zk-STARK

ما هو zk-STARK؟

zk-STARK هو نوع من أنظمة إثباتات المعرفة الصفرية المستخدمة في العملات المشفرة لإثبات تنفيذ عملية حسابية بصورة صحيحة، من دون مطالبة كل مشارك في الشبكة بإعادة تنفيذ الحساب كاملاً.

المعنى الكامل لـ zk-STARK هو Zero-Knowledge Scalable Transparent Argument of Knowledge.

في أنظمة البلوكشين، تُناقش zk-STARKs غالباً بوصفها إثباتات صحة للتوسع والأمان والحوسبة القابلة للتحقق.

يمكن لـ zk-STARK أن يتيح لطرف يُسمى المُثبت (prover) إظهار صحة مجموعة من المعاملات أو حساب معقد لطرف آخر يُسمى المتحقق (verifier).

يمكن للمتحقق فحص الإثبات بسرعة أكبر بكثير من الوقت اللازم لتنفيذ الحساب كاملاً من البداية.

وهذا مفيد للكريبتو لأن البلوكشين العامة تمتلك مساحة كتل محدودة ولا يمكنها معالجة نشاط غير محدود بتكلفة منخفضة على الطبقة الأساسية.

من خلال نقل الحوسبة خارج السلسلة والتحقق من النتيجة على السلسلة بواسطة إثبات، يمكن أن تساعد zk-STARKs شبكات البلوكشين على دعم مستخدمين أكثر وتطبيقات أكثر تعقيداً.

يصف شرح Ethereum الرسمي لـ إثباتات المعرفة الصفرية ZK-STARKs بأنها أنظمة إثبات قابلة للتوسع وشفافة لا تعتمد على إعداد موثوق.

كما يصف عرض StarkWare لتقنية STARK نظام STARK بأنه مصمم للتحقق القابل للتوسع بافتراضات دنيا ومقاومة للحوسبة الكمومية بعد ظهورها.

بالنسبة لمستخدمي الكريبتو، أبسط طريقة لفهم zk-STARK هي أنه دليل رياضي على صحة حساب مرتبط بالبلوكشين، من دون إلزام الجميع بفحص كل العمل يدوياً.

لماذا تهم zk-STARKs في الكريبتو؟

تكتسب zk-STARKs أهمية لأن البلوكشين يحتاج إلى الثقة والكفاءة معاً.

يكون البلوكشين مفيداً لأن المستخدمين يستطيعون التحقق من القواعد من دون الوثوق بمشغل مركزي.

لكن التحقق الكامل قد يصبح مكلفاً عندما تعالج الشبكة معاملات كثيرة أو عقوداً ذكية أو تحويلات توكنات أو ألعاباً أو مدفوعات أو عمليات التمويل اللامركزي.

تساعد zk-STARKs في تقليل هذا العبء عبر إثبات حساب كبير بعملية تحقق أصغر.

وقد يجعل ذلك البلوكشين أسرع وأقل تكلفة وأكثر قابلية للتوسع، مع الحفاظ على نموذج تحقق قوي.

في كثير من أنظمة البلوكشين الحديثة، لا تُستخدم zk-STARKs أساساً لإخفاء جميع بيانات المعاملات.

بل تُستخدم غالباً كإثباتات صحة، أي لإثبات أن دفعة معاملات أو تحديث حالة اتبع القواعد.

توضح StarkWare في مقالها حول توسيع البلوكشين بإثباتات المعرفة الصفرية أن كثيراً من أنظمة Layer 2 تستخدم هذه الإثباتات أساساً لإثبات سلامة المعاملات بعمل أقل من المتحقق.

هذا الفرق مهم لأن عبارة «المعرفة الصفرية» قد تجعل المبتدئين يعتقدون أن zk-STARKs تتعلق بالخصوصية فقط.

الخصوصية إحدى حالات الاستخدام الممكنة، لكن قابلية التوسع والحوسبة القابلة للتحقق هما أيضاً من حالات الاستخدام الرئيسية.

