اقترح باحثون في Alloc Init، في ورقة بحثية بتاريخ 24 سبتمبر، تحويلات بيتكوين خاصة باستخدام براهين المعرفة الصفرية من دون الحاجة إلى soft fork.

نشر باحثو Alloc Init، كلارا شيخلِمان وميخائيل كوماروف وأليكسي موسكفين، Shielded Bitcoin بوصفه metaprotocol يستخدم بيتكوين لنشر بيانات المعاملات المشفرة وترتيبها. ولن تحتاج عقد بيتكوين إلى فهم قواعد نظام الخصوصية أو فرضها.

ويستعير النظام المقترح، المسمى Shielded Bitcoin، أفكارًا أساسية من Zcash، بما في ذلك الملاحظات المشفرة وnullifiers وبراهين المعرفة الصفرية. وسيُخفي المرسلين والمستلمين المحميين والمبالغ المحوّلة والروابط إلى الملاحظات السابقة، مع الإبقاء على قواعد إجماع بيتكوين الحالية من دون تغيير.

ولا يزال المقترح في طور البحث، وليس برنامجًا مطبقًا على بيتكوين. ولم تعلن Alloc Init عن موعد إطلاق على الشبكة الرئيسية، بينما لا تزال آلية منفصلة لنقل BTC إلى داخل النظام المحمي وخارجه قيد التطوير. ووصف المؤسس ميشا كوماروف التقنية الأساسية بأنها تجريبية خلال مقابلة نُشرت في 24 سبتمبر.

Shielded Bitcoin ينقل فحوص الخصوصية إلى خارج الإجماع

بموجب البنية المقترحة، ستعمل بيتكوين كطبقة محايدة للنشر والترتيب، وفقًا لوصف الباحثين. وستضع المعاملة المحمية الملاحظات المشفرة وnullifiers وبرهان معرفة صفرية داخل البيانات التي تحملها معاملة بيتكوين عادية.

وستقوم برامج منفصلة تُسمى المفهرِسات بقراءة البيانات وفق ترتيب المعاملات المعتمد في بيتكوين. وسيتحقق المفهرِس من برهان المعرفة الصفرية، ويفحص ما إذا كان كل nullifier قد ظهر من قبل، ويحدّث رؤيته للنظام المحمي عندما تجتاز المعاملة هذه الفحوص. ويمكن للبيانات المحمية غير الصالحة أن تدخل سلسلة كتل بيتكوين مع ذلك، لأن بيتكوين نفسها لن تفرض قواعد هذا الـ metaprotocol. وسيقوم المفهرِس ببساطة برفضها من حالة Shielded Bitcoin.

وسيستهلك المُرسل ملاحظات مشفرة تمثل قيمة سبق استلامها، وينشئ ملاحظات جديدة للمستلمين. وسيثبت البرهان أن المُرسل يتحكم في ملاحظات صالحة، ولم يُنشئ قيمة من العدم، وأنه وازن بين مدخلات المعاملة ومخرجاتها من دون كشف المبالغ أو الملاحظات الأساسية.

وكما أوضحت crypto.news في دليلها الأخير إلى براهين المعرفة الصفرية، يمكن لأنظمة ZK أن تثبت أن عملية حسابية ما اتبعت قواعد محددة من دون كشف المعلومات الخاصة المستخدمة في تلك العملية. ويطبق Shielded Bitcoin هذا النموذج على تحويلات بيتكوين، بينما تتولى مفهرِساته التحقق خارج إجماع بيتكوين.

وقال الباحثون إن المفهرِس غير النزيه قد يقدّم معلومات قديمة، أو يحذف تحويلات، أو يؤخر تحديثات المحفظة. لكن مثل هذا المفهرِس لن يسيطر على مفتاح إنفاق المستخدم. ويمكن للمستخدمين التبديل بين المفهرِسات أو إعادة تشغيل سجل المعاملات المحمية بشكل مستقل من بيتكوين.

