسلة. من الممكن أيضًا التحقق من انتقالات الحالة والإجماع على السلسلة لتحقيق أقصى قدر من الأمان ، على غرار تشغيل عقدة كاملة.
حددنا ما لا يقل عن أربعة مشاريع تعمل على حلول جسر ZK في أنظمة بيئية ومراحل تطوير مختلفة.
**** مختبرات مختصرة ****
! [ZK] (https://img-cdn.gateio.im/resized-social/moments-40baef27dd-c859310236-dd1a6f-7649e1)
طورت Succinct Labs نظامًا يسمح باتصال محدود الثقة بين Gnosis و Ethereum 2.0 ، وهو عبارة عن blockchain إجماعي لإثبات الحصة. يستخدم النظام SNARKS للتحقق بكفاءة من صحة براهين الإجماع على سلسلة Gnosis.
تحتوي شبكة Ethereum 2.0 على لجنة مكونة من 512 مدققًا ، يتم اختيارهم عشوائيًا كل 27 ساعة ، ويكونون مسؤولين عن توقيع كل رأس كتلة خلال ذلك الوقت. تعتبر حالة شبكة Ethereum صالحة إذا قام ما لا يقل عن 2/3 من المدققين بالتوقيع على رأس كتلة معين. تتضمن عملية التحقق من صحة حالة الشبكة تخزين والتحقق من المفاتيح العامة 512 BLS الخاصة بالمحقق ، وتقديم التوقيعات ورؤوس الكتلة وإثبات Merkle الخاص بالمحقق.
هذه العملية مكلفة من الناحية الحسابية ، لذلك يستخدم العملاء الخفيفون SNARKs لإنشاء دليل ثابت الحجم يمكن التحقق منه بكفاءة في سلسلة Gnosis. يتم إنشاء البراهين باستخدام الحساب خارج السلسلة ، والذي يتضمن بناء دوائر للتحقق من المدققين وتوقيعاتهم ، ثم إنشاء أدلة SNARK. ثم يتم تقديم رأس الإثبات والكتلة إلى عقد ذكي على سلسلة Gnosis ، والتي تقوم بإجراء التحقق. يساعد استخدام SNARKs في تقليل تكاليف التخزين وتعقيد الدوائر ، ويقلل من افتراضات الثقة. ومع ذلك ، فإن هذا النهج خاص ببروتوكول توافق Ethereum 2.0 و EVM ، لذلك قد يكون من الأسهل التعميم على سلاسل أخرى.
**** zkIBC تم تطويره بواسطة Electron Labs ****
! [ZK] (https://img-cdn.gateio.im/resized-social/moments-40baef27dd-7fb0fa2f77-dd1a6f-7649e1)
تحاول Electron Labs إنشاء اتصال بين النظام البيئي Cosmos SDK (إطار عمل لبناء تطبيقات blockchain محددة) و Ethereum. على وجه التحديد ، تسعى zkIBC إلى محاكاة بروتوكول الاتصال غير الموثوق به الذي تستخدمه سلسلة Cosmos السيادية ، والتي تسمى بروتوكول الاتصال Inter-Blockchain (IBC) ، وتوسيعه ليشمل Ethereum.
ومع ذلك ، فإن استخدام عميل خفيف من Cosmos SDK على Ethereum يطرح بعض التحديات. يعمل عميل Tendermint light المستخدم في Cosmos SDK على منحنى Ed25519 ، وهو غير مدعوم أصلاً بواسطة Ethereum blockchain. هذا يجعل التحقق من توقيعات Ed25519 على منحنى Ethereum BN254 مكلفًا وغير فعال. تخطط Electron Labs لحل هذه المشكلة عن طريق إنشاء نظام قائم على zkSNARK يمكنه إنشاء أدلة على صحة التوقيع خارج السلسلة والتحقق فقط من البراهين على سلسلة Ethereum.