في بنية الكريبتو التحتية، يمكن أن تدعم zk-STARKs الـRollups وإثباتات الصحة والتنفيذ القابل للتحقق والتطبيقات الخاصة والهوية القائمة على الإثبات وتصاميم البلوكشين المستقبلية التي تعتمد على التحقق الفعال.

كيف يعمل zk-STARK؟

يعمل zk-STARK عبر تحويل حساب إلى إثبات رياضي يمكن فحصه بكفاءة.

ينفذ المُثبت أولاً الحساب، مثل معالجة عدد كبير من معاملات البلوكشين خارج السلسلة.

ثم ينشئ المُثبت إثباتاً يوضح أن الحساب اتبع القواعد المطلوبة.

يفحص المتحقق الإثبات بدلاً من إعادة الحساب كاملاً.

إذا كان الإثبات صالحاً، يقبل المتحقق النتيجة.

وإذا كان الإثبات غير صالح، يرفض المتحقق النتيجة.

في سياق البلوكشين، يكون المتحقق غالباً عقداً ذكياً على سلسلة أساسية.

فعلى سبيل المثال، قد تعالج شبكة Layer 2 معاملات كثيرة بعيداً عن السلسلة الأساسية وتقدم إثبات zk-STARK لإظهار أن الحالة الجديدة صالحة.

لا تحتاج السلسلة الأساسية إلى تنفيذ كل معاملة في الدفعة.

بل تحتاج فقط إلى التحقق من الإثبات وقبول تحديث الحالة إذا كان الإثبات صحيحاً.

يمكن لهذا التصميم تقليل مقدار الحوسبة المطلوبة على الطبقة الأساسية.

ويمكنه أيضاً إتاحة معالجة نشاط أكبر في نظام البلوكشين البيئي مع إبقاء الأمان مرتبطاً بالسلسلة الأساسية.

من منظور المستخدم، قد يعني ذلك رسوماً أقل ونشاطاً أسرع وتجارب استخدام أكثر سلاسة للتطبيقات.

تفكيك اسم zk-STARK

يشير جزء «zk» إلى المعرفة الصفرية.

تعني المعرفة الصفرية أن الإثبات يستطيع إظهار صحة عبارة ما من دون كشف جميع المعلومات الخاصة التي تقف وراءها.

في الكريبتو، يمكن أن يساعد ذلك في حماية البيانات الحساسة، رغم أن ليس كل نظام قائم على zk-STARK مصمماً للخصوصية الكاملة للمعاملات.

يرمز الحرف «S» إلى قابلية التوسع.

وتعني قابلية التوسع أن نظام الإثبات مصمم لمعالجة الحسابات الكبيرة بكفاءة، خاصة عندما تكون الحوسبة أكبر بكثير من مهمة التحقق.

يرمز الحرف «T» إلى الشفافية.

وتعني الشفافية أن zk-STARKs لا تتطلب مراسم إعداد موثوق لإنشاء معلمات عامة سرية.

وهذا أحد أهم الفروق بين zk-STARKs وبعض أنظمة إثباتات المعرفة الصفرية الأقدم.

يشير «ARK» إلى Argument of Knowledge.

ويعني ذلك أن الإثبات يوضح أن المُثبت يمتلك معرفة المعلومات اللازمة لإنتاج نتيجة صالحة.

يصف شرح STARK من StarkWare هذه العناصر بأنها Zero-Knowledge وScalable وTransparent وArgument of Knowledge في وثائق تقنية STARK.

ما الذي يجعل zk-STARKs شفافة؟

تُعد الشفافية أحد أكبر أسباب أهمية zk-STARKs.

تتطلب بعض أنظمة إثباتات المعرفة الصفرية إعداداً موثوقاً.

الإعداد الموثوق هو عملية تنشئ المعلمات التي يستخدمها نظام الإثبات.

إذا لم تُدمّر المعلومات السرية الناتجة عن ذلك الإعداد بصورة صحيحة، فقد تخلق مخاطر أمنية خطيرة.

يُطلق على هذا السر الخفي أحياناً اسم toxic waste في نقاشات التشفير.

تتجنب zk-STARKs هذه المشكلة لأنها تستخدم عشوائية قابلة للتحقق علناً بدلاً من الاعتماد على مواد إعداد سرية.

