تطور تقنيات الخصوصية في التشفير

كتابة: milian

ترجمة: AididiaoJP، Foresight News

العنوان الأصلي: تاريخ تطور الخصوصية في مجال التشفير

كل موجة تقنية كبيرة تبدأ بمجموعة مخصصة أو فئة واحدة، ثم تتطور لتصبح عامة أو متعددة الفئات.

كانت الحواسيب في بدايتها تقوم بمهمة واحدة فقط: فك الشيفرات، معالجة التعداد السكاني، حساب مسارات المقذوفات، واستغرق الأمر وقتًا طويلاً قبل أن تصبح آلات قابلة للمشاركة والبرمجة.

الإنترنت بدأ كشبكة بحثية صغيرة من نقطة إلى نقطة (ARPANET)، ثم تطور ليصبح منصة عالمية تتيح لملايين الأشخاص التعاون في حالة مشتركة.

حتى الذكاء الاصطناعي اتبع نفس المسار: الأنظمة المبكرة كانت نماذج متخصصة ضيقة صممت لمجال واحد (محركات الشطرنج، أنظمة التوصية، مرشحات البريد المزعج)، ثم تطورت لاحقًا إلى نماذج عامة قادرة على العمل عبر المجالات، وضبطها لمهام جديدة، وأصبحت أساسًا مشتركًا لبناء تطبيقات الآخرين.

التقنية دائمًا تبدأ بنموذج ضيق أو أحادي المستخدم، مصممة لغرض أو شخص واحد، ثم تتوسع لتصبح متعددة المستخدمين.

هذا بالضبط هو وضع تقنيات الخصوصية اليوم. لم تخرج تقنيات الخصوصية في عالم التشفير حقًا من إطار “الضيق” و"أحادي المستخدم".

حتى الآن.

الملخص:

• تقنيات الخصوصية تسير على نفس مسار الحوسبة، الإنترنت، والذكاء الاصطناعي: أنظمة مخصصة، أحادية المستخدم، ثم عامة ومتعددة المستخدمين.
• ظلت خصوصية التشفير عالقة في نموذج أحادي المستخدم الضيق، لأن الأدوات المبكرة لم تدعم الحالة المشتركة.
• الخصوصية 1.0 هي خصوصية أحادية المستخدم بقدرات تعبيرية محدودة: لا حالة مشتركة، تعتمد بشكل رئيسي على إثباتات المعرفة الصفرية، المستخدم ينشئ الإثبات من جهة العميل، والمطور يحتاج كتابة دوائر مخصصة، والتجربة صعبة.
• بدأت الخصوصية المبكرة في 2013 مع CoinJoin في بيتكوين، ثم مونيرو في 2014، وزي كاش في 2016، ثم أدوات إيثيريوم مثل Tornado Cash (2019) وRailgun (2021).
• معظم أدوات خصوصية 1.0 تعتمد على إثباتات المعرفة الصفرية من جهة العميل، ما أدى إلى خلط بين “إثباتات المعرفة الصفرية للخصوصية” و"إثباتات المعرفة الصفرية للتحقق"، رغم أن العديد من أنظمة “المعرفة الصفرية” اليوم صممت للتحقق لا للخصوصية.
• الخصوصية 2.0 هي خصوصية متعددة المستخدمين بحالة مشتركة مشفرة تعتمد على الحوسبة متعددة الأطراف أو التشفير المتجانس الكامل، حيث يمكن للمستخدمين التعاون بسرية كما يتعاونون على إيثيريوم وسولانا في حالة مشتركة عامة.
• الحالة المشتركة المشفرة تعني أن عالم التشفير أصبح يمتلك أخيرًا حاسوب تشفير عام، ما يفتح مجالًا جديدًا للتصميم: أسواق مظلمة، مجمعات أموال خاصة، إقراض خاص، مزايدات عمياء، عملات سرية وأسواق ابتكار جديدة، بل يمكن تحقيقها على سلاسل شفافة قائمة.
• بيتكوين جلبت حالة معزولة عامة؛ إيثيريوم جلبت حالة مشتركة عامة؛ زي كاش جلبت حالة معزولة مشفرة؛ الخصوصية 2.0 تكمل القطعة الأخيرة: حالة مشتركة مشفرة.
• Arcium تبني هذا النوع من الحواسيب المشفرة، بهندسة مشابهة لشبكات الإثبات مثل Succinct، لكن باستخدام الحوسبة متعددة الأطراف بدل إثباتات المعرفة الصفرية، وأداتها Arcis تقوم بتحويل Rust إلى برامج حوسبة متعددة الأطراف لتنفيذ عمليات تشفير متعددة المستخدمين.
• من التطبيقات الناشئة للخصوصية 2.0: Umbra التي تستخدم Arcium لتحقيق مجمعات خصوصية بميزانيات وتبادلات سرية، Pythia لأسواق الفرص الخاصة، وMelee لأسواق الرأي بخصوصية في الاحتمالات والقرارات.

