نظام ZK-STARK (نظام إثبات المعرفة الشفاف القابل للتوسع بدون معرفة مسبقة) هو نظام إثبات تشفيري يسمح لأحد الأطراف بإثبات امتلاكه لمعلومات سرية أو صحة عملية حسابية لطرف آخر، دون الكشف عن السر ودون الحاجة إلى إجراءات إعداد موثوقة. وقد طوّره إيلي بن ساسون وشركة ستارك وير للصناعات، ويحقق نظام STARK الشفافية (بدون الحاجة إلى إعداد موثوق) ومقاومة الحوسبة الكمومية (بالاعتماد فقط على وظائف التجزئة)، وقابلية التوسع (يتناسب وقت التحقق من البرهان تناسبًا لوغاريتميًا متعددًا مع حجم الحساب). في حين أن zk-SNARKs تُنتج براهين أصغر حجمًا، فإن zk-STARKs تُقدم افتراضات تشفيرية أقوى، وهي أساس تقنية توسيع نطاق إيثيريوم من StarkWare (StarkEx وStarkNet).
الأصل والتاريخ
| التاريخ | الحدث/الفعالية |
| 1985 | نظرية إثبات المعرفة الصفرية الأساسية (جولدواسير، ميكالي وراكوف) |
| 2012 | تمّ إضفاء الطابع الرسمي على zk-SNARKs؛ ويتطلب ذلك إعدادًا موثوقًا به - وهو قيد. |
| 2018 | نشر بن ساسون وآخرون بحثًا بعنوان "سلامة حسابية قابلة للتطوير وشفافة وآمنة في عصر ما بعد الحوسبة الكمومية" - يقدمون فيه تقنية STARKs. |
| 2018 | تأسست شركة ستارك وير للصناعات على يد بن ساسون، وبنتوف، وهوريش، وريابزيف |
| 2020 | تم إطلاق StarkEx (محرك قابلية التوسع من StarkWare) مع dYdX و DeversiFi |
| 2021 | إطلاق شبكة اختبار StarkNet (اللامركزية من الطبقة الثانية) على منصة إيثيريوم |
| 2022 | شبكة ستارك نت الرئيسية ألفا؛ لغة برمجة كايرو للبرامج القابلة للتحقق بواسطة ستارك |
| 2023 | تعالج شركة ستارك نت ملايين المعاملات شهرياً؛ وتم الإعلان عن رمز STRK. |
| 2024 | أصدرت شركة StarkWare بحثًا تكراريًا في لغة STARK يُمكّن من تركيب البراهين |
"نجوم ستارك أكبر من نجوم سناركس،" بعد الكم"إنهم، كأبناء عمومة أكثر أمانًا، يضحّون بحجم الأدلة من أجل الشفافية والأمان." - إيلي بن ساسون، المؤسس المشارك لشركة ستارك وير
كيف تعمل هذه التقنية؟
مقارنة بين ZK-STARK و ZK-SNARK ─ ... ─ ... (دوال التجزئة فقط) وقت المُثبت: سريع أبطأ (ثوابت أكبر) يُستخدم في: Zcash، zkSync، Groth16، StarkNet، StarkEx ─ ...
توليد برهان ستارك: الحساب ← التمثيل الجبري الوسيط (AIR) ← الالتزام متعدد الحدود (بروتوكول FRI) ← برهان ستارك (يمكن لأي شخص التحقق منه) ← يتحقق مدقق الطبقة الأولى في إيثيريوم من البرهان في حوالي 200 ألف إلى 500 ألف وحدة غاز
| الممتلكات | ZK-سنارك | زك-ستارك |
| اقامة | حفل موثوق به | لا شيء (شفاف) |
| افتراض | المنحنيات الإهليلجية | دوال التجزئة فقط |
| المقاومة الكمومية | لا | نعم |
| حجم البرهان | حوالي 200 بايت | ~50–200 كيلوبايت |
| غاز التحقق (ETH) | غاز يتراوح بين 200 ألف و300 ألف درجة حرارة | غاز يتراوح بين 200 ألف و500 ألف درجة حرارة |
| التوسعة | مرتفع | عالي جدا |
بعبارات بسيطة
- لا يوجد إعداد موثوق به لا تتطلب أنظمة ستارك مراسم سرية لتوليد المعايير. لا توجد "نفايات سامة" يجب تدميرها؛ يمكن لأي شخص التحقق من عدالة عملية التوزيع العشوائي.
- آمنة كميًا – تعتمد STARKs فقط على وظائف التجزئة المقاومة للتصادم، والتي لا تستطيع أجهزة الكمبيوتر الكمومية كسرها (على عكس الرياضيات المنحنية الإهليلجية التي تستخدمها SNARKs).
- أدلة أكبر، نفس مستوى الأمان – إن برهان STARK أكبر بكثير من برهان SNARK (50 كيلوبايت مقابل 200 بايت) ولكنه يحمل افتراضات أمنية أقوى.
- يتوسع مع الحوسبة – يزداد وقت التحقق من STARK بشكل لوغاريتمي متعدد مع حجم الحساب - إن إثبات عملية حسابية مكونة من مليون خطوة ليس أصعب بمليون مرة للتحقق منه.
- لغة القاهرة – قامت شركة StarkWare بإنشاء Cairo، وهي لغة لكتابة البرامج القابلة للإثبات بواسطة STARK، مما يتيح إثبات منطق العقود الذكية المعقد على الطبقة الثانية وتسويته على Ethereum.