توضح وثائق إثباتات المعرفة الصفرية لدى Ethereum أن ZK-STARKs تعتمد على عشوائية قابلة للتحقق علناً لإنشاء المعلمات العامة بدلاً من إعداد موثوق.

قد تجعل هذه الشفافية zk-STARKs جذابة لأنظمة البلوكشين المفتوحة.

فالبلوكشين العامة تهدف إلى تقليل الحاجة إلى الثقة بأطراف خاصة.

ويتوافق نظام إثبات يتجنب مراسم الإعداد الموثوق مع هذا الهدف.

بالنسبة للمستخدمين، تعني الشفافية أن النظام لا يعتمد على الاعتقاد بأن مراسم إعداد سابقة أُديرت بصورة مثالية.

وبالنسبة للمطورين، يمكن أن تقلل التعقيد التشغيلي والأمني عند بناء الأنظمة القائمة على الإثبات.

zk-STARK مقابل zk-SNARK

كل من zk-STARKs وzk-SNARKs أنظمة لإثباتات المعرفة الصفرية، لكنهما يقدمان مفاضلات مختلفة.

ينتج zk-SNARK عادةً إثباتات صغيرة جداً ويمكن التحقق منه بكفاءة.

أما zk-STARK فينتج عادةً إثباتات أكبر، لكنه لا يتطلب إعداداً موثوقاً.

يشير دليل إثباتات المعرفة الصفرية لدى Ethereum إلى أن ZK-STARKs تنتج عموماً إثباتات أكبر من ZK-SNARKs، ما قد يؤدي إلى عبء تحقق أعلى.

لكن zk-STARKs قد تكون أكثر قابلية للتوسع للحسابات الكبيرة جداً.

كما توصف عادةً بأنها أكثر مقاومة لتهديدات الحوسبة الكمومية المستقبلية لأنها تعتمد على افتراضات قائمة على التجزئة بدلاً من افتراضات المنحنيات الإهليلجية.

ولا يعني ذلك أن zk-STARKs أفضل تلقائياً في كل موقف.

حجم الإثبات وتكلفة التحقق ووقت المُثبت وأدوات المطورين ودعم العقود الذكية واحتياجات التطبيق كلها عوامل مهمة.

قد يختار مشروع zk-SNARKs عندما يحتاج إلى إثباتات أصغر وأدوات ناضجة.

وقد يختار zk-STARKs عندما يقدّر الشفافية وقابلية التوسع للحسابات الكبيرة وافتراضات أقوى ضد الهجمات الكمومية المستقبلية.

يعتمد الاختيار الصحيح على تصميم النظام.

zk-STARKs وتوسيع البلوكشين

يُعد توسيع البلوكشين أحد أهم حالات استخدام zk-STARKs.

تصبح سلاسل البلوكشين الأساسية كثيرة مكلفة عندما يرتفع طلب المستخدمين.

إذا كان يجب على كل عقدة تنفيذ كل معاملة، فقد يصبح النظام بطيئاً أو مكلفاً.

تساعد zk-STARKs عبر إتاحة تنفيذ الحوسبة خارج السلسلة مع تحقق السلسلة الأساسية من إثبات مضغوط.

وهذا مفيد خصوصاً لأنظمة Layer 2، مثل Validity Rollups.

تعالج Validity Rollup المعاملات خارج السلسلة الأساسية وتقدم إثباتاً بأن انتقال الحالة صالح.

تصف Starknet نفسها بأنها Validity Rollup تستخدم تقنية STARK للتحقق من معاملات خارج السلسلة بالرياضيات والتشفير المتقدمين في نظرتها العامة الرسمية للشبكة.

في هذا النموذج، تظل السلسلة الأساسية طبقة التسوية والأمان.

وتتعامل الـRollup مع التنفيذ بكفاءة أكبر.

يربط إثبات STARK الطبقتين من خلال إثبات صحة التنفيذ خارج السلسلة.

يمكن أن يحسن ذلك الإنتاجية لأن السلسلة الأساسية تتحقق من الإثبات بدلاً من معالجة كل إجراء للمستخدم مباشرةً.