لفهم كيف وصلنا إلى هنا، ولماذا الحالة المشتركة المشفرة بهذه الأهمية، يجب أن نبدأ من أصل تقنيات الخصوصية.

الخصوصية 1.0

أول عاصفة للخصوصية في التشفير بدأت هنا.

حصل المستخدمون أخيرًا على خصوصية المعاملات عبر الخلاطات، مجمعات الأموال الخاصة والعملات المشفرة الخاصة. لاحقًا واجهت بعض التطبيقات مشاكل قانونية، وأثارت الجدل حول ما إذا كان يجب على أدوات الخصوصية التعامل مع الأنشطة غير القانونية.

الخصوصية 1.0 أطلقت نموذج الخصوصية أحادي المستخدم. يمكن التنسيق بين الأشخاص، ولكن لا يمكن التعاون الديناميكي كما في سلاسل الكتل القابلة للبرمجة، وقدرات التعبير عن الخصوصية كانت محدودة.

السمات الرئيسية للخصوصية 1.0:

• لا حالة مشتركة، الخصوصية في “نموذج أحادي المستخدم”، نطاق التطبيقات محدود
• تعتمد بشكل رئيسي على تقنية إثباتات المعرفة الصفرية
• إثباتات المعرفة الصفرية من جهة العميل توفر أعلى خصوصية، لكن التطبيقات المعقدة بطيئة
• تجربة المطور صعبة، يحتاج إلى كتابة دوائر مخصصة لبناء تطبيقات الخصوصية

ظهرت الخصوصية المشفرة لأول مرة في بيتكوين، قبل سنوات عدة من دخول تقنيات التشفير المتقدمة مثل إثباتات المعرفة الصفرية لعالم التشفير. لم تكن خصوصية بيتكوين المبكرة “خصوصية تشفيرية” حقيقية، بل كانت حيل تنسيقية ذكية لكسر الروابط الحتمية في دفتر الحسابات العام.

كانت البداية مع CoinJoin في 2013، حيث يدمج المستخدمون مدخلات ومخرجات المعاملات لخلط العلاقات بين المدفوعات. لم تستخدم هذه الطريقة تقريبًا أي تشفير، لكنها أدخلت الخصوصية على مستوى المعاملات.

ثم ظهرت تطبيقات مثل CoinShuffle (2014)، JoinMarket (2015)، TumbleBit (2016)، Wasabi (2018)، وWhirlpool (2018)، جميعها تعتمد على عمليات الخلط لجعل تتبع بيتكوين أصعب. بعضها أضاف حوافز، بعضها أدخل تشفيرًا متعدد الطبقات أو حسّن تجربة المستخدم.

كل هذه لم تقدم خصوصية تشفيرية قوية. لقد ضببت العلاقات، لكنها لم تقدم ضمانات رياضية أو خصوصية غير موثوق بها كما فعلت أنظمة إثبات المعرفة الصفرية لاحقًا. اعتمدت على التنسيق، الأساليب التحفيزية وعشوائية الخلط، وليس على إثباتات الهوية المجهولة الرسمية.

العملات المشفرة الخاصة

مونيرو ظهرت في 2014، في أول محاولة جدية لبناء سلسلة كتل خاصة بالكامل للمعاملات الخاصة، وليس كأداة خصوصية تضاف لسلسلة شفافة. نموذجها يعتمد على خصوصية حلقية احتمالية، حيث يتم خلط كل إدخال حقيقي مع 16 توقيع طُعم في كل معاملة. عمليًا، يمكن لهذا الإعداد أن يتعرض لهجمات إحصائية مثل MAP أو هجمات على طبقة الشبكة، ما يقلل من فاعلية الإخفاء. التحديثات المستقبلية مثل FCMP تهدف لتوسيع مجموعة الإخفاء لتشمل السلسلة بالكامل.

