מהי הוכחת אפס ידע באבטחת סייבר וכיצד זה עובד?

הוכחת אפס ידע (ZKP) צוברת פופולריות רבה לאחרונה למטרות שונות. הוא מאפשר אימות מידע מבלי לחשוף את הנתונים הבסיסיים, ובכך מציע רמה גבוהה יותר של אבטחה ופרטיות למידע רגיש.

אבל מהי בדיוק הוכחה של אפס ידע, איך היא פועלת, ומהם מקרי השימוש של מערכת הוכחת אפס ידע? בוא נגלה.

מהי הוכחת אפס ידע?

גולדווסר, מיקאלי ורקוף הציעו הוכחות אפס ידע במאמרם "מורכבות הידע של מערכות הוכחה אינטראקטיביות."

במערכת הוכחת אפס ידע, צד אחד (מוכיח) צריך להוכיח לגורם אחר (מאמת) ש- הצהרה ספציפית נכונה מבלי לחשוף מידע נוסף פרט לכך שהמשפט כן נָכוֹן. זה מושג על ידי הצגת כמות מינימלית של מידע למאמת כדי שיוכל לאשר שהמשפט אכן נכון.

לדוגמה, פול רוצה שאניטה תוכיח את הידע שלה על קוד סודי של דלת קסם שמחבר בין שני נתיבים (A ו-B) בתוך מערה. אניטה עוברת דרך הדלת מספר פעמים, מתחילה מנתיב A ומגיחת דרך נתיב B, בעוד פול נשאר בחוץ.

על ידי חזרה על ההישג הזה מספר פעמים, אניטה מוכיחה שהיא יודעת את הקוד לפתיחת דלת הקסם בתוך המערה מבלי לחשוף את הקוד לפול.

איך עובדת הוכחת אפס ידע?

הוכחות אפס ידע פועלות בכך שהמוכיח והמאמת מבצעים סדרה של אינטראקציות. אינטראקציות אלו כוללות בדרך כלל סבבי תקשורת מרובים. במהלך כל אינטראקציה, המוכיח בונה הוכחות התומכות באמיתות הצהרת המוכיח.

המאמת יוצר לעתים קרובות אתגרים מרובים הקשורים להצהרה המוכחת. והמוכיח מגיב בכל פעם עם הוכחה מעוצבת בקפידה כדי לשכנע את המאמת לגבי אמיתות ההצהרה מבלי לחשוף מידע כלשהו הקשור להצהרה.

אתגרים ואינטראקציות חוזרים על עצמם מספר פעמים כדי למנוע את הסיכוי שהמוכיח ינחש לגבי ההצהרה.

הוכחת אפס ידע מאפשרת לך לחלוק הוכחת ידע עם הצד השני מבלי לחשוף פרטים נוספים על הידע. כדי לגרום לזה לקרות, פרוטוקול האפס ידע תלוי באלגוריתמים שלוקחים נתונים מסוימים כקלט ומחזירים את הפלט כאמת או כוזב עבור הקלט הנתון.

להלן שלושה קריטריונים שמערכת הוכחת אפס ידע חייבת לעמוד בהם.

1. שְׁלֵמוּת

אם ההצהרה נכונה, מוכיח ישר יכול לשכנע מוודא ישר לגבי אמיתות ההצהרה.

2. תְקֵפוּת

אם ההצהרה שקרית (כלומר שמוכיח לא יודע את ההצהרה הנכונה), אז אף מוכיח לא ישר לא יכול לשכנע מוודא ישר לגבי אמיתות ההצהרה.

3. אפס ידע

הוכחות אפס ידע (ZKPs) מבטיחות שהמאמת לא מקבל שום ידע לגבי ההצהרה המוכחת, אלא אם היא נכונה או לא נכונה. יתר על כן, המאמת אינו מסוגל לחלץ מידע כלשהו על ההצהרה מההוכחה שסיפק המוכיח, אשר נבנתה כדי להוכיח את אמיתות ההצהרה.

סוגי הוכחות אפס ידע

להלן שני סוגים עיקריים של הוכחות אפס ידע שכדאי לדעת עליהם.

הוכחות אפס ידע אינטראקטיביות

במערכת הוכחת אפס ידע אינטראקטיבית, המוכיח בונה הוכחות לגבי ההצהרה ושולח אותה למאמת. לאחר מכן, המאמת שואל שאלות ויוצר אתגרים. המוכיח מגיב לאתגרים של המאמת וממשיך באינטראקציה. תהליך תקשורת הלוך ושוב זה מאפשר למוודא להשתכנע לגבי אמיתות ההצהרה.

הוכחות אפס ידע לא אינטראקטיביות

במערכת הוכחת אפס ידע לא אינטראקטיבית, המוכיח יוצר הוכחה אחת שהמוכיח יכול לאמת באופן עצמאי ללא כל אינטראקציה נוספת.