وقد يقلل الرسوم أيضاً لأن مستخدمين كثيرين يتشاركون تكلفة إثبات واحد وتحديث حالة واحد.

zk-STARKs وإثباتات الصحة

في الكريبتو، توصف zk-STARKs غالباً بأنها إثباتات صحة.

يؤكد إثبات الصحة تنفيذ الحساب بصورة صحيحة.

ويختلف ذلك عن نموذج إثبات الاحتيال، حيث يفترض النظام صحة النتيجة ما لم يعترض عليها أحد.

مع إثبات الصحة، تُثبت الصحة قبل قبول النتيجة.

يمكن أن يحسن ذلك النهائية لأن المستخدمين لا يحتاجون إلى انتظار فترة اعتراض طويلة كما تتطلب بعض تصاميم التوسع الأخرى.

فعلى سبيل المثال، يمكن لـRollup معالجة دفعة معاملات وإنتاج إثبات zk-STARK وتقديمه إلى السلسلة الأساسية.

بمجرد التحقق من الإثبات، يمكن قبول تحديث الحالة باعتباره صالحاً.

وهذا قوي لأنه يغيّر دور السلسلة الأساسية.

فلم تعد مضطرة إلى إجراء كل عملية.

بل تعمل كمتحقق للحوسبة القائمة على الإثبات.

ولهذا يرى كثير من باحثي البلوكشين أن إثباتات الصحة مسار رئيسي نحو تبني الكريبتو على نطاق واسع.

zk-STARKs والخصوصية

يمكن أن تدعم zk-STARKs الخصوصية، لكن الخصوصية ليست تلقائية.

يمكن لإثبات معرفة صفرية إخفاء مدخلات معينة مع إثبات صحة عبارة ما.

فعلى سبيل المثال، قد يثبت المستخدم أنه يستوفي شرطاً من دون كشف جميع تفاصيله الشخصية المتعلقة بهذا الشرط.

في مدفوعات البلوكشين، قد يساعد نظام الإثبات على إثبات صحة المعاملة من دون كشف جميع معلوماتها علناً.

لكن كثيراً من أنظمة التوسع القائمة على zk-STARK تستخدم الإثباتات للصحة، لا للخصوصية الكاملة.

وقد تظل بيانات المعاملات مرئية تبعاً لتصميم الشبكة.

لذلك، لا ينبغي للمستخدمين افتراض أن سلسلة أو تطبيقاً خاص لمجرد أنه يستخدم zk-STARKs.

ينبغي لهم التحقق من البيانات العامة والبيانات المخفية والمعلومات التي قد تظل قابلة للربط عبر سلوك المحفظة.

ولأغراض SEO وتعليم المستخدمين، هذه نقطة أساسية: zk-STARK تقنية إثبات، وليست ضماناً للخصوصية بحد ذاتها.

zk-STARKs وتوفر البيانات

يُعد توفر البيانات قضية رئيسية لأنظمة البلوكشين القائمة على zk-STARK.

يمكن لإثبات الصحة أن يبين صحة انتقال الحالة.

لكن المستخدمين ما زالوا يحتاجون إلى الوصول إلى بيانات كافية لفهم حالة السلسلة وتأكيد الأرصدة وسحب الأموال بأمان.

إذا لم تتوفر بيانات المعاملات أو الحالة، فقد يواجه المستخدمون صعوبة في التحقق المستقل من مركزهم حتى لو كان الإثبات صالحاً.

لهذا يجب أن يراعي تصميم الـRollup صحة الإثبات وتوفر البيانات معاً.

يجيب إثبات zk-STARK عن سؤال ما إذا كان الحساب نُفذ بصورة صحيحة.

ويجيب توفر البيانات عن سؤال ما إذا كان المستخدمون يستطيعون الوصول إلى المعلومات اللازمة لمتابعة النظام.

ينبغي أن يعالج تصميم قوي لتوسيع البلوكشين كلا السؤالين بوضوح.