زي كاش أطلق في 2016، وسلك مسارًا مختلفًا جذريًا عن مونيرو. لا يعتمد على الخصوصية الاحتمالية، بل صُمم منذ البداية ليكون رمزًا لإثبات المعرفة الصفرية. قدم مجمع خصوصية مدعومًا بـ zk-SNARKs، موفرًا خصوصية تشفيرية للمستخدمين بدلًا من الاعتماد على توقيعات الطُعم. عند استخدامه بشكل صحيح، لا تكشف معاملات زي كاش عن المرسل أو المستقبل أو المبلغ، وتزداد قوة الإخفاء مع كل معاملة داخل المجمع.

ظهور الخصوصية القابلة للبرمجة على إيثيريوم

Tornado Cash (2019)

تم إطلاق Tornado Cash في 2019، ليمنح إيثيريوم لأول مرة خصوصية قابلة للبرمجة. رغم أنه اقتصر على التحويلات الخاصة، إلا أن المستخدمين أصبح بإمكانهم لأول مرة إيداع الأصول في عقد ذكي للخلاط ثم السحب باستخدام إثبات المعرفة الصفرية للحصول على خصوصية حقيقية على دفتر عام شفاف. استخدم Tornado على نطاق واسع بشكل قانوني، لكنه دخل في مشاكل قانونية خطيرة بعد استخدامه في غسيل أموال من كوريا الشمالية. هذا أظهر الحاجة لاستبعاد الجهات غير القانونية للحفاظ على نزاهة مجمعات الأموال، ومعظم تطبيقات الخصوصية الحديثة تطبق هذا الآن.

Railgun (2021)

ظهر Railgun في وقت لاحق من عام 2021، بهدف دفع خصوصية إيثيريوم إلى ما بعد الخلط البسيط، ليشمل تفاعلات DeFi الخاصة. لم يقتصر على خلط الإيداعات والسحوبات، بل سمح للمستخدمين باستخدام إثبات المعرفة الصفرية للتفاعل الخاص مع العقود الذكية، وإخفاء الأرصدة والتحويلات والعمليات على السلسلة، مع البقاء على إيثيريوم. هذا تقدم كبير عن نموذج Tornado، حيث يوفر Railgun حالة خاصة دائمة داخل العقود الذكية، وليس فقط دورة خلط وسحب. لا يزال Railgun نشطًا حتى اليوم، ومعتمدًا في بعض دوائر DeFi، ويظل واحدًا من أكثر محاولات الخصوصية القابلة للبرمجة طموحًا على إيثيريوم رغم أن تجربة المستخدم تبقى عائقًا رئيسيًا.

قبل المتابعة، يجب توضيح سوء فهم لا يزال شائعًا حتى الآن. مع انتشار أنظمة إثبات المعرفة الصفرية، يعتقد الكثيرون أن كلمة “معرفة صفرية” تعني الخصوصية. هذا غير صحيح. معظم التقنيات التي تحمل اسم “المعرفة الصفرية” اليوم هي إثباتات صحة، قوية جدًا في التوسع والتحقق، لكنها لا توفر أي خصوصية على الإطلاق.

هذا الخلط بين التسويق والواقع أدى لسوء فهم لسنوات، حيث يتم الخلط بين “إثباتات المعرفة الصفرية للخصوصية” و"إثباتات المعرفة الصفرية للتحقق"، رغم أنهما يعالجان مشكلات مختلفة تمامًا.

الخصوصية 2.0

الخصوصية 2.0 هي خصوصية بنموذج متعدد المستخدمين. لم يعد المستخدمون يتصرفون بمفردهم، بل يمكنهم التعاون بسرية كما يفعلون على سلاسل الكتل القابلة للبرمجة.