كيف يُخفي التصميم على طريقة Zcash روابط المعاملات

يتبع Shielded Bitcoin عن كثب نموذج الملاحظات المستخدم في Zcash. وتحدد nullifiers متى تم إنفاق ملاحظة ما من دون الكشف علنًا عن أي ملاحظة مشفرة أنتجت ذلك الـ nullifier، ما يتيح للمفهرِس رفض الإنفاق المزدوج مع إبقاء رابط المعاملة مخفيًا.

ووصف كوماروف الفكرة بشكل أبسط في مقابلته خلال سبتمبر: "إنه في الأساس Zcash". وقال إن المستخدمين سيضعون بيتكوين في مجمع خاص، ويتلقون ملاحظات مشفرة، ثم ينفقون تلك الملاحظات أو يقسمونها أو يستخدمونها لاحقًا عند السحب. وتعتزم Alloc Init ربط ذلك النظام ببيتكوين عبر أبحاثها بشأن PIPEs.

ولن تجعل الخصوصية كل جزء من النشاط غير مرئي. فلا يزال بإمكان المراقبين العلنيين رؤية وقت حدوث معاملة Shielded Bitcoin وتوقيتها ورسومها وحجم بياناتها وعدد الملاحظات المستهلكة والمنشأة، وكذلك معاملة بيتكوين التي تحمل المعلومات المشفرة. كما أن استخدام محفظة بيتكوين معروفة لنشر تلك المعاملات قد يكشف معلومات إضافية عن الجهة الناشرة.

ويوفر الباحثون مفاتيح منفصلة للعرض فقط من أجل الاطلاع على النشاط الوارد أو الصادر. ويمكن للمستخدمين كشف معلومات معاملات محددة لمحاسب أو طرف مقابل من دون التنازل عن سلطة الإنفاق، رغم أن Alloc Init تحذر من أن مشاركة مفتاح عرض كامل ستكشف كل ما يغطيه ذلك المفتاح.

وفي تغطية ذات صلة، أفادت crypto.news هذا الأسبوع بوجود طلب متزايد على أنظمة الكريبتو التي تركز على الخصوصية. واستشهد التقرير ببيانات ZecStats التي أظهرت وجود 4.91 مليون ZEC في مجمعات Zcash المحمية، بما يمثل 29% من المعروض المُصدر في ذلك الوقت.

لا يزال إخفاء الهوية ومقاومة الحوسبة الكمية موضع جدل

أثار المقترح تساؤلات حول مقدار الخصوصية الذي يمكن لمجمع محمي جديد أن يوفّره عند الإطلاق. وجادل المطور فاديم زافوديل بأن Zcash تمتلك بالفعل سنوات من النشاط المحمي وراء مجموعة إخفاء هويتها، في حين أن metaprotocol جديدًا على بيتكوين سيبدأ بعدد قليل من المشاركين.

وكتب زافوديل: "الخصوصية هي دالة في الحشد"، مجادلًا بأن المستخدم المبكر لـ Shielded Bitcoin قد تكون لديه معاملات قليلة جدًا مماثلة يمكنه الاندماج بينها. ويركز انتقاده على إخفاء الهوية العملي الناتج عن سلوك المستخدمين وحجم المجمع، لا على ما إذا كان البرهان التشفيري نفسه يُخفي مدخلاته الخاصة.

ويقر شرح Alloc Init نفسه بالقيد العام ذاته. فدخول كمية كبيرة من البيتكوين إلى نظام محمي لا يخلق بمفرده مجموعة إخفاء هوية قوية إذا كان عدد قليل فقط من الجهات ينشئ معظم الملاحظات، أو إذا كانت المحافظ الفردية تتبع أنماط إيداع أو سحب أو توقيت يسهل التعرف عليها.