ينبغي للمستخدمين التحقق مما إذا كانت البيانات تُنشر على السلسلة الأساسية أو تُخزن عبر طبقة توفر بيانات أو يحتفظ بها مشغل أو لجنة منفصلة.

يتغير نموذج الأمان وفقاً للإجابة.

مزايا zk-STARKs

الميزة الأولى لـ zk-STARKs هي الشفافية.

لأن zk-STARKs لا تتطلب إعداداً موثوقاً، لا يحتاج المستخدمون إلى الثقة بأن مواد الإعداد السرية دُمرت بصورة صحيحة.

الميزة الثانية هي قابلية التوسع.

صُممت zk-STARKs لجعل التحقق من الحسابات الكبيرة أسهل.

وهذا يجعلها مفيدة للـRollups وألعاب البلوكشين والمدفوعات الكبيرة الحجم والتطبيقات اللامركزية المعقدة.

الميزة الثالثة هي افتراضات الأمان القوية.

تعتمد zk-STARKs بدرجة كبيرة على دوال التجزئة، وهي مدروسة على نطاق واسع في علم التشفير.

الميزة الرابعة هي المقاومة المحتملة للهجمات الكمومية المستقبلية.

تذكر وثائق إثباتات المعرفة الصفرية لدى Ethereum أن ZK-STARKs تعتبر محصنة من تهديدات الحوسبة الكمومية لأنها تعتمد على دوال تجزئة مقاومة للتصادم.

الميزة الخامسة هي الاستخدام الواسع.

يمكن تطبيق zk-STARKs على توسيع البلوكشين والحوسبة الخاصة وأنظمة الهوية وحوسبة الآلات القابلة للتحقق والبنية التحتية القائمة على الإثبات.

الميزة السادسة هي قابلية التدقيق.

يمكن للمتحقق فحص إثبات واكتساب ثقة بأن الحساب صالح من دون إعادة كل خطوة.

قيود zk-STARKs

القيد الأول لـ zk-STARKs هو حجم الإثبات.

تكون إثباتات zk-STARK عادةً أكبر من إثباتات zk-SNARK.

قد تزيد الإثباتات الأكبر تكاليف التخزين والنطاق الترددي والتحقق على السلسلة.

القيد الثاني هو تعقيد الإثبات.

قد يتطلب إنشاء إثبات zk-STARK حوسبة كبيرة وبرمجيات متخصصة وبنية تحتية محسنة.

القيد الثالث هو صعوبة التطوير.

يتطلب بناء تطبيقات تستخدم أنظمة إثبات متقدمة معرفة بالتشفير ولغات البرمجة وتصميم الدوائر وهندسة البلوكشين.

القيد الرابع هو ارتباك المستخدمين.

يرى كثير من المستخدمين «zk» ويفترضون أن النظام خاص، بينما تُبنى أنظمة zk-STARK كثيرة أساساً من أجل قابلية التوسع.

القيد الخامس هو تركّز البنية التحتية.

إذا تطلب إنشاء الإثبات أجهزة مكلفة أو مشغلين خبراء، فقد تصبح عملية الإثبات أكثر مركزية مما يتوقعه المستخدمون.

القيد السادس هو تكلفة التحقق على بعض السلاسل.

رغم أن التحقق أرخص بكثير من إعادة تنفيذ حساب كبير، فإنه لا يزال ينطوي على تكلفة.

بالنسبة لتطبيقات البلوكشين، يجب موازنة هذه التكلفة مع التوفير الناتج من تجميع معاملات كثيرة.

حالات الاستخدام الشائعة لـ zk-STARKs

أكثر حالات استخدام zk-STARKs شيوعاً في الكريبتو هي توسيع Layer 2.

يمكن لشبكة Layer 2 استخدام إثباتات zk-STARK لإظهار صحة دفعات المعاملات خارج السلسلة.

يساعد ذلك الشبكة على تقليل الرسوم وزيادة الإنتاجية مع الحفاظ على رابط قوي بالسلسلة الأساسية.

حالة استخدام أخرى هي الحوسبة القابلة للتحقق.

يمكن لمستخدم أو تطبيق إثبات تنفيذ حساب بصورة صحيحة من دون مطالبة كل متحقق بإعادة العمل.