السمات الرئيسية للخصوصية 2.0:

• حالة مشتركة مشفرة، الخصوصية تدخل “نموذج متعدد المستخدمين”
• تعتمد على الحوسبة متعددة الأطراف والتشفير المتجانس الكامل
• افتراضات الثقة للخصوصية تعتمد على الحوسبة متعددة الأطراف، والتشفير المتجانس الكامل يشارك نفس الافتراضات، لأن فك التشفير العتبي للحالة المشتركة المشفرة يتطلب تنفيذ حوسبة متعددة الأطراف
• يتم تجريد الدوائر، ولا يحتاج المطورون لكتابة دوائر مخصصة (إلا عند الحاجة)

هذا يتم عبر الحاسوب المشفر، ما يسمح لعدة أشخاص بالتعاون على حالة مشفرة. الحوسبة متعددة الأطراف والتشفير المتجانس الكامل هما التقنيتان الأساسيتان— كلاهما يدعم الحساب على بيانات مشفرة.

ماذا يعني هذا؟

نموذج الحالة المشتركة الذي يقود إيثيريوم وسولانا يمكن الآن أن يوجد في ظل الخصوصية. لم يعد الأمر مجرد معاملة خاصة لمرة واحدة، ولا أداة لإثبات شيء ما في السر، بل هو حاسوب تشفير عام.

هذا يفتح مجالًا جديدًا بالكامل للتصميم في عالم التشفير. لفهم السبب، علينا مراجعة تطور الحالة في عالم التشفير:

• بيتكوين جلبت حالة معزولة عامة
• إيثيريوم جلبت حالة مشتركة عامة
• زي كاش جلبت حالة معزولة مشفرة

ما كان مفقودًا هو الحالة المشتركة المشفرة.

الخصوصية 2.0 تملأ هذا الفراغ. إنها تولد اقتصاديات جديدة، تطبيقات جديدة، ومجالات جديدة غير مسبوقة. من وجهة نظري، هذه أكبر طفرة في مجال التشفير منذ العقود الذكية وأوراكل البيانات.

Arcium تبني هذه التقنية.

هيكلها يشبه شبكات الإثبات مثل Succinct أو Boundless، لكن بدلًا من إثباتات المعرفة الصفرية للتحقق من التنفيذ، تستخدم الحوسبة متعددة الأطراف لتنفيذ الحسابات على البيانات المشفرة.

على عكس SP1 أو RISC Zero التي تحول Rust إلى برامج إثبات معرفة صفرية، لدى Arcium أداة Arcis التي تحول Rust إلى برامج حوسبة متعددة الأطراف. ببساطة: هو حاسوب تشفير.

تشبيه آخر هو “Chainlink مجال الخصوصية”.

خصوصية غير مرتبطة بالسلاسل والأصول

Arcium صُممت لتكون غير مرتبطة بسلسلة كتل معينة، يمكن ربطها بأي سلسلة قائمة، وتتيح الحالة المشتركة المشفرة على سلاسل شفافة مثل إيثيريوم وسولانا. لا يحتاج المستخدمون لمغادرة النظم البيئية المألوفة للحصول على الخصوصية. سيتم إطلاقها أولاً على سولانا، مع إصدار Alpha على الشبكة الرئيسية هذا الشهر.

زي كاش ومونيرو أدمجتا الخصوصية في عملتهما نفسها. هذا ناجح، لكنه يخلق أيضًا عالم عملات مستقل مع تقلباته. Arcium تتبع نهج غير مرتبط بالأصول، وتضيف الخصوصية للأصول التي يمتلكها المستخدمون مسبقًا. لكل نهج مزاياه وعيوبه، لكن المرونة مهمة جدًا للمستخدمين.

وبالتالي، يمكن تقريبًا تشغيل أي حالة استخدام تحتاج للخصوصية على الحوسبة المشفرة.

تأثير Arcium يتجاوز مجال التشفير. ليست سلسلة كتل، بل حاسوب مشفر. نفس المحرك مناسب بوضوح للصناعة التقليدية أيضًا.

من الصفر إلى الواحد: التطبيقات والقدرات

الحالة المشتركة المشفرة تفتح مجال تصميم غير مسبوق لعالم التشفير. ولهذا ظهرت التطبيقات التالية:

@UmbraPrivacy: مجمع خصوصية على سولانا. يستخدم Umbra منصة Arcium لتحقيق وظائف تعجز عنها Railgun، ويدعم الأرصدة السرية والتبادل الخاص، بينما تستخدم إثباتات المعرفة الصفرية للتحويلات. توفر أعلى درجات الخصوصية مع افتراضات ثقة دنيا، وتقدم SDK موحد لمجمع الخصوصية يمكن لأي مشروع دمجه لتحقيق خصوصية معاملات سولانا.

