براهين المعرفة الصفرية

إن إثبات عدم المعرفة ، الذي يشار إليه أحيانًا باسم بروتوكول ZK ، هو طريقة تحقق تتم بين المُثبِّت والمحقق. في نظام إثبات المعرفة الصفرية ، يستطيع المُثبِّت أن يثبت للمحقق أن لديه معرفة بجزء معين من المعلومات (مثل حل معادلة رياضية) دون الكشف عن المعلومات نفسها. يمكن لمصممي التشفير الحديث استخدام أنظمة الإثبات هذه لتوفير مستويات أعلى من الخصوصية والأمان.

تم وصف مفهوم إثبات عدم المعرفة لأول مرة في ورقة بحثية صادرة عن معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا عام 1985 ، نشرها شافي جولدواسر وسيلفيو ميكالي. أظهروا أنه كان من الممكن إثبات بعض خصائص رقم دون الكشف عن الرقم أو أي معلومات إضافية عنه. قدمت هذه الورقة أيضًا النتيجة الرياضية المهمة التي مفادها أن التفاعلات بين المُثبِت والمحقق يمكن أن تقلل من كمية المعلومات المطلوبة لإثبات نظرية معينة.

يجب أن يفي دليل ZK بمتطلبين أساسيين يعرفان بالاكتمال والسلامة. يشير الاكتمال إلى قدرة المُثبِّت على إثبات معرفته بالمعلومات ذات الصلة بدرجة عالية من الدقة المحتملة. لكي يكون الدليل سليمًا ، يجب أن يكون المدقق قادرًا على تحديد ما إذا كان المُثبِت يمتلك المعلومات بالفعل أم لا. أخيرًا ، من أجل أن تكون حقًا خالية من المعرفة ، يجب أن يحقق الدليل كلاً من الاكتمال والصحة دون أن يتم توصيل المعلومات المعنية بين المُثبِّت والمحقق.

تُستخدم براهين المعرفة الصفرية في الغالب للتطبيقات التي تكون فيها الخصوصية والأمان ضروريين. يمكن لأنظمة المصادقة ، على سبيل المثال ، استخدام براهين ZK للتحقق من بيانات الاعتماد أو الهويات دون الكشف عنها مباشرة. كمثال بسيط ، يمكن استخدامه للتحقق من أن الشخص لديه كلمة مرور لنظام الكمبيوتر دون الحاجة إلى الكشف عن كلمة المرور.

يمكن العثور على حالة استخدام بارزة في العالم الحقيقي لأدلة عدم المعرفة الصفرية في عالم العملة المشفرة وتكنولوجيا blockchain. باستخدام نوع من الإثبات يُعرف باسم حجة المعرفة الموجزة غير التفاعلية ذات المعرفة الصفرية (zk-SNARK) ، فإن العملات المشفرة التي تركز على الخصوصية مثل Zcash قادرة على تقديم معاملات blockchain بمستويات متزايدة من الخصوصية لمستخدميها. تعمل Ethereum أيضًا مع أدلة zk-SNARK منذ تحديث بيزنطة في عام 2017.