ما هي براهين المعرفة الصفرية (Zero-Knowledge Proofs)؟
فكرة براهين المعرفة الصفرية (ZKPs) بسيطة نظريًا:
“أريد أن أثبت لك أنني أعرف سرًا معينًا دون أن أخبرك ما هو هذا السر.”
مثال كلاسيكي: كهف علي بابا (نفق دائري له مدخلان، يحتاج كلمة سر لفتح الباب الداخلي).
-
يمكن للمُثبِت (Prover) أن يقنع المُتحقِّق (Verifier) بأنه يعرف كلمة السر دون الكشف عنها، عبر الدخول والخروج من النفق بطريقة عشوائية.
في Zcash، تُستخدم zk-SNARKs لإثبات أن:
-
المعاملة صالحة (لديك رصيد كافٍ).
-
لا يتم الكشف عن هوية المرسل/المستلم أو المبلغ.
2. المكونات الرياضية لـ zk-SNARKs
تعتمد zk-SNARKs على مفاهيم رياضية متقدمة، أهمها:
أ. تحويل المشكلة إلى “دائرة حسابية” (Arithmetic Circuit)
يتم تمثيل أي معاملة في Zcash كـ دائرة منطقية (Circuit) مكونة من عمليات حسابية (جمع، ضرب، مقارنة).
-
مثلاً:
رصيد_المرسل ≥ مبلغ_المعاملة→ تُحول إلى معادلات متعددة الحدود (Polynomials).
ب. إثبات المعرفة دون كشف البيانات (Polynomial Commitments)
تُستخدم التجزئة متعددة الحدود (Polynomial Hashing) مثل Kate Commitments أو FRI لإنشاء “تعهد” (Commitment) يثبت صحة المعادلات دون كشف المدخلات.
ج. التوقيع غير التفاعلي (Non-Interactive Proof)
بدلاً من حوار طويل بين المُثبِت والمُتحقِّق، تُستخدم المعايرة الأولية (Trusted Setup) لتوليد مفاتيح مشتركة تسمح بإنشاء البرهان في خطوة واحدة.
3. كيف تعمل zk-SNARKs في Zcash خطوة بخطوة؟
-
تهيئة المعاملة المحمية (Shielded Transaction)
-
يُخفي المرسل هويته والمبلغ باستخدام عنوان z-address (مشفَّر).
-
تُحول شروط المعاملة (مثل “الرصيد كافٍ”) إلى دائرة حسابية.
-
-
إنشاء البرهان (Proof Generation)
-
يُنشئ المرسل برهانًا رياضيًّا (Proof) باستخدام zk-SNARKs يثبت:
-
أن المعاملة صالحة.
-
أنه يعرف مفاتيح العناوين المشفرة دون الكشف عنها.
-
-
-
التحقق من البرهان (Verification)
-
العقد في شبكة Zcash تتحقق من صحة البرهان في بضعة ميلي ثوانٍ، بدون معرفة أي تفاصيل.
-
الخلاصة
zk-SNARKs هي تقنية ثورية تمنح Zcash خصوصية حقيقية، لكنها معقدة رياضيًّا. مع تطور تقنيات ZK الأخرى، قد تصبح أكثر سرعة وأمانًا، مما يوسع استخداماتها في العالمين المالي والتقني.