يتحقق هذا النهج بكفاءة وبتكلفة زهيدة من توقيعات Ed25519 الخاصة بـ Cosmos SDK على blockchain Ethereum دون تقديم أي افتراضات ثقة جديدة. تتمثل إحدى المشكلات في هذا النهج في زمن الوصول ، حيث تحتاج عملية إنشاء الدليل إلى مواكبة معدل إنتاج الكتل المرتفع لـ Cosmos SDK. تخطط Electron Labs لحل هذه المشكلة باستخدام آلات متعددة لإنشاء البراهين بشكل متوازٍ ودمجها في برهان zkSNARK واحد.
** zkBridge ****** صممه BerkleyRDI ****
! [ZK] (https://img-cdn.gateio.im/resized-social/moments-40baef27dd-e2df0e1e8a-dd1a6f-7649e1)
zkBridge هو إطار عمل يسمح بإنشاء تطبيقات يمكنها التواصل بين شبكات blockchain المختلفة. يستخدم عقد الترحيل ونظام عقد ذكي لتسهيل الاتصال. يتمثل الاختلاف الرئيسي بين zkBridge والنهج الأخرى التي تقودها الصناعة في أنه لا يتطلب سوى وجود عقدة واحدة صادقة في شبكة الترحيل ، ويفترض أن zkSNARKs موثوقة.
يستخدم zkBridge deVirgo ، وهو إصدار متوازي من نظام إثبات ZkSNARK الخاص بـ Virgo ، والذي يتميز بحجم إثبات أصغر ولا يتطلب إعدادًا موثوقًا به. يعتمد على بروتوكول يسمى GKR ونظام التزام متعدد الحدود لإنشاء أدلة على الدوائر التي تتحقق من التوقيعات المتعددة. يتم بعد ذلك ضغط إثبات deVirgo باستخدام Groth16 والتحقق منه بواسطة عقد التحديث على blockchain الهدف. بشكل عام ، يتيح هذا المزيج من أنظمة الإثبات الاتصال الفعال عبر السلاسل في zkBridge بدون افتراضات ثقة خارجية.
**** = لا شيء ؛ إمكانية الوصول الأساسية إلى البيانات غير الموثوق بها ****
! [ZK] (https://img-cdn.gateio.im/resized-social/moments-40baef27dd-c3a756c16c-dd1a6f-7649e1)
غالبًا ما تتطلب إدارة البيانات الهامة ، مثل التجسير ، تكرارًا كاملاً للبيانات في بيئة موثوقة تحت السيطرة الكاملة. ولكن إذا لم يكن ذلك ممكنًا ، أو كان توفيره باهظ التكلفة ، فقد تلجأ المؤسسات إلى موفري البيانات الموثوق بهم ، مثل AWS أو Infura ، للوصول إلى البيانات التي يحتاجون إليها.
ولكن كما ذكرنا في مقدمة هذا المنشور ، يمكن أن يؤدي الوثوق بمزودي البيانات إلى الرقابة أو مشكلات خرق البيانات.
هنا = لا شيء ؛ حل إدارة البيانات غير الموثوق به. يتيح هذا الحل التجسير غير الموثوق به باستخدام براهين الحالة والاستعلام استنادًا إلى نظام "DROP DATABASE \ *". في هذه الحالة ، يمكن للبروتوكول استخدام البيانات المسترجعة من البروتوكول وإثبات SNARK للصحة لنقل البيانات من قواعد بيانات البروتوكول المختلفة إلى بعضها البعض.
ختاماً
نظرًا لأن مساحة جسر ZK لا تزال في مهدها ، نتوقع نموًا هائلاً في الاختراقات البحثية والتطبيقات الذكية واعتماد التطبيقات عبر السلاسل في السنوات القادمة. نظرًا لأننا نعلم أن الحاجة إلى قابلية التشغيل البيني تتزايد ، يمكننا أن نتوقع تطوير تقنيات جسور أكثر أمانًا وقابلية للتوسع ، والتي بدورها قد تعزز تطوير تقنية ZK.