وقد يكون ذلك مفيداً للألعاب والتطبيقات المالية والمزادات وأنظمة التصويت ومنطق العقود الذكية المعقد.

حالة الاستخدام الثالثة هي الهوية الخاصة.

قد يثبت المستخدم أنه تجاوز العمر المطلوب أو ينتمي إلى مجموعة معتمدة من دون كشف بيانات شخصية غير ضرورية.

حالة الاستخدام الرابعة هي الخصوصية المتوافقة مع الامتثال.

يمكن للإثباتات مساعدة المستخدمين على كشف حقائق محددة مع إبقاء المعلومات الأخرى خاصة.

حالة الاستخدام الخامسة هي ضغط بيانات البلوكشين.

يمكن تمثيل كميات كبيرة من نشاط المعاملات بإثباتات والتزامات بدلاً من إعادة التنفيذ الكامل من كل عقدة.

حالة الاستخدام السادسة هي البنية التحتية المستقبلية القائمة على الإثبات.

مع تحسن أبحاث المعرفة الصفرية، قد تصبح zk-STARKs جزءاً من أنظمة الحوسبة القابلة للتحقق للذكاء الاصطناعي، والمراسلة عبر السلاسل، والهوية اللامركزية، وتطبيقات البلوكشين عالية الأداء.

zk-STARKs والمقاومة الكمومية

تُعد المقاومة الكمومية أحد أسباب اهتمام نقاشات أمن الكريبتو بـ zk-STARKs.

تستخدم بعض أنظمة الإثبات تشفير المنحنيات الإهليلجية.

قد تهدد حواسيب كمومية كبيرة بما يكفي بعض افتراضات المنحنيات الإهليلجية مستقبلاً.

تختلف zk-STARKs لأنها تقوم عادةً على دوال تجزئة مقاومة للتصادم.

وهذا يمنحها ملف أمان مختلفاً عن أنظمة الإثبات التي تعتمد على اقترانات المنحنيات الإهليلجية.

تصف وثائق إثباتات المعرفة الصفرية لدى Ethereum ZK-STARKs بأنها تعتبر محصنة من تهديدات الحوسبة الكمومية لاعتمادها على التجزئة المقاومة للتصادم.

ولا يعني ذلك أن كل نظام بلوكشين يستخدم zk-STARKs محمي كمومياً بالكامل في كل جزء من تصميمه.

قد تستخدم توقيعات المحافظ والجسور والعقود الذكية والمكونات التشفيرية الأخرى افتراضات مختلفة.

ومع ذلك، غالباً ما تُعتبر zk-STARKs خياراً قوياً للأنظمة التي ترغب في تقنية إثبات بافتراضات أكثر مقاومة للمستقبل.

zk-STARKs والتوحيد القياسي

لا تزال أنظمة إثباتات المعرفة الصفرية مجالاً متقدماً وسريع التطور في علم التشفير.

ويهم التوحيد القياسي لأن المطورين والمدققين والمنظمين والمستخدمين يحتاجون إلى لغة مشتركة وأفضل الممارسات.

تروج المرجعية المجتمعية لـ ZKProof للمصطلحات والأمثلة والشروح والتوصيات لتطوير إثباتات المعرفة الصفرية.

وثق المعهد الوطني الأمريكي للمعايير والتكنولوجيا أيضاً تعاونه السابق مع ZKProof من خلال صفحة إثباتات المعرفة الصفرية للتشفير المعزز للخصوصية.

ويهم ذلك الكريبتو لأن أنظمة الإثبات يمكن أن تؤمّن قيماً كبيرة للمستخدمين.

قد يؤدي التنفيذ الضعيف إلى مخاطر حتى لو كانت الفكرة الرياضية قوية.

تساعد المعايير الجيدة وعمليات التدقيق الدقيقة والأبحاث المفتوحة ومراجعة الأقران على تقليل تلك المخاطر.

مع نمو تبني zk-STARK، ستظل مراجعات الأمان والأساليب الرسمية مهمة لحماية المستخدمين.

