تاريخ إثبات الاحتياطي
سوف تقدم هذه الدرس تاريخ إثبات الاحتياطي، وكذلك مزايا وعيوب تقنيات إثبات الاحتياطي المختلفة.
إثبات الاحتياطي تطور من إثبات مباشر للأصول، مدخل تقنيات موثوقة وعمليات لتحسين عملية الإثبات بشكل مستمر، وأخيرا تطوير إلى إثبات الديون. تشمل هذه التقنيات الأطراف الثالثة الموثوقة، أشجار ميركل، ودلائل الصفر المعرفة، وغيرها.
إثبات الأصول
في عام 2011، أثبتت MtGox، أكبر بورصة بيتكوين في ذلك الوقت، أنها تمتلك الأموال عن طريق إرسال 424،242 بيتكوين إلى عنوان معلن مسبقًا. يمكن أن يثبت هذا الأسلوب فقط ملكية الأصول ولا يمكن أن يثبت مسؤوليات البورصة. لا يوجد لدى المستخدمين وسيلة لمعرفة ما إذا كانت هذه الكمية الدقيقة من الأصول قد تم إختلاسها.
إثبات الديون
أكبر الفرق بين إثبات الديون وإثبات الأصول هو أن إثبات الديون لا يثبت فقط عدد الأصول التي تمتلكها البورصة ولكنه أيضًا يكشف عن عدد الأصول التي قام المستخدمون بإيداعها.
الكشف المباشر
دين الصرافة هو الأصول التي يقوم المستخدم بإيداعها. أبسط طريقة لإثبات أصول المستخدم هي الكشف عن قائمة تحتوي على حسابات المستخدمين والأرصدة، مما يتيح للمستخدمين التحقق مما إذا كانت أرصدة حساباتهم صحيحة.
ومع ذلك، هذا النهج يعاني من عيوب كبيرة:
① لا يمكننا ضمان صحة القائمة المقدمة من قبل البورصة.
② خلال العملية، قد يتم تسرب معلومات حساب المستخدم والأرصدة.
لذلك، تعتبر طريقة الكشف المباشرة هي الأساس النظري لإثبات الديون ولكنها لم تُطبق حتى الآن من قبل أي تبادل تجاري.
أشجار ميركل
شجرة ميركل هي هيكل بيانات مماثل لـ "شجرة"، حيث يُسمى البيانات في الجزء السفلي من الشجرة "أوراق الشجرة" والبيانات في الوسط "العقد الوسيطة". يمكن معالجة أوراق الشجرة اليسرى واليمنى عن طريق التجزئة (مشيرًا إلى معالجة أي قيمة مدخلة من خلال طريقة معينة للحصول على قيمة محددة) لإخراج قيمة العقد الوسيط. قيم العقد الوسيط الأيسر والأيمن، عند تجزئتها، تنتج قيمة إخراج فريدة للعقد الوسيط العلوي. بعد معالجة الطبقة بعد الأخرى، النتيجة النهائية هي العقدة الجذرية لشجرة ميركل. هذه القيمة فريدة، وأي تغيير في أوراق الشجرة سيؤدي إلى تغيير في العقدة الجذرية.
في هذه الطريقة، يتم الحصول على إجمالي أصول المستخدم التي تحتفظ بها التبادل من خلال إضافتها طبقة بعد طبقة. ومع ذلك، عند وضع بيانات حساب المستخدم والرصيد مباشرة في العقد، ما زالت هناك أزمة تسرب معلومات بصورة صغيرة. باستخدام المثال في الرسم البياني أعلاه، يمكن للمستخدم تشارلي، المميز باللون الأخضر، ألا يعرف فقط بعض المعلومات عن ديفيد ولكن أيضًا الأرصدة الإجمالية لأليس وبوب على اليمين. لذلك، هناك تحسينات تكنولوجية جديدة في العُقد النهائية:
(1) كما هو مبين في الشكل أعلاه، قم بعملية تجزئة (hash) لهوية حساب المستخدم مع قيمة محددة.
(2) قسم رصيد المستخدم. على سبيل المثال، يمكن تقسيم 10 ETH الخاصة بتشارلي إلى قسمين، كل قسم يحتوي على 5 ETH موجودة في قسمين منفصلين.
(3) قم بعمل تجزئة لمعرف المستخدم والرصيد بشكل منفصل، ثم قم بتجزئة القيم المحصلة مرة أخرى.
