پروتکل دانش صفر چیست؟

امنیت، حفظ حریم خصوصی و ناشناس ماندن، اهدافی هستند که سایفرپانک‌ها همیشه از زمان آغاز به کارشان در دهه ۸۰ دنبال می‌کردند.

مجموعه ای از اهداف که به دلیل پیچیدگی سیستم هایی که قادر به ارائه همه این قابلیت ها هستند، رسیدن به آنها آسان نیست.

با این حال، توسعه مشترک و غالباً اجتماعی این ابزارها به ما این امکان را داده است که فناوری ایجاد کنیم که قادر به ارائه همه این ویژگی ها باشد.

و از همه مهمتر، انعطاف پذیری و سهولت استفاده هرگز به خطر نمی افتد. ما در مورد پروتکل Zero Knowledge یا ZKP صحبت می کنیم.

به لطف وجود این پروتکل، در حال حاضر می توانیم از سیستم های توزیع شده بسیار امن و ناشناس بهره مند شویم.

اما ZKP ها چقدر امن هستند؟

این پروتکل چگونه کار می کند؟ کجا اعمال می شود؟ این سوالات و بسیاری دیگر در این مقاله جدید توسط آنلاین صرافی پاسخ داده خواهد شد.

روش پروتکل دانش صفر

آزمون ZKP به عنوان یک روش احراز هویت عمل می کند که در آن نیازی به افشای اسرار برای دستیابی به هدف نشان دادن داشتن اطلاعات سری خاص نیست.

این مهم است زیرا واقعیت به اشتراک گذاشتن اسرار به این معنی است که آنها را نمی توان دزدید.

بدون شک ویژگی جالبی است که به ما امکان ایجاد کانال های ارتباطی بسیار امن را می دهد.

هدف اصلی این نوع پروتکل ها اثبات این است که یک یا چند راز برای کسی شناخته شده است، بدون اینکه واقعاً آن راز فاش شود.

خود اصطلاح “دانش صفر” از این واقعیت ناشی می شود که هیچ اطلاعاتی فاش نمی شود. دو بخش در این فرآیند شرکت می کنند

 او «مجازات(Fitting room)» حجت و «بازرس(checker)» آن.

ایده اصلی پشت این پروتکل این است که به صراحت ثابت کند که “تستر” راز را بدون فاش کردن آن می داند، وظیفه ای که به “تأیید کننده” سپرده می شود.

بهترین چیز این است که برای تأیید این اطلاعات، نیازی به مشورت با شخص ثالث نیست، فقط اطلاعات را از “تستر” بگیرید و پروتکل را اعمال کنید.

به این ترتیب، “تأیید کننده” می تواند در هر زمان از صحت اطلاعات مطلع شود.

 ساده تر:

آزمون دانش صفر روشی رمزنگاری است که به وسیله آن یکی از طرفین می تواند صحت اطلاعات را بدون افشای اطلاعات حساس اطلاعات مذکور به دیگری نشان دهد.

توسعه این فناوری رمزنگاری کار سختی را از بسیاری از رمزنگاران و همکاران انجام داد.

اما نتیجه به‌دست‌آمده اکنون به ما امکان مدل‌سازی و ایجاد سیستم‌های بسیار ایمن را داده است که قبلا غیرقابل تصور بودند.

پروتکل دانش صفر

بیاموزید که چگونه روش‌های پروتکل دانش صفر (ZKP) حریم خصوصی ما را تضمین می‌کنند.

کمی تاریخچه قبل از ZKP

البته ایجاد ZKP یک اتفاق اتفاقی نبود، در واقع، این اتحاد آثار متنوع در بیش از ۵۰ سال تحقیق است.

در اینجا کمی بیشتر در مورد چگونگی تبدیل شدن این سیستم رمزنگاری پیشرفته به واقعیت خواهید آموخت.

ورود رمزنگاری نامتقارن(asymmetric cryptography)

توسعه رمزنگاری همیشه با این واقعیت مرتبط بوده است که امنیت و حفظ حریم خصوصی اطلاعات را تضمین می کند. همه اینها برای اینکه اشخاص ثالث غیرمجاز یا غیر صادق به آن دسترسی داشته باشند. در اصل، سیستم‌های رمزنگاری با روش‌های نسبتاً ساده به این موارد دست یافتند. اما تاریخ با ظهور کامپیوترها به شدت تغییر کرد.