מתוך שתיים, הוכחות אפס ידע אינטראקטיביות אינטנסיביות יותר מבחינה חישובית שכן טכנולוגיית ZKP אינטראקטיבית עושה חישובים נוספים עקב אינטראקציות הלוך ושוב.

יישומים ומקרי שימוש בהוכחת אפס ידע

להלן כמה מקרי שימוש של פרוטוקולי אפס ידע.

אימות

הוכחות אפס ידע (ZKPs) יכול לשמש לאימות משתמשים מבלי להחליף מידע סודי, כגון שמות משתמש או סיסמאות. זה יכול לשפר את חווית המשתמש ולשחרר חברות מלשמור כמויות אדירות של נתוני משתמש בשרתים שלהן.

עסקאות פרטיות

עסקאות בלוקצ'יין אינן פרטיות. במקום זאת, הם מקושרים לכתובות של ארנק קריפטו בדוי. וממשלות יכולות להתחקות אחר עסקאות אלו, ולאפשר להן לתפוס פושעי רשת אפלים.

לגיטימי לתפוס פושעים על ידי מעקב אחר עסקאות אלו. אבל מה לגבי משטר דיכוי שעוקב אחר משתמשי קריפטו רגילים באמצעות מידע המאוחסן בפנקס הציבורי?

על ידי הטמעת הוכחות אפס ידע, חברות יכולות לאפשר עסקאות מוגנות שבהן כתובות השולח והנמען וסכומי העסקאות מוסתרים מהבלוקצ'יין הציבורי.

לדוגמה, ZCash ומונרו מציעות עסקאות פרטיות באמצעות הוכחות אפס ידע.

שרשראות אספקה ​​מאובטחות

השימוש בהוכחת אפס ידע יכול לשפר את האבטחה בשרשרת האספקה. זה יכול לאמת את שלמות הנתונים, לאמת את אישורי הספקים, להוכיח את האותנטיות של מוצרים או שירותים ולאפשר מעקב מאובטח ללא צורך בחשיפת מידע רגיש.

יתרה מכך, הוכחות אפס ידע מאפשרות לחברות להוכיח לרגולטורים ולרשויות שהן מצייתות לחוקים החלים ולסטנדרטים בתעשייה.

אימות זהות פרטית

הוכחות אפס ידע עוזרות להגן על פרטיות המשתמש. הרשויות יכולות לאמת את זהותו של כל אדם ללא צורך לחשוף מידע רגיש.

לדוגמה, א אפליקציית פיננסים מבוזרים (DeFi). ייתכן שיהיה עליך לוודא שמשתמש שייך למדינה מסוימת. התהליך המסורתי יחייב את המשתמש להגיש את פרטי הדרכון או מספר רישיון הנהיגה שלו. אבל בעזרת פרוטוקול זהות מבוסס ZKP של צד שלישי, המשתמש יכול להוכיח שהוא מרשימה של מדינות מותרות גם מבלי לציין את שם המדינה שלו.

הוכחת חברות

הוכחת אפס ידע יכולה לאפשר למשתמשים להוכיח שהם חלק ממערך ציבורי גדול מבלי לומר לאיזה חלק מהקבוצה הציבורית הם שייכים.

לדוגמה, בנק ING ההולנדי השיק את החברות בקבוצת אפס ידע (ZKSM), המאפשרת למשתמשים להוכיח שהם חברים באיחוד האירופי מבלי לומר באילו מדינות הם חיים.

חסרונות של שימוש בהוכחת אפס ידע

הוכחת אפס ידע מציעה יתרונות משמעותיים. אבל יש להם גם כמה בעיות.

האתגר הגדול ביותר הוא עלויות החומרה. הפקת הוכחות אפס ידע דורשות חישובים מורכבים, המבוצעים לרוב במכונות מיוחדות שמחיר הרכישה עולה.

יתרה מכך, אימות הוכחות דורש גם חישובים מורכבים. אז זה לא אפשרי ליישם הוכחת אפס ידע אלא אם כן לחברות יש תקציבים גדולים לכך.

כמו כן, היעדר משאבי הדרכה וכלי מפתחים עבור יישומי ZKP מעכב אימוץ רחב יותר של הוכחות אפס ידע.

הוכחות אפס ידע לשיפור הפרטיות

האקרים ושחקני איומים מנסים כל הזמן להשיג את המידע הרגיש שלך. אז בצע את הצעדים הדרושים כדי להגן על הנתונים שלך. חפש יישומים המבוססים על הוכחות אפס ידע והשתמש בהם כדי להגן על הפרטיות והאבטחה שלך.

כמו כן, עליך להשתמש בהצפנה של אפס ידע כדי להגן על הנתונים הרגישים שלך.