مقدمة إلى المعاملات السرية
جدول المحتويات
المقدمة
ما هي المعاملات السرية؟
نظرة عامة على التشفير المستخدم
ما الذي تستطيع المعاملات السرية تحقيقه؟
أفكار ختامية
مقدمة إلى المعاملات السرية
الصفحة الرئيسيةالمقالات
مقدمة إلى المعاملات السرية

مقدمة إلى المعاملات السرية

متقدم
Published Feb 10, 2020Updated Mar 2, 2022
6m

المقدمة

عادة ما تعد شفافية النظام أمراً في غاية الأهمية لعمل سلسلة البلوكشين. ويعني ذلك أن كل عُقدة على الشبكة تستطيع تخزين نسخة من المعاملة والتحقق من عدم اختراق أي قواعد. بالنسبة للعديد من السجلات المالية المُوزَعة، يستطيع أي شخص تحميل مستكشف الكتلة الذي يسمح له بالبحث في الكتل والمعاملات وكذلك العناوين.

فيما يخص الخصوصية، ليس ذلك بالأمر المثالي. في نظام مثل البيتكوين، يمكن ربط كل معاملة بالمعاملة السابقة. والعملات ليست قابلة للتبادل من الناحية الفنية، مما يعني إمكانية ربط كل عملة بمعاملات محددة. لا يستطيع أي شخص منعك من إرسال عملات البيتكوين، ولكنه يستطيع رفض قبول مُعاملتك إذامَرَّت تلك العملات مسبقاً عبر عنوان مُدرج في القائمة السوداء.

في أسوأ الاحتمالات، قد يؤثر غياب القابلية للتبادل بشكل كبير على أسس النظام. فقد تكون العملات الجديدة أكثر جاذبية، بينما قد تقل قيمة العملات القديمة نظراً لتاريخها.

عادة ما تكون خصوصية البيتكوين أمراً مبالغاً فيه؛ ففضلاً عن إمكانية تتبع العملات يُمكن تتبع المستخدمين أيضاً. كما تستخدم عملات البيتكوين هويات مستعارة (حيث تكون العناوين متاحة للعامة بدلاً من الأسماء)، ولكن لا يخلو ذلك من العيوب. وباتباع أساليب تحليلية معقدة، مع زيادة مستوى الدقة، يُمكن جَمع العناوين لمحاولة الكشف عن هوية كيانات الشبكة.

تعد المعاملات السرية هي إحدى الترقيات المقترحة لجعل المعاملات حقاً خاصة.


ما هي المعاملات السرية؟

طُرح مفهوم المعاملات السرية لأول مرة في عام 2013 على يد المدير التنفيذي لشركة Blockstream، آدم باك، وقام بالتعمق في نطاقها لاحقاً مطور البيتكوين، جريج ماكسويل. حيث تناول ماكسويل المشكلات المذكورة في القسم الأول (القابلية للتبادل وضعف استخدام هويات مستعارة) – واقترح حل مفاده أنه يمكن حماية المبالغ المحولة من الشبكة الأوسع نطاقاً بحيث يستطيع أطراف المعاملة فقط معرفة قيمة المبالغ المُرسلة.



في الظروف العادية (أيّ المعاملات المتاحة علناً للجمهور)، من السهل أن تتحقق العُقدة من أن المبلغ المستلم لا يتجاوز قيمة المبلغ المُرسل. إذا أرسلت أليس 0.3 BTC إلى بوب، فهي تأخذ مخرجات غير منفقة (سنطلق عليها 1 BTC) وتقوم بتقسيمها إلى جزئين: الأول مبلغ 0.3 سيتم إرساله إلى بوب، والثاني 0.69 سيتم إعادته لها (مع خصم الجزء المتبقي كرسوم تعدين).
فيما يلي عملية حسابية بسيطة للعُقد الأخرى: 1 يتجاوز قيمة 0.3 +0.69، وجميع التوقيعات صحيحة، وبالفعل لم يتم إنفاق مخرجات أليس في مكان آخر، لذلك يجب أن تكون المعاملة صحيحة. ولكن في حالة التعتيم على المبالغ، لا تكون الأمور بتلك البساطة. فكيف يمكنك بدء التقييم إذا كان هناك مبلغ غير معروف يعادل أو يتجاوز مجموع مبلغين آخرين غير معروفين؟


نظرة عامة على التشفير المستخدم

لإخفاء البيانات، يكون التشفير مطلوباً. ومع ذلك، الطرق التقليدية للتشفير تُشبه حفظ وثائق داخل خزينة. وبمجرد حفظها داخل الخزينة وإغلاقها ستصبح غير قابلة للاستخدام لحين إخراجها. ما نحتاجه لتفعيل المعاملات السرية هو خزينة رقمية لا يمكن الكشف عن محتوياتها، ولكن يمكن التحقق من ممتلكاتها بواسطة طرف خارجي.

تكمن الإجابة في التشفير المتماثل على وجه التحديد، في مخطط يُسمى بالتزامات بيدرسون. يتيح هذا النوع من التشفير قيام طرف خارجي بإجراء العمليات على بيانات مُشفرة (لا يستطيع رؤيتها) للعديد من الأغراض. 

يمكن استخدام التجزئة المعتادة لتأكيد البيانات التي ترغب في الكشف عنها لاحقاً. لنفترض أنك ترغب في الإعلان عن مسابقة على مواقع التواصل الاجتماعي، حيث سيفوز من يستطيع تخمين منصة التداول المفضلة لديك بجائزة قيمتها 0.01 BTC. قد يراود المشاركين بعض الشكوك لأنه يمكنك الإطلاع على الإجابات بعد انتهاء المسابقة واختيار منصة تداول لم يتم ذكرها.