كيف تؤثر zk-STARKs في مستخدمي الكريبتو؟

لن ينشئ معظم المستخدمين إثباتات zk-STARK يدوياً.

لكنهم قد يستفيدون من zk-STARKs عند استخدام تطبيقات تعتمد على التوسع القائم على الإثبات.

فعلى سبيل المثال، قد يجري المستخدم تحويل توكن على شبكة Layer 2 تستخدم إثباتات STARK.

قد تبدو تجربة المستخدم معاملة عادية، لكن النظام خلفها يجمع النشاط ويثبت صحته.

قد يقلل ذلك الرسوم ويجعل التطبيقات اللامركزية أسهل استخداماً.

لكن ينبغي للمستخدمين فهم المخاطر أيضاً.

لا يزيل إثبات zk-STARK جميع مخاطر العقود الذكية.

ولا يضمن الخصوصية تلقائياً.

ولا يلغي مخاطر الجسور.

ولا يضمن أن Sequencer أو المشغل لامركزي بالكامل.

بل يثبت فقط الحساب المحدد أو انتقال الحالة المحدد في النظام.

هذا الإثبات قوي، لكنه جزء واحد من نموذج أمان بلوكشين أوسع.

كيف يستخدم المطورون zk-STARKs؟

يستخدم المطورون zk-STARKs لبناء أنظمة يكون فيها التحقق أرخص من التنفيذ المباشر.

قد يشمل ذلك كتابة برامج بلغات ملائمة للإثبات وتجميع المنطق إلى تمثيل وسيط وإنشاء الإثباتات والتحقق منها على السلسلة أو خارجها.

تستخدم بعض الأنظمة البيئية لغات برمجة خاصة مصممة للحوسبة القائمة على STARK.

يجب أن يفكر المطورون بعناية في العبارة التي يجري إثباتها.

فالإثبات لا يكون مفيداً إلا بقدر فائدة القواعد التي يمثلها.

إذا احتوى البرنامج على خطأ، فقد يثبت الإثبات المنطق الخاطئ بصورة صحيحة.

لهذا تعد عمليات التدقيق والاختبار والتحقق الرسمي والتصميم الدقيق مهمة.

يحتاج المطورون أيضاً إلى مراعاة وقت الإثبات وحجم الإثبات وتكلفة التحقق وتوفر البيانات ومسارات الترقية وخروج المستخدمين.

في الكريبتو، لا ينفصل نظام الإثبات عن تصميم المنتج.

فهو يشكل الرسوم والأمان واللامركزية وتجربة المستخدم.

zk-STARKs ببساطة

يشبه zk-STARK معلماً يتحقق من إجابة الطالب النهائية بشهادة خاصة بدلاً من قراءة كل سطر من عمله.

تثبت الشهادة أن العمل اتبع القواعد.

ويستطيع المعلم التحقق من الشهادة بسرعة.

في مصطلحات البلوكشين، الطالب هو المُثبت.

والمعلم هو المتحقق.

والواجب المنزلي هو حساب كبير، مثل آلاف المعاملات.

والشهادة هي إثبات zk-STARK.

وهذا مفيد لأن البلوكشين العامة لا تستطيع تحمّل إعادة كل عقدة لكل حساب ثقيل إلى الأبد.

تتيح zk-STARKs للبلوكشين التحقق من نشاط أكبر بعمل أقل.

ولهذا تهم قابلية توسع الكريبتو.

الأسئلة الشائعة

إلام يشير zk-STARK؟

يشير zk-STARK إلى Zero-Knowledge Scalable Transparent Argument of Knowledge.

فيما يُستخدم zk-STARK في الكريبتو؟

يُستخدم zk-STARK لإثبات صحة حسابات البلوكشين أو دفعات المعاملات من دون مطالبة كل متحقق بإعادة تنفيذ الحساب كاملاً.

هل zk-STARKs للخصوصية فقط؟

لا، يمكن أن تدعم zk-STARKs الخصوصية، لكنها تُستخدم أساساً في كثير من أنظمة البلوكشين لقابلية التوسع وإثباتات الصحة.