على الرغم من وجود أساليب تحسين مختلفة، إلا أن هناك مشكلة واحدة لا يمكن لأشجار ميركل حلها: حسابات الرصيد السلبي. في الاستخدام العملي، قد يواجه المستخدمون تداول الرافعة المالية، والعقود الدائمة، ومنتجات أخرى بعد إيداع العملة المشفرة. إذا حدثت خسائر، يجب أن تكون الخسارة القصوى 100٪ من رأس المال، مما يعني أن أرصدة حساب المستخدم يجب أن تكون أكبر من أو تساوي 0.
لذلك، يتم تشغيل حسابات الرصيد السالب عمومًا من قبل التبادلات الخبيثة. إذا قام التبادل بالاستيلاء على 500 ETH، استنادًا إلى الحسابات العادية، فإن نسبة الاحتياطي الفعلية لأصول التبادل المملوكة على الأرجح أقل من 100٪، مكشوفة سلوكه الاستيلاء. ومع ذلك، يمكن للتبادل استخدام حساب يسمى هنري برصيد -500 ETH، كما هو موضح في الرسم البياني، لجعل إجمالي الأصول التي تم إنشاؤها بواسطة شجرة ميركل تساوي أو أقل من الأصول الفعلية التي قام التبادل بالاستيلاء عليها، مما يخلق انطباعًا خاطئًا بأن نسبة الاحتياطي أكبر من 100٪.
التدقيق من قبل جهة خارجية
في السياقات اليومية ، يشير "التدقيق" بشكل أساسي إلى أنشطة الإشراف الاقتصادي المستقلة ، ويسمى الكيان الذي يشارك في هذا النشاط "شركة تدقيق". تشمل سيناريوهات التطبيق الشائعة تدقيق التقارير المالية للشركات المدرجة ، وعمليات التدقيق الحكومية ، وما إلى ذلك. في عالم التشفير ، تبحث CEXs عن شركات تدقيق ذات سمعة طيبة من المجالات التقليدية لإجراء عمليات التدقيق. نظرا للطبيعة الفريدة لصناعة التشفير ونظام التدقيق غير الكامل ، يجب دمج العديد من عمليات تدقيق الجهات الخارجية مع تقنية شجرة ميركل.
ستستخدم شركات التدقيق أرصدة المستخدمين المقدمة من قبل الصرف لإنشاء شجرة ميركل. بعد إنشاء شجرة ميركل، يتحقق المدققون من إجمالي أرصدة المستخدمين وينشرون شجرة ميركل الكاملة وجذر التجزئة. يمكن للمستخدمين إدخال معرف مستخدمهم المجزأ ورصيدهم المميز إلى واجهة التحقق لتشغيل عملية التحقق.
الميزة من هذه الطريقة هي أنها يمكن أن تزيد من المصداقية من خلال شركات التدقيق المعروفة. ومع ذلك، فإنها تعتمد على أخلاقيات المحترفين في مجال التدقيق ولا يمكن ضمان أن المدققين لن يتآمروا مع الصرف لأغراض خبيثة. ولذلك، لتقديم إثبات الاحتياطي بطريقة أكثر أمانًا وشفافية، أصبحت التدقيقات من قبل أطراف ثالثة تدريجياً وسائل دليلية مساعدة أو تم التخلي عنها.
اختراق تقني: دلائل الصفر المعرفة
كما ذكرنا سابقا ، لا يمكن لهيكل شجرة ميركل الحالي حل حسابات الرصيد السلبي وقضايا الخصوصية. في ديسمبر 2022 ، نشر فيتاليك بوتيرين ، مؤسس Ethereum ، مقالا بعنوان " وجود بورصة مشفرة آمنة: إثبات الوفاء بالالتزامات المالية وما وراء ذلك, يناقش كيف يمكن للتبادلات أن تكون لديها دليل أفضل على الوفرة. يقترح المقال إدخال تقنيات جديدة مثل zk-SNARKs القائمة على الإثبات التقليدي للاحتياطيات لضمان مزيد من الشفافية والنزاهة وإثبات الاحتياطيات الحقيقي. وقد دفع ذلك أيضًا التبادلات الرئيسية إلى استكشاف استخدام البراهين بدون معرفة لاستبدال إثبات الاحتياطيات.
استنتاج
من الإثبات البسيط للأصول إلى استخدام التكنولوجيا التشفيرية، فإن إثبات الاحتياطي من قبل التبادلات يتطور نحو اللامركزية والخصوصية والشفافية. في الدرس القادم، سنستكشف توحيد الأدلة بدون معرفة الصفر وإثبات الاحتياطي.