به لطف رایانه‌ها، ما به پتانسیل ایجاد سیستم‌های رمزگذاری با استفاده از ریاضیات بسیار پیچیده دست پیدا می‌کنیم که به نوبه خود به تکمیل الزامات امنیتی تبدیل می‌شود.

همه این پیشرفت‌های فناوری بعداً منجر به توسعه بیشتر فناوری رمزنگاری شد. با این حال، بزرگترین جهش کیفی بدون شک ایجاد رمزنگاری نامتقارن بود.

این ابزار به دلیل امنیت بالای خود به سرعت به استاندارد رمزنگاری جهان تبدیل شد. دلیل؟ طراحی سیستم های رمزنگاری نامتقارن طیف جدیدی از فرصت ها را باز کرد.

اولین پیشنهاد در این زمینه توسط محققین Whitfield diffie و Martin hellman ارائه شد.

آنها در سال ۱۹۷۶ الگوریتم Diffie-Hellman را طراحی کردند که در حال حاضر مسئول امنیت بسیاری از سیستم های کامپیوتری از جمله اینترنت است.

ایجاد امضاهای کور(Blind Signatures):

تکامل رمزنگاری ما را به یکی از شناخته شده ترین سیستم های رمزنگاری نامتقارن هدایت می کند.

امضاهای کور این توسط دیوید چاوم در سال ۱۹۸۲ طراحی شد.

با این سیستم، Chaum به طور اساسی روش امضای دیجیتال اسناد، فایل ها و پیام ها را تغییر داد.

همه اینها بدون نیاز به افشای اطلاعات برای طرفین درگیر در تبادل امضا. این امکان بهبود سطح حریم خصوصی و حل مشکلات جدی امنیتی برخی از سیستم های موجود تا آن زمان را فراهم کرد.

با این حال، Thached، به عنوان یک محقق اختصاصی، این فناوری را بهبود بخشید، تا جایی که شرکت های معروف گروه  Blindsرا ایجاد کرد. با این بهبود، اکنون مجاز بود پیام گروهی از افراد را امضا کند، تأیید کند که پیام از طرف آن گروه آمده است، اما بدون اینکه بدانیم واقعاً چه کسی امضا کرده است.

با این پیشرفت ها چاوم یکی از پیشگامان در بررسی پروتکل های دانش صفر بود.

همه چیز قبل از این اصطلاح حتی وجود داشته است.

بدین ترتیب پایه‌های پیشرفتی خارق‌العاده در رمزنگاری ایجاد شد

شواهد حداقل افشای دانش(Evidence of Minimum Disclosure of Knowledge)

دیوید چاوم مطمئناً پایه و اساس این فناوری را نه تنها از نظر آکادمیک بلکه در عمل نیز بنا نهاد.

با این حال، این اصطلاح تا اولین ظهور آن در سال ۱۹۸۵ شروع به استفاده نکرد.

در آن سال “پیچیدگی دانش سیستم های تست تعاملی” آشکار شد.

این مقاله توسط Shafi goldwasser و نویسندگان همکار آن Silvio Micali y Charles rackoff ایجاد شده است.

در این مقاله بود که برای اولین بار از عبارت “تست دانش صفر” استفاده شد.

بعداً در سال ۱۹۸۷، David Chaum به همراه Gilles Brassardو Claude Crepeau، کار “حداقل آزمون های افشای دانش” را منتشر کردند.

با این کار جدید، تعریف آنچه تاکنون، اساس یک پروتکل دانش صفر است، به پایان رسید:

“یک پروتکل دانش صفر به “fitting room” اجازه می دهد” یک “checker” را متقاعد کنید که اولی اطلاعات محرمانه قابل تاییدی دارد.

همه اینها بدون اجازه دادن به تایید کننده چیزی در مورد چنین اطلاعاتی می داند.

اطلاعات سری می تواند از نظر آماری یا قطعی قابل تایید باشد.

و فقط یک مورد از میان آنها، تأیید کننده یا آزمایش کننده، باید منابع محدودی داشته باشند.

پروتکل دانش صفر و غار علی بابا

در سال ۱۹۹۲ منتشر شد؛ چگونه پروتکل های Zero Knowledge را برای فرزندان خود توضیح دهیم؟

این مقاله ساده توسط Louis Guillou، Jean-Jacques Quisquater و Thomas berson نوشته شده است که به روشی کاملاً ساده عملکرد این پروتکل را توضیح می دهد.

برای این کار یک مثال ساده به نام «غار علی بابا» ابداع کردند.