لماذا تُسمى zk-STARKs شفافة؟

تسمى شفافة لأنها لا تتطلب مراسم إعداد موثوق لإنشاء معلمات عامة سرية.

كيف تختلف zk-STARKs عن zk-SNARKs؟

تكون إثباتات zk-STARKs عادةً أكبر، لكنها تتجنب الإعداد الموثوق وغالباً ما تعتبر أكثر قابلية للتوسع للحسابات الكبيرة.

هل zk-STARKs مقاومة للهجمات الكمومية؟

تُعتبر zk-STARKs عموماً أكثر مقاومة للهجمات الكمومية المستقبلية لأنها تعتمد على دوال تجزئة مقاومة للتصادم بدلاً من اقترانات المنحنيات الإهليلجية.

هل تجعل zk-STARKs المعاملات خاصة؟

يمكن استخدامها في أنظمة الخصوصية، لكن المعاملة لا تصبح خاصة تلقائياً لمجرد أن الشبكة تستخدم تقنية zk-STARK.

ما هو إثبات الصحة؟

إثبات الصحة هو إثبات تشفيري يوضح أن حساباً أو انتقال حالة نُفذ بصورة صحيحة قبل قبول النتيجة.

لماذا تستخدم الـRollups zk-STARKs؟

يمكن للـRollups استخدام zk-STARKs لإثبات معالجة معاملات كثيرة خارج السلسلة بصورة صحيحة، ما يساعد في خفض التكاليف وزيادة الإنتاجية.

ما نقطة الضعف الرئيسية في zk-STARKs؟

نقطة الضعف الرئيسية هي أن إثباتات zk-STARK غالباً أكبر من إثباتات zk-SNARK، ما قد يزيد تكاليف التحقق والبيانات في بعض الأنظمة.

هل يمكن للمبتدئين استخدام تطبيقات مبنية بـ zk-STARKs؟

نعم، يمكن للمبتدئين استخدام التطبيقات المبنية بـ zk-STARKs من دون فهم كل التشفير، لكن ينبغي لهم فهم المخاطر الأساسية مثل مخاطر الجسور والعقود الذكية وتوفر البيانات.

لماذا تهم zk-STARKs لتبني البلوكشين؟

تكتسب أهمية لأنها تساعد البلوكشين على التحقق من حوسبة أكبر بعمل أقل، ما قد يدعم رسوماً أقل وإنتاجية أعلى وتطبيقات لامركزية أكثر عملية.

الخلاصة

zk-STARK إحدى أهم تقنيات الإثبات في العملات المشفرة الحديثة.

يتيح للمثبت إظهار صحة تنفيذ الحساب، مع تمكين المتحقق من فحص النتيجة بكفاءة.

وتتمثل نقاط قوته الرئيسية في قابلية التوسع والشفافية والافتراضات التشفيرية القوية.

بالنسبة لشبكات البلوكشين، يمكن أن تدعم zk-STARKs توسيع Layer 2 وValidity Rollups والحوسبة القابلة للتحقق والتطبيقات التي تركز على الخصوصية.

وتكتسب قيمة خاصة لأنها تتجنب مراسم الإعداد الموثوق ويمكنها معالجة الحسابات الكبيرة بطريقة قائمة على الإثبات.

لكن لـ zk-STARKs أيضاً مفاضلات تشمل أحجام الإثبات الأكبر والتطوير المعقد وتكاليف الإثبات واحتمال تركّز البنية التحتية.

ينبغي للمستخدمين تذكر أن تقنية zk-STARK قوية، لكنها لا تزيل تلقائياً كل المخاطر من نظام كريبتو.

يعتمد الأمان الكامل لتطبيق قائم على zk-STARK على العقود الذكية وتوفر البيانات والجسور وSequencers والحوكمة وعمليات التدقيق وتصميم الإثبات الدقيق.

مع نمو تبني البلوكشين، يُرجح أن تظل zk-STARKs جزءاً رئيسياً من بنية الكريبتو التحتية لأنها تساعد في حل إحدى أصعب مشكلات القطاع: التحقق من نشاط أكبر من دون التخلي عن الأمان القائم على تقليل الثقة.