تاريخ إثبات الاحتياطي
سوف تقدم هذه الدرس تاريخ إثبات الاحتياطي، وكذلك مزايا وعيوب تقنيات إثبات الاحتياطي المختلفة.
إثبات الاحتياطي تطور من إثبات مباشر للأصول، مدخل تقنيات موثوقة وعمليات لتحسين عملية الإثبات بشكل مستمر، وأخيرا تطوير إلى إثبات الديون. تشمل هذه التقنيات الأطراف الثالثة الموثوقة، أشجار ميركل، ودلائل الصفر المعرفة، وغيرها.
إثبات الأصول
في عام 2011، أثبتت MtGox، أكبر بورصة بيتكوين في ذلك الوقت، أنها تمتلك الأموال عن طريق إرسال 424،242 بيتكوين إلى عنوان معلن مسبقًا. يمكن أن يثبت هذا الأسلوب فقط ملكية الأصول ولا يمكن أن يثبت مسؤوليات البورصة. لا يوجد لدى المستخدمين وسيلة لمعرفة ما إذا كانت هذه الكمية الدقيقة من الأصول قد تم إختلاسها.
إثبات الديون
أكبر الفرق بين إثبات الديون وإثبات الأصول هو أن إثبات الديون لا يثبت فقط عدد الأصول التي تمتلكها البورصة ولكنه أيضًا يكشف عن عدد الأصول التي قام المستخدمون بإيداعها.
الكشف المباشر
دين الصرافة هو الأصول التي يقوم المستخدم بإيداعها. أبسط طريقة لإثبات أصول المستخدم هي الكشف عن قائمة تحتوي على حسابات المستخدمين والأرصدة، مما يتيح للمستخدمين التحقق مما إذا كانت أرصدة حساباتهم صحيحة.
ومع ذلك، هذا النهج يعاني من عيوب كبيرة:
① لا يمكننا ضمان صحة القائمة المقدمة من قبل البورصة.
② خلال العملية، قد يتم تسرب معلومات حساب المستخدم والأرصدة.
لذلك، تعتبر طريقة الكشف المباشرة هي الأساس النظري لإثبات الديون ولكنها لم تُطبق حتى الآن من قبل أي تبادل تجاري.
أشجار ميركل
شجرة ميركل هي هيكل بيانات مماثل لـ "شجرة"، حيث يُسمى البيانات في الجزء السفلي من الشجرة "أوراق الشجرة" والبيانات في الوسط "العقد الوسيطة". يمكن معالجة أوراق الشجرة اليسرى واليمنى عن طريق التجزئة (مشيرًا إلى معالجة أي قيمة مدخلة من خلال طريقة معينة للحصول على قيمة محددة) لإخراج قيمة العقد الوسيط. قيم العقد الوسيط الأيسر والأيمن، عند تجزئتها، تنتج قيمة إخراج فريدة للعقد الوسيط العلوي. بعد معالجة الطبقة بعد الأخرى، النتيجة النهائية هي العقدة الجذرية لشجرة ميركل. هذه القيمة فريدة، وأي تغيير في أوراق الشجرة سيؤدي إلى تغيير في العقدة الجذرية.
في هذه الطريقة، يتم الحصول على إجمالي أصول المستخدم التي تحتفظ بها التبادل من خلال إضافتها طبقة بعد طبقة. ومع ذلك، عند وضع بيانات حساب المستخدم والرصيد مباشرة في العقد، ما زالت هناك أزمة تسرب معلومات بصورة صغيرة. باستخدام المثال في الرسم البياني أعلاه، يمكن للمستخدم تشارلي، المميز باللون الأخضر، ألا يعرف فقط بعض المعلومات عن ديفيد ولكن أيضًا الأرصدة الإجمالية لأليس وبوب على اليمين. لذلك، هناك تحسينات تكنولوجية جديدة في العُقد النهائية:
(1) كما هو مبين في الشكل أعلاه، قم بعملية تجزئة (hash) لهوية حساب المستخدم مع قيمة محددة.
(2) قسم رصيد المستخدم. على سبيل المثال، يمكن تقسيم 10 ETH الخاصة بتشارلي إلى قسمين، كل قسم يحتوي على 5 ETH موجودة في قسمين منفصلين.
(3) قم بعمل تجزئة لمعرف المستخدم والرصيد بشكل منفصل، ثم قم بتجزئة القيم المحصلة مرة أخرى.