نمونه غار علی بابا

ماریا می خواهد روبرتویی را به او نشان دهد که کلمه جادویی را که در غار علی بابا را باز می کند می داند، اما نمی خواهد راز را فاش کند.

برای این کار روبرتو و ماریا به غار می روند. ماریا موافقت می کند که در مسیر A یا B برود.

هر دو مسیر فقط از طریق در جادویی ارتباط برقرار می کنند.

در این مرحله، روبرتو انتظار دارد که ماریا در حالی که در ورودی غار منتظر اوست، از A یا B عبور کند.

در یک نقطه، روبرتو از ماریا می خواهد که به A یا B برود.

اگر ماریا کلمات جادویی را نمی دانست، نمی توانست در جادویی را باز کند. این بدان معناست که شما نمی توانید در مسیری که روبرتو انتخاب کرده است بروید.

این احتمال را به ۵۰٪ کاهش می دهد که شما در اولین تلاش انتخاب کرده اید، مسیر درستی که بعدا توسط روبرتو انتخاب شد.

تکرار این طرح در مناسبت‌های مختلف نشان می‌دهد که ماریا واقعاً کلمات جادویی برای باز کردن در را می‌داند، اما هرگز آنها را به روبرتو نگفته است.

ویژگی های یک روش پروتکل دانش صفر

اگر یک پروتکل بتواند این سه الزام را برآورده کند، تست دانش صفر (ZKP) نامیده می شود:

صداقت و کامل بودن.

فرض بر این است که دو طرف درگیر (تست‌کننده و تأییدکننده) صادق بوده و از پروتکل پیروی می‌کنند. این به این معنی است که اگر آزمایش‌کننده بیانیه‌ای بدهد، تأییدکننده به طور مؤثری از آن متقاعد می‌شود.

محکم و مستحکم. پروتکل باید فرض کند که صداقت کم یا صفر است. بنابراین برای اثبات اینکه آزمایش کننده واقعاً رازی دارد، تأیید کننده باید متقاعد شود. همه اینها شانس فریب موفقیت آمیز تأیید کننده را به حداقل می رساند. دانش صفر این به این معنی است که اگر گزاره درست باشد، هیچ تأییدکننده متقلب نمی تواند بیش از این واقعیت بداند.

رعایت این سه الزام برای یک پروتکل برای مطابقت با “دانش صفر” ضروری است.

در صورتی که نمی توانید آن را انجام دهید، پروتکل را نمی توان به این صورت نامید زیرا ناشناس بودن را تضمین نمی کند.

جدای از این، پروتکل باید منبع تصادفی ایمن را تضمین کند.

این توجیه به این دلیل است که تولید اعداد تصادفی یکی دیگر از شرایط لازم برای عملکرد صحیح آن است.

موارد استفاده از فناوری(ZKP)

به لطف ظرفیت عظیم برای ناشناس ماندن، حریم خصوصی و امنیت این نوع پروتکل، موارد استفاده اصلی آن به سیستم های ارتباطی ایمن اشاره دارد.

به عنوان مثال، ارتش و سازمان های جاسوسی از این نوع فناوری برای ایمن سازی ارتباطات استفاده می کنند.

این به منظور امکان استقرار در زمینه سیستم های ارتباطی بسیار امن است.

آنها همچنین به طور گسترده در سیستم های احراز هویت، حتی از طریق وب، استفاده می شوند.

این فناوری همچنین کاربردهای گسترده ای در سیستم های رای گیری ایمن دارد.

با ZKP این امکان وجود دارد که رای دهنده بتواند رای خود را اعلام کند، نشان دهد که رای داده است، اما به هیچ وجه کسی نمی تواند بداند که به کدام گزینه رای داده است.

به این ترتیب، ZKP می تواند به سیستم های رای گیری کمک کند تا رای گیری را حفظ کنند و شفافیت را برای این سیستم ها فراهم کنند.

یکی دیگر از موارد استفاده که امروزه به طور گسترده دیده می شود، در ارزهای رمزپایه مانند مورد Zcash و Monero است. هر دو ارز دیجیتال از پروتکل Zero Knowledge استفاده می کنند. همانطور که انتظار می رود، هدف این است که بتواند حریم خصوصی و ناشناس بودن کاربران خود را تضمین کند.

در مورد Zcash، سیستم تست آن ZK-snars بر اساس عملکرد ZKP است.

از این میان، تکاملی به نام zk-STARK وجود دارد که از نظر امنیت و عملکرد، به ویژه مقاومت در برابر محاسبات کوانتومی، ویژگی های بهتری دارند.