ما يمكنك القيام به هو تزويد متابعينك بتجزئة: سلسلة من الأرقام والأحرف العشوائية التي تُحدد معاً مدخلات معينة. بحيث تقوم تقديم منصة التداول الخاصة بك من خلال دالة معينة لكي تحصل على مخرجات محددة. سنوضح ذلك باستخدام خوارزمية SHA256:


f1624fcc63b615ac0e95daf9ab78434ec2e8ffe402144dc631b055f711225191


بالنظر إلى ذلك، لن يكون لديك أي فكرة عن ماهية المدخلات، ولن تستطيع أيضاً عكس الدالة لمعرفتها. إذا كنت على دراية بأن المدخلات كانت "Binance (بينانس)"، يمكنك التحقق من ذلك بسهولة بمطابقة تجزئتها مع المذكورة أعلاه. بهذه الطريقة، يتأكد المشاركون من أنك لن تغير الإجابة بعد انتهاء المسابقة – فالقيام بذلك سيؤدي إلى إنتاج مخرجات مختلفة تماماً.

من الناحية العملية، هذا ليس آمناً للغاية. على الرغم من أن متابعينك لن يتمكنوا من إجراء هندسة عكسية للخوارزمية، يمكنهم إعداد قائمة بمنصات التداول المحتملة، وتجزئة كل منها حتى يحصلون على تطابق. يمكننا الحد من احتمالية حدوث ذلك عن طريق إضافة بعض البيانات العشوائية التي تُعرف بعناصر الإخفاء إلى البيانات التي سنقوم بتجزئتها. 

إذا قمنا بإدخال" منصة Binance (بينانس ) هي المنصة المفضلة لي حيث أحبها أكثر من أي منصة تداول أخرى 2#43Wr"، سيصبح من الصعب على المتسابق تخمينها (وفيما يخص مبلغ 0.01 BTC، من المستبعد أن يقوم أي شخص حتى بالمحاولة).

تسمح لنا التزامات بيدرسون بإضافة المدخلات التي تقوم عليها الالتزامات. كما وضح ماكسويل:



C(BF1 + D1) + C(BF2 + D2) = C(BF1 + BF2, D1 + D2)

حيث يشير BF إلى عناصر الإخفاء و D إلى البيانات


يوجد بضعة خطوات تتضمن تشفير المنحنى الإهليلجي وأدلة النطاق، ولكن تتمثل الفكرة الرئيسية في أن المستخدم لديه التزام بيدرسون للعنوان الخاص به. في حالة إرسال الأموال، يتم إنشاء التزامين إضافيين (أحدهما لإعادة عنوان التغيير إلى المستخدم، والثاني لعنوان الوجهة). 

لا أحد يعلم قيمة المبلغ المُرسل، ولكن يمكنه التحقق من أن التزامات التغيير والوجهة (الجانب الأيسر من معادلة ماكسويل) تتوافق مع العنوان الأصلي (الجانب الأيمن من المعادلة). إذا تم تقييم ذلك على النحو الصحيح، فستكون معاملة المستخدم صحيحة، حيث يمكن إثبات أن المدخلات تعادل المخرجات.


ما الذي تستطيع المعاملات السرية تحقيقه؟

في حالة تنفيذ المعاملات السرية في البيتكوين، سوف نتمتع بنظام أكثر خصوصية إلى حد كبير. سيتم إخفاء كل من المدخلات والمخرجات من الشبكة الأوسع نطاقاً، وسيتم التعتيم أيضاً على مدخلات السجل المالي - ولكن لا تزال العُقد تستطيع التحقق من أصالتها. في ضوء التعزيز الهائل لمستويات الخصوصية، يمكن أن تصبح عملات البيتكوين قابلة للتبادل بصورة فعالة، حيث لم يعد تحليل السلسلة يكشف عن تاريخ وحدة معينة. 

فيما يتعلق بإمكانية دمج المعاملات السرية في البروتوكول، لا يبدو ذلك أمراً محتملاً في الوقت الحالي. فإضافة هذه الوظيفة ستجعل المعاملات أكبر بكثير من المعاملات القياسية – ونظراً لمساحة الكتلة المحدودة، سيترتب على ذلك ارتفاع الطلب. قد يتطلب ذلك موافقة معظم المشاركين على تغيير الكود، وهي مهمة ثبت صعوبة تنفيذها من الناحية التقليدية.


أفكار ختامية

شهدت المعاملات السرية بعض التطورات في العملات الرقمية الأخرى والسلاسل الجانبية للبيتكوين. على سبيل المثال، يستخدمها مونيرو مع تركيبات تُسمى بالتوقيعات الدائرية بهدف إخفاء الهوية وتحقيق القابلية للتبادل. وتنفذها السلسلة الجانبية لشبكة Liquid لتحقيق مزيد من الخصوصية، كما يطورها بروتوكول MimbleWimble لنفس الغرض.

على الرغم من المزايا التي تقدمها المعاملات السرية، فهي تحمل بعض العيوب المتعلقة بحجم المعاملات الأكبر. عادةً ما تعاني العملات الرقمية من مشكلة القابلية للتوسع والإنتاجية في طبقتها الأساسية، ولا يفضل الجميع المعاملات كبيرة الحجم. ومع ذلك، يعتقد أنصار الخصوصية أنه من الضروري إخفاء مبالغ المعاملة وأطرافها على نحوٍ يجعل من العملات الرقمية أموالاً قابلة للتبادل.