إثباتات المعرفة الصفرية: تقنية للتحقق من المعلومات بدون كشفها (Zero-Knowledge Proofs)
ما هو إثبات المعرفة الصفرية؟
إثبات المعرفة الصفرية، المعروف أيضًا بالبروتوكول zk، هو طريقة تحقق تتم بين المُثبِت والمُتحقق. في نظام إثبات المعرفة الصفرية، يتمكن المُثبِت من إثبات معرفته بمعلومة معينة (مثل حل معادلة رياضية) دون أن يكشف المعلومة نفسها. يستخدم علماء التشفير الحديثون هذه الأنظمة لتوفير مستويات مرتفعة من الخصوصية والأمان.
تاريخ إثبات المعرفة الصفرية
تم وصف مفهوم إثبات المعرفة الصفرية لأول مرة في عام 1985 في ورقة بحثية صادرة عن معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا (MIT)، ونشرها شافي جولدفاسر وسيلفيو ميكالي. أظهرا أنه من الممكن إثبات بعض خصائص رقم معين دون كشف الرقم نفسه أو أي معلومات إضافية عنه. كما قدمت هذه الورقة اكتشافًا رياضيًا مهمًا يفيد بأن التفاعلات بين المُثبِت والمُتحقق يمكن أن تقلل من كمية المعلومات المطلوبة لإثبات نظرية معينة.
متطلبات إثبات المعرفة الصفرية
يجب أن يحقق إثبات المعرفة الصفرية متطلبين أساسيين يُعرفان بالكمال والصلاحية.
الكمال
يشير الكمال إلى قدرة المُثبِت على إثبات معرفته بالمعلومة ذات الصلة بدرجة عالية من الدقة المحتملة.
الصلاحية
للتحقق من صحة الإثبات، يجب أن يكون المُتحقق قادرًا على تحديد ما إذا كان المُثبِت يمتلك المعلومة فعليًا أم لا. وأخيرًا، لكي يكون الإثبات فعلاً ذا معرفة صفرية، يجب أن يحقق كلًا من الكمال والصلاحية دون أن يتم تبادل المعلومة بين المُثبِت والمُتحقق.
استخدامات إثباتات المعرفة الصفرية
تُستخدم إثباتات المعرفة الصفرية بشكل رئيسي في التطبيقات التي يكون فيها الخصوصية والأمان ضروريين. على سبيل المثال، يمكن لنظم التحقق من الهوية استخدام إثباتات المعرفة الصفرية للتحقق من الاعتمادات أو الهوية دون الكشف عنها مباشرة. كمثال بسيط، يمكن استخدامها للتحقق من أن الشخص يمتلك كلمة المرور لنظام حاسوبي دون الحاجة للكشف عن ما هي كلمة المرور نفسها.
تطبيقات في عالم العملات الرقمية وتقنية البلوك تشين
إحدى التطبيقات البارزة لإثباتات المعرفة الصفرية نجدها في عالم العملات الرقمية وتقنية البلوك تشين. باستخدام نوع من الإثبات يُعرف بـ إثبات المعرفة الصفرية الموجز وغير التفاعلي (zk-SNARK)، تتمكن العملات الرقمية التي تركز على الخصوصية، مثل Zcash، من تقديم معاملات على البلوك تشين بمستويات مرتفعة من الخصوصية لمستخدميها. كما تعمل Ethereum باستخدام إثباتات zk-SNARK منذ تحديث Byzantium في عام 2017.
