شبكات الإثبات: ربط المعالجات المساعدة بالبلوكتشين

ما هو شبكة الإثبات؟

شبكة الإثبات هي طبقة بنية تحتية خارج السلسلة تنسق إنشاء والتحقق من وتسليم إثباتات المعرفة الصفرية عبر تطبيقات البلوكتشين. إنها تعمل كأنسجة ربط بين المعالجات المساعدة ZK وطبقة البلوكتشين، مما يضمن أن الإثباتات التي تم إنشاؤها خارج السلسلة يمكن التحقق منها بكفاءة داخل السلسلة بطريقة قابلة للتوسع ولامركزية.

تتمتع وحدات المعالجة المشتركة ZK بقدرة على إنتاج براهين تشفيرية لحسابات عشوائية. ومع ذلك، تحتاج هذه الأنظمة إلى وسيلة لتوجيه البراهين إلى البيئات المناسبة على السلسلة، وإدارة الاعتماد على البيانات، وضمان إنتاج البراهين في الوقت المناسب وبنظام متكامل. تتناول شبكات البراهين هذه الاحتياجات من خلال العمل كطبقات لامركزية أو شبه لامركزية تدير المزودين، والمحققين، ومكونات التنسيق ذات الصلة.

بدلاً من أن يكون لكل عقد ذكي أو رول أب أو تطبيق بنية تحتية خاصة به لإثبات العزل، تسمح شبكات الإثبات لعدة كيانات بالاستفادة من نظام بيئي مشترك للمثبتين. هذا يقلل من التكرار، ويخفض التكاليف، ويخلق نظامًا بيئيًا أكثر مرونة وقابلية للتجميع لتطبيقات المعرفة الصفرية.

كيف يقومون بربط المعالجات المساعدة والعقود الذكية

دور شبكة الإثبات هو أخذ الإثبات الذي تم إنشاؤه بواسطة معالج ZK وتسليمه إلى مراجع على السلسلة بتنسيق يمكن أن تستهلكه العقود الذكية. تتضمن هذه العملية عدة خطوات، غالبًا ما يتم تجريدها عن المستخدم النهائي.

أولاً، يقوم المستخدم أو العقد بتقديم طلب إلى معالج ZK عبر واجهة أمامية أو واجهة برمجة التطبيقات. يقوم المعالج بتنفيذ المنطق المطلوب وتوليد دليل. بدلاً من نشر الدليل مباشرة على السلسلة، يتم إرسالها إلى منسق شبكة الدليل، الذي يضمن أن الدليل صالح، مرتبط بالحساب الصحيح، وغير مكرر.

بمجرد التحقق، تقوم شبكة الإثبات إما بنشر الإثبات على السلسلة نفسها أو إعادته إلى المستخدم أو المراسل، الذي يقوم بعد ذلك بتضمينه في معاملة. يتلقى العقد الذكي الإثبات ويتحقق منه باستخدام مفتاح تحقق محمّل مسبقًا. إذا تم اجتياز التحقق، يستمر العقد في منطقته بناءً على النتيجة الموثوقة.

تجعل هذه البنية التحتية ZK قابلة للتوسع والتركيب. بدلاً من ترميز دوائر أو أنظمة إثبات محددة في كل عقد ذكي، يمكن للمطورين الاعتماد على شبكة إثبات لتكون طبقة الوسيط، تربط بين الحسابات خارج السلسلة وتحولات الحالة على السلسلة.

الأجزاء الرئيسية: مقدمو الخدمة، المدققون، الناقلون، المنسقون

تشمل شبكة إثبات نموذجية عدة أدوار وظيفية. يكون المتحققون مسؤولين عن إنشاء الإثباتات التشفيرية. يقومون بتشغيل الحسابات المحددة من قبل التطبيق ويستخدمون المكتبات التشفيرية لإنشاء إثبات بأن الحساب قد تم بشكل صحيح. قد يكون المتحققون عقد متخصصة، أو عمال GPU، أو بيئات تنفيذ موثوقة، اعتمادًا على تصميم الشبكة.

المحققون هم عقود ذكية على البلوكتشين تتحقق من صحة الأدلة المقدمة. إنهم خفيفون، حتميون، وآمنون. بمجرد أن يمر الدليل بالتحقق، يتم قبول الحساب المرتبط على أنه صالح من قبل البلوكتشين.

تعتبر المرسلات جهات فاعلة خارج السلسلة تتولى التعاملات بين بنية الإثبات و البلوكتشين. يقومون بتقديم الأدلة إلى العقد المناسب، ويشملون البيانات الوصفية الضرورية، ويضمنون التسليم في الوقت المناسب. في بعض الشبكات، تكون المرسلات اختيارية؛ بينما في شبكات أخرى، يكونون مشاركين مدفوعي الأجر.

يدير المنسقون مطابقة الطلبات مع المزودين. يتلقون استفسارات المستخدم أو طلبات الحسابات ويقومون بتخصيصها للمزودين المتاحين. يمكن للمنسقين أيضًا تجميع النتائج، وإزالة التكرارات من الحسابات المتماثلة، وتقديم ضمانات التوفر. في الشبكات اللامركزية، يمكن تنفيذ هذه الطبقة التنسيقية من خلال آليات التكديس والخصم لضمان النزاهة.

