یکی از اصول کار بلاک چین و ارزهای دیجیتال این است که داده های محرمانه فاش نمی شوند. برای دستیابی به این هدف، بلاک چین به کاربران این امکان را می دهد که صحت مسائل مربوط به بلاک چین مانند تأیید تراکنش ها را بدون افشای اطلاعات محرمانه به روش های مختلف اندازه گیری کنند. یکی از روش های سنتی برای انجام این کار استفاده از الگوریتم های Zero Knowledge Proof است. با استفاده از این روش، شرکت‌ کنندگان در بلاک چین می‌توانند تراکنش‌ها و سایر اقدامات در شبکه را بدون افشای اطلاعات کاربران تأیید کنند. در این مقاله می خواهیم به معرفی الگوریتم zkSTARK بپردازیم، با ما همراه باشید. 

معرفی الگوریتم zkSTARK

الگوریتم zkSTARK که مخفف عبارت Zero-Knowledge Scalable Transparent Argument است، نوعی اثبات دانش صفر بوده که به یک طرف (اثبات کننده) اجازه می دهد بدون هیچ توضیحی به طرف دیگر ثابت کند که گزارش داده شده درست است. استارک ها علاقه خاصی به توابع هش دارند و همین عامل باعث افزایش استفاده از این الگوریتم در بین انواع مختلف الگوریتم های دانش صفر شده است.

یک مثال عملی از موارد استفاده الگوریتم zkSTARK، تأیید محاسبات پیچیده مانند تراکنش‌های ارز دیجیتال است. در این مثال، فرستنده تراکنش از zkSTARK ها استفاده می کند تا به اعتباردهنده ثابت کند که وجوه لازم برای تکمیل تراکنش را بدون فاش کردن موجودی واقعی یا سایر اطلاعات حساس در اختیار دارد. 

برای کسب اطلاعاتی در زمینه آموزش ارز دیجیتال، بر روی لینک کلیک کنید.

تاریخچه الگوریتم zkSTARK

اولین تحقیق در مورد شکل گیری مفهوم استارک به دهه 90 برمی گردد. البته این مفهوم در آن زمان یک ایده باقی ماند زیرا امکان پیاده سازی این فناوری با سیستم های اولیه آن زمان وجود نداشت. سال ها بعد، در سال 2018، این مفهوم با انتشار مقاله محاسبات ایمن مقیاس پذیر، شفاف و پس کوانتومی نوشته الی بن ساسون، آیدو بنتوف، ینون هورش و مایکل ریابزف به طور جدی مطرح شد. 

اختلاف الگوریتم zkSTARK با zkSNARK

اگرچه دو الگوریتم دانش صفر استارک و اسنارک امنیت و حریم خصوصی کاربران را تضمین می کنند اما در برخی موارد با یکدیگر تفاوت دارند. مفهوم Snarks بسیار قدیمی تر از مفهوم Stark است و اولین بار توسط Z Cash مورد استفاده قرار گرفت. 

ویژگی	ZKSTARK	zkSNARK
نیاز به اعتماد برای راه‌اندازی	ندارد	دارد
شفافیت	بالا	پایین
مقاوم در برابر حملات کامپیوترهای کوانتومی	ایمن است	احتمال حمله کوانتومی وجود دارد
زمان تایید	سریع‌تر از اسنارک	زمان تایید سریع
تکنولوژی	توابع هش	رمزنگاری منحنی
اندازه اثبات	بزرگ	کوچک

بررسی مزایا و معایب الگوریتم zkSTARK

به طور کلی، هر پلتفرمی که نیاز به ایجاد یک پلتفرم امن و خصوصی داشته باشد، می تواند از فناوری دانش صفر استارک استفاده کند. یکی از بخش هایی که استارک ها در آن به طور گسترده مورد استفاده قرار می گیرند، بخش بلاک چین و پول دیجیتال است. در حال حاضر، برخی از پروژه های لایه دو اتریوم از این الگوریتم برای ارسال تراکنش های امن و خصوصی به خارج از زنجیره اصلی استفاده می کنند.

مزایای الگوی zkSTARK

• مقاوم در مقابل حملات کوانتومی
• عدم نیاز به نصب قابل اعتماد، به این معنی است که zkSTARK ها در برابر انواع خاصی از حملات و سوء استفاده ها آسیب پذیرتر هستند.
• شفافیت؛ هیچ پارامتر رمزگذاری پنهانی وجود ندارد که بتوان در این فناوری از آن بهره برداری کرد.