@PythiaMarkets: أسواق الفرص التي توفر نافذة سرية للرعاة. سوق معلومات جديد، حيث يراهن الكشافة على فرص غير مستغلة، ويكتشف الرعاة المعلومات دون تسريب الألفا.

@MeleeMarkets: سوق توقعات بمنحنى ربط. شبيه بـ Pumpfun لكن لأسواق التوقعات. كلما دخلت مبكرًا، كان السعر أفضل. سيتم تطوير أسواق رأي تسمح للمستخدمين بالتعبير عن آرائهم الحقيقية، تبقى الاحتمالات والقرارات سرية، ما يحل مشكلات الانهيار الجماعي والتلاعب بالأوراكل. ستوفر Arcium الخصوصية الضرورية لأسواق الرأي والقرارات الخاصة.

المجمعات المظلمة: مشاريع مثل @EllisiumLabs، @deepmatch_enc وعروض Arcium للمجمعات المظلمة تستخدم الحالة المشتركة المشفرة لتنفيذ تداولات خاصة، ما يمنع السبق واختفاء الأسعار، ويوفر أفضل أسعار تنفيذ.

ألعاب السلسلة: تسمح Arcium بتشغيل الحالات المخفية ومولد أرقام عشوائية مشفر (CSPRNG) داخل الحالة المشتركة المشفرة، ما يعيد السرية والعدالة العشوائية. الألعاب الاستراتيجية، ألعاب الورق، حرب الضباب، RPG وألعاب التظاهر يمكن تشغيلها على السلسلة أخيرًا. العديد من الألعاب تعمل الآن على Arcium.

العقود الدائمة الخاصة، الإقراض الخاص، المزادات العمياء، التنبؤ والتدريب التعاوني للذكاء الاصطناعي المشفر هي أيضًا استخدامات مستقبلية واعدة.

وبالإضافة لهذه الأمثلة، يمكن بناء أي منتج يحتاج للخصوصية تقريبًا. توفر Arcium محرك تنفيذ تشفير عام يمنح المطورين قدرة تخصيص كاملة، بينما يوفر Umbra الآن SDK لتحويلات وتبادلات سولانا. الجمع بينهما يجعل تحقيق الخصوصية على سولانا ممكنًا للأنظمة المعقدة والدمج البسيط على حد سواء.

SPL السري: معيار توكن الخصوصية الجديد لسولانا

Arcium تبني أيضًا C-SPL، معيار توكن سري لسولانا. يعالج هذا المعيار مشاكل معايير توكن الخصوصية “1.0” السابقة على سولانا: صعوبة الدمج، محدودية القدرات، عدم إمكانية استخدامها في البرامج على السلسلة. C-SPL يحسّن هذا الأساس ويزيل العوائق التي منعت انتشار توكن الخصوصية.

هذا يجعل من السهل دمج توكن الخصوصية في أي تطبيق دون تحميل المستخدمين عبء إضافي.

بدمج SPL Token وToken-2022 وامتدادات التحويلات الخاصة وحوسبة Arcium المشفرة، يوفر C-SPL معيارًا عمليًا وقابلًا للتركيب الكامل لتوكنات سولانا السرية.

الخاتمة

نحن لا نزال في مراحل مبكرة من هذا التطور، والمجال أوسع من أي نهج واحد. تواصل زي كاش ومونيرو حل مشكلات هامة في مجالهما، وأظهرت أدوات الخصوصية المبكرة إمكانياتها. الحالة المشتركة المشفرة تحل مشكلة مختلفة تمامًا عبر تمكين عمليات خاصة متعددة المستخدمين على نفس الحالة ودون مغادرة النظام البيئي القائم. إنها تكمل الفراغ، لا تستبدل الماضي.

الخصوصية تتحول تدريجيًا من ميزة اختيارية متخصصة إلى عنصر أساسي في بناء التطبيقات. لم تعد تتطلب عملة جديدة أو سلسلة جديدة أو نظام اقتصادي جديد، بل توسع من قدرات المطورين فقط. رسخت الحقبة السابقة الحالة المشتركة العامة كأساس، وستوسع الحقبة التالية هذا الأساس بالحالة المشتركة المشفرة، مضيفة الطبقة التي كانت مفقودة سابقًا.