يفصل هذا التوزيع بين الأدوار مما يسمح بمرونة في الهيكلية. يمكن لممثل واحد أداء أدوار متعددة في الشبكات الصغيرة، أو يمكن تقسيم الأدوار عبر العديد من المشاركين في نظام أكبر. تعتبر هذه الوحدة الأساسية مهمة لتوسيع أنظمة الإثبات عبر بلوكتشين مختلفة وحالات استخدام.

أمثلة من العالم الحقيقي: Succinct، ZeroGravity، Lagrange

تقوم العديد من المشاريع ببناء شبكات إثبات في بيئات الإنتاج. تتيح شبكة إثبات Succinct للمطورين إنشاء إثباتات ZK عند الطلب ودفعها إلى أي سلسلة متوافقة مع EVM. تدعم الإثباتات اللامركزية وتهدف إلى جعل أي تطبيق على السلسلة قابلاً للتحقق باستخدام إثباتات موجزة. كما قامت Succinct بتجربة بنيتها التحتية على World Chain، وهو تجربة تجميع من Tools for Humanity.

ZeroGravity تبني طبقة إثبات لامركزية بالكامل تدعم عدة خلفيات إثبات. تركز على التوافق وتهدف إلى ربط المعالجات المساعدة ZK مع Ethereum، وrollups، والبلوكتشينات المودولارية مثل Celestia. من خلال تجريد مجموعة توليد والتحقق من الإثبات، تتيح للتطبيقات الاتصال بطبقة ZK موحدة.

تتخصص شبكة لاغرانج في توافر البيانات القابلة للتحقق واستعلامات الحالة. تتيح التطبيقات طلب إجابات مدعومة بالبرهان لاستعلامات عبر السلاسل، مثل التحقق من أرصدة الرموز أو ملكية NFT على سلاسل أخرى. تستخدم لاغرانج نهجاً مركزياً، مما يسمح للمطورين باختيار أنظمة البرهان ومصادر البيانات وفقاً لاحتياجات تطبيقاتهم.

كل من هذه الشبكات تعالج طبقة مختلفة من المشكلة. يركز البعض على الحوسبة، والبعض الآخر على الوصول إلى البيانات، وآخرون على بنية البروتوكول. معًا، يشكلون نظامًا بيئيًا يمكن أن تصبح فيه الحوسبة ذات المعرفة الصفرية طبقة معيارية وقابلة لإعادة الاستخدام في تصميم البلوكتشين.

التحقق الأصلي مقابل التحقق المعياري

هناك نموذجين رئيسيين لكيفية تفاعل شبكات الإثبات مع البلوكتشين: التحقق الأصلي والتحقق النمطي.

التحقق الأصلي يعني أن البلوكتشين نفسه، غالبًا على مستوى البروتوكول، يدعم التحقق من إثباتات المعرفة الصفرية. هذا هو الحال مع Ethereum، الذي يتضمن عقودًا مسبقة التجميع للتحقق من إثباتات Groth16 و PLONK. يضمن الدعم الأصلي تحققًا أسرع وتكاليف غاز أقل، ولكنه يتطلب التوحيد ويحد من أنواع الإثباتات التي يمكن استخدامها.

تأخذ التحقق المعياري نهجًا مختلفًا. إنها تعتبر الشبكات الإثباتية كخدمات خارجية يمكنها الاتصال بأي سلسلة باستخدام العقود أو الجسور. قد يتم نشر عقد التحقق على السلسلة بواسطة التطبيق نفسه، ويتم تعريف تنسيق الإثبات خارج السلسلة. هذا النموذج أكثر مرونة، مما يسمح للمطورين باستخدام أنظمة إثبات جديدة ومنطق مخصص. ومع ذلك، فإنه يأتي مع تكاليف أعلى وتعقيد.

اختيار بين التحقق الأصلي والتحقق النمطي يعتمد على احتياجات التطبيق. التحقق الأصلي مناسب للتطبيقات ذات الحجم الكبير مع تنسيقات إثبات متوقعة. بينما التحقق النمطي أفضل للأبحاث أو المنطق المخصص أو الأنظمة التي تتطور بسرعة. تتزايد تصميمات شبكات الإثبات لدعم كلا النموذجين، مما يوفر مسارات احتياطية وطبقات توافق.

مع استمرار تطور تقنية ZK، تظهر شبكات الإثبات كالبنية التحتية الرئيسية للحوسبة القابلة للتوسع والتي لا تعتمد على الثقة. فهي تمكّن المطورين من بناء أنظمة قوية خارج السلسلة وربطها بأمان ببيئات البلوكتشين. ومن خلال القيام بذلك، فإنها تحول الإثباتات صفرية المعرفة من مفهوم تشفيري إلى مجموعة تكنولوجيا جاهزة للإنتاج.