معایب الگوی zkSTARK 

• اندازه های اثبات بزرگ: اثبات های تولید شده توسط zkSTARK ها به طور قابل توجهی بزرگتر از نمونه های zkSNARK هستند. این می تواند برای برنامه هایی با فضای ذخیره سازی محدود یا پهنای باند محدود مشکل ساز باشد.
• مستندات توسعه کم: ZkSTARK ها به دلیل ماهیت نوپا، منابع توسعه، کتابخانه ها و پشتیبانی جامعه کمتری نسبت به zkSNARK ها دارند.
• افزایش هزینه محاسباتی: اندازه های اثبات بزرگتر به این معنی است که محاسبات بیشتری برای تأیید هر اثبات مورد نیاز است. این ممکن است هزینه عملیات در سیستم های خاص را افزایش دهد.

پروژه های ویژه ارز دیجیتال zkSTARK

همانطور که خواندید، برخی از پروژه های راه حل لایه دو اتریوم از این فناوری استفاده می کنند. برخی از نکات برجسته این پروژه ها عبارتند از:

• StarkNet :StarkNet یک راه حل لایه 2 است که از Stark برای کمک به مقیاس ایمن اتریوم و افزایش سرعت و هزینه تراکنش ها استفاده می کند. این پلتفرم ظرفیت پردازش تراکنش استثنایی و کاهش هزینه‌های گس را ارائه می‌دهد و در عین حفظ حریم خصوصی، همان امنیت لایه اول اتریوم را حفظ می‌کند.
• جدی سواپ: یک بازارساز خودکار کاملاً قابل ترکیب و بدون مجوز است که به کاربران امکان می دهد دارایی ها را با کارمزد تقریباً صفر معامله کنند.
• کیف پول آرجنت: کیف پول آرجنت یکی از پروژه های اکوسیستم استارک نت است که امکان استفاده از شبکه اتریوم را با کارمزد کم فراهم می کند. نسخه های برنامه موبایل و افزونه مرورگر این کیف پول موجود است.

الگوریتم zkSTARK چگونه کار می کند؟

استارک نقطه مقابل اسنارک است. Snark Zero Knowledge Algorithm (zkSNARK) یکی از پروتکل های رمزنگاری است که از الگوریتم های پیچیده و رمزگذاری شده ریاضی برای محافظت از محرمانه بودن تراکنش ها استفاده می کند. البته اسنارک ها بسیار ایمن هستند اما به دلیل پیچیدگی زیاد استفاده از آن ها بسیار دشوار است. اکنون الگوی zkSTARK فرآیند رمزگذاری را بسیار ساده و راحت کرده است. Stark برای بهینه سازی و بهبود Snark ایجاد شده است.

STARK ها، برخلاف zkSNARK ها، نیازی به مقداردهی اولیه اعتماد ندارند و از نظر تئوری در برابر حملات کامپیوتری کوانتومی آسیب پذیر هستند. از طرف دیگر، zkSTARK محاسبات پیچیده را از زنجیره اصلی خارج می کند تا مقیاس پذیری شبکه را افزایش دهد. شواهد STARK که صحت محاسبات خارج از زنجیره را تأیید می کند، می تواند توسط خدمات خارج از زنجیره تولید شود. سپس این شواهد به زنجیره اصلی بازگردانده می شود تا هر شرکت کننده علاقه مند بتواند محاسبات را تأیید کند.

الگوریتم zkSTARK آینده پروتکل های حریم خصوصی 

همانطور که گفته شد، فناوری اطلاعات صفر استارک مزایایی مانند مقیاس پذیری و شفافیت بالا، عدم نیاز به تنظیمات قابل اعتماد و مقاومت در برابر حملات کامپیوتری کوانتومی را ارائه می دهد. البته، مورد استفاده استارکس به اندازه گسترش فناوری دانش صفر اسنارک گسترده نیست اما با وجود ویژگی های منحصر به فرد این الگوریتم، احتمالاً در آینده شاهد پذیرش بیشتری خواهیم بود. در حال حاضر Starknet بزرگترین پلتفرم استفاده کننده از این فناوری است و دارای اکوسیستم در حال گسترش است.