أمثلة من العالم الحقيقي
| سيناريو | تطبيق | نتيجة |
| dYdX v3 على StarkEx | تسوية العقود الآجلة الدائمة عبر إثباتات ستارك | 1,000 معاملة في الثانية على شبكة إيثيريوم سيكيوريتي؛ رسوم أقل من دولار واحد |
| سكّ رموز NFT غير قابلة للتغيير X | StarkEx ZK-Rollup لألعاب NFTs | 9,000 قطعة نعناع NFT في الثانية؛ بدون غاز للمستخدمين |
| ستارك نت ديفي | نشر JediSwap و Ekubo DEX على StarkNet | تمويل لامركزي كامل للعقود الذكية بسرعة تفوق سرعة إيثيريوم بمئة ضعف |
| عقود القاهرة | مطور يكتب عقد القاهرة للعبة على سلسلة الكتل | كل خطوة مثبتة صحتها على سلسلة الكتل؛ لا مجال للغش |
| ستارك المتكرر | ستارك وير تثبت براهين البراهين | ضغط مليارات المعاملات في معاملة واحدة على شبكة إيثيريوم |
المزايا
| ميزة | التفاصيل |
| لا يوجد إعداد موثوق به | يزيل مخاطر الأمن المتعلقة بـ "الاحتفال" بشكل كامل |
| مقاوم للكم | نظام التشفير الوحيد الآمن بشكل قاطع ضد الحوسبة الكمومية |
| عشوائية شفافة | جميع معايير الإثبات قابلة للتحقق علنًا |
| قابلية التوسع القصوى | يمكن للبراهين المتكررة أن تجمع حسابات غير محدودة. |
| رياضيات مجربة في المعارك | يعتمد على دوال التجزئة المعروفة جيداً، وليس على افتراضات جديدة. |
العيوب والمخاطر
| المخاطرة المالية | التفاصيل |
| حجم البرهان | تعتبر عمليات إرسال إثباتات بحجم 50-200 كيلوبايت مكلفة عند إرسالها إلى إيثيريوم (تكاليف بيانات الاتصال). |
| تكلفة غاز التحقق | تتراوح درجة حرارة الغاز بين 200 ألف و500 ألف للتحقق من وجود ستارك، بينما تتراوح بين 200 ألف و300 ألف للتحقق من وجود سنارك. |
| منحنى التعلم في القاهرة | لغة القاهرة تختلف عن لغة سوليديتي؛ وبيئة المطورين أصغر. |
| تكلفة حساب المُثبت | يتطلب توليد STARK موارد حاسوبية كبيرة |
| التوافق مع EVM | لا تُعتبر شبكة StarkNet الأصلية مكافئة لـ EVM؛ لكن Kakarot (EVM على Cairo) تتجاوز هذه المشكلة. |
نصائح لإدارة المخاطر:
- راقب خارطة طريق اللامركزية لشركة ستارك نت - فمركزية المثبتات تشكل خطراً قائماً.
- في عمل EVM أيها المطورون، استكشفوا Kakarot (EVM على Cairo) لتسهيل عملية الانتقال إلى StarkNet
- استخدم L2Beat لتتبع أمان StarkNet وترقية المخاطر الرئيسية
الأسئلة الشائعة
س: ماذا تعني كلمة "شفاف" في ZK-STARK؟
ج: لم يتم إنشاء أي معلمات سرية. يمكن لأي شخص التحقق بشكل مستقل من أن إعداد نظام الإثبات عادل - على عكس نظام SNARKs حيث يجب افتراض سلامة مراسم موثوقة.
س: لماذا تكون براهين ستارك أكبر من براهين سنارك؟
أ: تستخدم SNARKs اقتران المنحنيات الإهليلجية (افتراضات موجزة ولكنها أقل أمانًا)؛ بينما تستخدم STARKs أشجار ميركل والتزامات FRI متعددة الحدود (أكبر بطبيعتها ولكنها أكثر أمانًا).
س: هل StarkNet متوافق مع EVM؟
ج: يستخدم StarkNet بشكل أصلي Cairo (وليس EVM). أما Kakarot فهو تطبيق لـ EVM مكتوب بلغة Cairo، مما يُمكّن عقود Solidity من العمل على StarkNet بشكل غير مباشر.
س: هل يمكن لتقنية STARKs أن تتوسع لتشمل مليارات المعاملات؟
ج: من الناحية النظرية، يمكن توسيع نطاق خوارزميات STARK المتكررة (التي تثبت براهين البراهين) لتشمل حسابات عشوائية. ويستهدف برنامج Stwo من StarkWare إثبات ملايين المعاملات في الثانية.
س: من اخترع ZK-STARKs؟
أ: قام إيلي بن ساسون (أستاذ في معهد التخنيون والمؤسس المشارك لشركة ستارك وير) إلى جانب إيدو بينتوف وليور حوريش ومايكل ريابزيف بنشر الورقة البحثية الأصلية لستارك في عام 2018.
مصادر
- بن ساسون وآخرون، "سلامة حسابية قابلة للتطوير وشفافة وآمنة في عصر ما بعد الحوسبة الكمومية" (2018) - IACR ePrint
- وثائق ستارك وير — starkware.co
- وثائق ستارك نت — docs.starknet.io
- فيتاليك بوتيرين، "نجوم، الجزء الأول" — vitalik.ca
نصيحة من UPay: بفضل مقاومتها للحوسبة الكمومية، تُعدّ خوارزميات STARK الخيار الأمثل على المدى الطويل لأنظمة إثبات التشفير مع تطور الحوسبة الكمومية. ورغم أن خوارزميات SNARK أكثر كفاءة اليوم، إلا أن التحول التدريجي للنظام البيئي للتشفير نحو خوارزميات STARK يُشكّل تحوطًا معقولًا ضد مخاطر الحوسبة الكمومية المستقبلية.تنويه: هذا المدخل في المعجم مخصص للأغراض التعليمية فقط ولا يشكل نصيحة مالية أو قانونية.
يوباي — إنشاء موسوعة العملات المشفرة
