शून्य ज्ञान का विपरीत पक्ष: zk-SNARK में एक पिछले दरवाजे का पता नहीं लगाया जा सकता है

SNARK परिवार से शून्य-प्रकटीकरण साक्ष्य प्रोटोकॉल का उपयोग करते हुए, आप कभी भी खेल के नियमों को नहीं जानते हैं। ये नियम प्रतिभागियों द्वारा विश्वसनीय सिस्टम पैरामीटर बनाने की प्रक्रिया में स्थापित किए जाते हैं, लेकिन इसके पूरा होने के बाद इन नियमों को सत्यापित करना संभव नहीं है। आप पीढ़ी की शुद्धता पर विश्वास कर सकते हैं, लेकिन अगर आपने इसमें भाग नहीं लिया, तो आपके पास एक सौ प्रतिशत गारंटी नहीं है।



हाल ही में, ब्लॉकचैन समुदाय में विभिन्न शून्य ज्ञान प्रोटोकॉल का उल्लेख किया गया है (उनके बारे में एक सामान्य विचार प्राप्त करने के लिए, मैं इस लेख की सलाह देता हूं): मुख्य रूप से गोपनीयता के संदर्भ में, कम अक्सर स्केलेबिलिटी और अन्य के संदर्भ में।

सबसे अधिक अध्ययन में से एक, और इससे भी महत्वपूर्ण बात, कार्यान्वित किया गया है zk-SNARK (जीरो-नॉलेज Succinct गैर-इंटरएक्टिव तर्क ज्ञान का) प्रोटोकॉल परिवार। इस तरह के एक प्रोटोकॉल का उपयोग किया जाता है, विशेष रूप से, Zcash cryptocurrency में। SNARK की लोकप्रियता उचित है: प्रोटोकॉल हमें शून्य प्रकटीकरण के साथ तथ्यों को साबित करने की अनुमति देता है, सबूत अपेक्षाकृत छोटा है, और सुरक्षा के साथ यह सब इस बात की गारंटी देता है कि अण्डाकार वक्रों पर आधुनिक क्रिप्टोग्राफी हमें देता है।

हालांकि, यह कमियों के बिना नहीं था, हमेशा की तरह: zk प्रोटोकॉल के इस परिवार का मुख्य दोष प्रारंभिक (विश्वसनीय) सिस्टम पैरामीटर उत्पन्न करने की आवश्यकता है - इस प्रक्रिया को एक समारोह भी कहा जाता है। आखिरकार, नष्ट किए जाने वाले गुप्त मापदंडों का उपयोग पीढ़ी के लिए किया जाता है - उन्हें विषाक्त कहा जाता है। मुख्य समस्या यह है कि अगर जहरीले मापदंडों को संरक्षित किया जाता है, तो जो व्यक्ति उनके मालिक हैं, वे गलत तथ्य साबित कर सकेंगे (Zcash के मामले में, हवा से क्रिप्टोक्यूरेंसी उत्पन्न करें)।

प्रारंभिक पैरामीटर जनरेशन

इसके अलावा, SNARK प्रोटोकॉल अंतर्निहित गणित केवल सतही रूप से प्रभावित होगा। यदि आप इसे छांटने में रुचि रखते हैं, तो मैं इस विषय पर विटालिक ब्यूटिरिन के लेखों की एक श्रृंखला का सुझाव देता हूं।

आइए विश्वसनीय पैरामीटर बनाने की प्रक्रिया को देखें। इसलिए, हमारे पास समस्या का एक बयान है, जिसके समाधान का तथ्य हम शून्य प्रकटीकरण के साथ साबित करना चाहते हैं। उदाहरण के लिए, हम एक द्विघात समीकरण के मूल के ज्ञान का परीक्षण करना चाहते हैं:

$$

$$x ^ 2-6x + 5 = 0$$

प्रोटोकॉल के अनुसार, हमें इस समीकरण को QAP (द्विघात अंकगणितीय कार्यक्रमों) के रूप में लाना चाहिए। इसके अलावा, साक्ष्य उत्पन्न और सत्यापित करने के लिए, प्रारंभिक पैरामीटर प्राप्त करना आवश्यक है। आइए हम कोष्ठक से बाहर निकलते हैं कि क्यूएपी से विश्वसनीय पैरामीटर कैसे प्राप्त किए जाते हैं, ये पैरामीटर क्या हैं और कैसे, उनकी मदद से, सबूतों की जांच की जा सकती है ताकि भारी गणित में न डालें। हम केवल ध्यान देते हैं कि पैरामीटर को अण्डाकार वक्र पर बिंदु के रूप में प्रस्तुत किया जाता है:


वे जहरीले मापदंडों का उपयोग करके अण्डाकार वक्र पर गुणा के अपरिवर्तनीय संचालन का उपयोग करते हुए क्यूएपी के रूप में समस्या के बयान से प्राप्त किए जाते हैं।

अब जब प्रारंभिक पैरामीटर बन गए हैं, तो हम सबूत के साथ काम करना शुरू कर सकते हैं। हमारे मामले में, हम प्रमाण को उत्पन्न और सत्यापित कर सकते हैं कि समीकरण की जड़ ज्ञात है (उदाहरण के लिए, $$$x = 1$)। इसके अलावा, सबूत गुप्त (समीकरण की जड़) के मूल्य को प्रकट नहीं करेगा और दीर्घवृत्त वक्र के कई बिंदुओं से मिलकर बनेगा।

हालांकि, प्रोटोकॉल के तहत गणित के आधार पर, यदि समारोह के बाद किसी के द्वारा विषाक्त मापदंडों को संरक्षित किया जाता है, तो यह व्यक्ति झूठे तथ्यों को साबित करने में सक्षम होगा। अपने उदाहरण पर लौटते हुए, हम यह साबित कर सकते हैं कि 2 समीकरण की जड़ है, हालांकि यह स्पष्ट रूप से ऐसा नहीं है।

समारोह

SNARK प्रोटोकॉल का उपयोग करने वाली गंभीर परियोजनाएं जहरीले मापदंडों की समस्या से अच्छी तरह परिचित हैं और प्रारंभिक मापदंडों को उत्पन्न करने के लिए प्रक्रिया की शुद्धता को गंभीरता से लेती हैं। सबसे प्रसिद्ध उदाहरण Zcash समारोह है ।

पहला समारोह अक्टूबर 2016 में आयोजित किया गया था, क्रिप्टोक्यूरेंसी समुदाय के 6 प्रसिद्ध डेवलपर्स ने इसमें भाग लिया। समारोह प्रोटोकॉल पर्याप्त सुरक्षा गारंटी प्रदान करता है। अर्थात्, अगर समारोह में कम से कम एक प्रतिभागी ईमानदार है - सही ढंग से विषाक्त मापदंडों के अपने हिस्से को नष्ट कर देता है - और हैक नहीं किया जाता है, तो समारोह सुरक्षित होगा।

2017-2018 में विश्वसनीय पैरामीटर बनाने का दूसरा , अधिक उन्नत समारोह आयोजित किया गया था। इसमें पहले से ही दो चरण शामिल थे, पहले भाग में (ताऊ की शक्तियां) 87 लोगों ने भाग लिया था, और अंतिम भाग (सैपलिंग एमपीसी) में 90 से अधिक लोग थे। मूल समारोह के मामले में, कम से कम एक प्रतिभागी की ईमानदारी के साथ, समारोह को सुरक्षित माना जा सकता है। दूसरे समारोह की एक महत्वपूर्ण विशेषता यह थी कि कोई भी प्रतिभागी बन सकता था। इस प्रकार, सभी को प्रोटोकॉल शुद्धता की 100% गारंटी प्राप्त करने का मौका मिला।

अंत में, यह ध्यान देने योग्य है कि समारोह की महत्वपूर्णता और इससे उत्पन्न होने वाले खतरों को प्रत्येक विशिष्ट प्रणाली के लिए अलग से माना जाना चाहिए। और एक ही समय में, SNARK प्रोटोकॉल का उपयोग करने वाली सभी प्रणालियों के लिए, जहरीले मापदंडों के विनाश के लिए गारंटी के साथ प्रारंभिक पैरामीटर उत्पन्न करने के लिए एक विश्वसनीय प्रक्रिया की आवश्यकता होती है।