على الرغم من وجود أساليب تحسين مختلفة، إلا أن هناك مشكلة واحدة لا يمكن لأشجار ميركل حلها: حسابات الرصيد السلبي. في الاستخدام العملي، قد يواجه المستخدمون تداول الرافعة المالية، والعقود الدائمة، ومنتجات أخرى بعد إيداع العملة المشفرة. إذا حدثت خسائر، يجب أن تكون الخسارة القصوى 100٪ من رأس المال، مما يعني أن أرصدة حساب المستخدم يجب أن تكون أكبر من أو تساوي 0.
لذلك، يتم تشغيل حسابات الرصيد السالب عمومًا من قبل التبادلات الخبيثة. إذا قام التبادل بالاستيلاء على 500 ETH، استنادًا إلى الحسابات العادية، فإن نسبة الاحتياطي الفعلية لأصول التبادل المملوكة على الأرجح أقل من 100٪، مكشوفة سلوكه الاستيلاء. ومع ذلك، يمكن للتبادل استخدام حساب يسمى هنري برصيد -500 ETH، كما هو موضح في الرسم البياني، لجعل إجمالي الأصول التي تم إنشاؤها بواسطة شجرة ميركل تساوي أو أقل من الأصول الفعلية التي قام التبادل بالاستيلاء عليها، مما يخلق انطباعًا خاطئًا بأن نسبة الاحتياطي أكبر من 100٪.
التدقيق من قبل جهة خارجية
في السياقات اليومية ، يشير "التدقيق" بشكل أساسي إلى أنشطة الإشراف الاقتصادي المستقلة ، ويسمى الكيان الذي يشارك في هذا النشاط "شركة تدقيق". تشمل سيناريوهات التطبيق الشائعة تدقيق التقارير المالية للشركات المدرجة ، وعمليات التدقيق الحكومية ، وما إلى ذلك. في عالم التشفير ، تبحث CEXs عن شركات تدقيق ذات سمعة طيبة من المجالات التقليدية لإجراء عمليات التدقيق. نظرا للطبيعة الفريدة لصناعة التشفير ونظام التدقيق غير الكامل ، يجب دمج العديد من عمليات تدقيق الجهات الخارجية مع تقنية شجرة ميركل.
ستستخدم شركات التدقيق أرصدة المستخدمين المقدمة من قبل الصرف لإنشاء شجرة ميركل. بعد إنشاء شجرة ميركل، يتحقق المدققون من إجمالي أرصدة المستخدمين وينشرون شجرة ميركل الكاملة وجذر التجزئة. يمكن للمستخدمين إدخال معرف مستخدمهم المجزأ ورصيدهم المميز إلى واجهة التحقق لتشغيل عملية التحقق.
الميزة من هذه الطريقة هي أنها يمكن أن تزيد من المصداقية من خلال شركات التدقيق المعروفة. ومع ذلك، فإنها تعتمد على أخلاقيات المحترفين في مجال التدقيق ولا يمكن ضمان أن المدققين لن يتآمروا مع الصرف لأغراض خبيثة. ولذلك، لتقديم إثبات الاحتياطي بطريقة أكثر أمانًا وشفافية، أصبحت التدقيقات من قبل أطراف ثالثة تدريجياً وسائل دليلية مساعدة أو تم التخلي عنها.
اختراق تقني: دلائل الصفر المعرفة
كما ذكرنا سابقا ، لا يمكن لهيكل شجرة ميركل الحالي حل حسابات الرصيد السلبي وقضايا الخصوصية. في ديسمبر 2022 ، نشر فيتاليك بوتيرين ، مؤسس Ethereum ، مقالا بعنوان " وجود بورصة مشفرة آمنة: إثبات الوفاء بالالتزامات المالية وما وراء ذلك, يناقش كيف يمكن للتبادلات أن تكون لديها دليل أفضل على الوفرة. يقترح المقال إدخال تقنيات جديدة مثل zk-SNARKs القائمة على الإثبات التقليدي للاحتياطيات لضمان مزيد من الشفافية والنزاهة وإثبات الاحتياطيات الحقيقي. وقد دفع ذلك أيضًا التبادلات الرئيسية إلى استكشاف استخدام البراهين بدون معرفة لاستبدال إثبات الاحتياطيات.
استنتاج
من الإثبات البسيط للأصول إلى استخدام التكنولوجيا التشفيرية، فإن إثبات الاحتياطي من قبل التبادلات يتطور نحو اللامركزية والخصوصية والشفافية. في الدرس القادم، سنستكشف توحيد الأدلة بدون معرفة الصفر وإثبات الاحتياطي.