وقد وثقت أبحاث حول Zcash مشكلات سلوكية مشابهة. ووجدت دراسة محكّمة في 2018 أن أنماط المعاملات قد تقلص مجموعة إخفاء الهوية الفعلية حتى عندما تبقى التشفيرات المحمية الأساسية سليمة. وقد تناولت الدراسة تطبيقًا أقدم لـ Zcash وتسبق عدة ترقيات لاحقة.

وأثار الباحث في ما بعد الحوسبة الكمية بيير-لوك دالير-ديميرز قلقًا تشفيريًا منفصلًا. فقد وصف البنية بأنها مثيرة للاهتمام، لكنها "غير مقاومة للحوسبة الكمية إطلاقًا". وفي متابعة لاحقة، قال إنه يدرس ما قد تتطلبه نسخة كاملة لما بعد الحوسبة الكمية إذا اعتمدت بيتكوين في نهاية المطاف تواقيع ما بعد الحوسبة الكمية.

وقدم كوماروف توصيفًا أكثر مشروطية. وقالت مقابلته مع Unchained إن المسار المستقبلي للمجمع المحمي نحو مقاومة الحوسبة الكمية سيعتمد جزئيًا على نظام التوقيع الخاص ببيتكوين نفسها. ولم تقدّم Alloc Init Shielded Bitcoin بوصفه تنفيذًا مكتملًا لما بعد الحوسبة الكمية.

وأبدى إيلي بن-ساسون، الشريك في تأليف Zerocash والرئيس التنفيذي لشركة StarkWare، ردًا أكثر إيجابية على توجه المشروع، مع الإشارة إلى أنه لم يراجع الورقة كاملة بعد. ولذلك مثّل دعمه رد فعل أوليًا، لا تأييدًا تقنيًا للبنية.

لا يزال Shielded Bitcoin بحاجة إلى نظام الدخول والخروج الخاص ببيتكوين

يتمثل أحد المكونات الرئيسية غير المكتملة في نقل BTC الفعلي إلى داخل الـ metaprotocol المحمي وخارجه. ويقول شرح Alloc Init بتاريخ 24 سبتمبر إن الورقة الحالية تحدد التحويلات المحمية بعد دخول القيمة إلى النظام، بينما ستصف ورقة قادمة عمليات peg-in وpeg-out باستخدام PIPEs.

ويعتمد PIPEs على witness encryption لجعل الوصول إلى مفتاح توقيع بيتكوين مشروطًا بإثبات اتباع قواعد محددة. وكان كوماروف قد أوضح لقائمة المراسلات الخاصة بتطوير بيتكوين في فبراير أن PIPEs v2 يمكنه محاكاة بعض وظائف الـ covenants والتحقق بالمعرفة الصفرية من دون الحاجة إلى soft fork في بيتكوين.

ولا تزال المنظومة التشفيرية ثقيلة من الناحية الحسابية. فقد قدّر إفصاح كوماروف في فبراير حجم النص المشفر في PIPEs v2 بنحو 330 تيرابايت من التخزين، مع الإشارة إلى أن الباحثين يعرفون مسارًا قد يخفض الرقم في نهاية المطاف إلى نحو 100 غيغابايت. لكن هذا الهدف الأصغر لم يكن قد تحقق في ذلك المنشور.

وستستهلك التحويلات المحمية مساحة أكبر من كتل بيتكوين أيضًا. وقال كوماروف لـ Unchained إن الحمولة المشفرة المحمية ستبلغ نحو 700 بايت افتراضي، مقارنة بنحو 100 إلى 200 بايت افتراضي لمعاملة بيتكوين نموذجية. وقدّر أن رسوم المعدنين الناتجة قد تكون أعلى بنحو أربعة أضعاف.

ولم يُحدَّد أي موعد إطلاق بعد. وقال كوماروف إن الفريق يجمع الملاحظات التقنية بينما يواصل العمل على البنية التجريبية، بما في ذلك محاولات مفتوحة لاكتشاف العيوب في التصميم والعمل مع الباحث في witness encryption سانجام غارغ.

ومن المقرر أن يكون العرض العام التالي في 28 سبتمبر 2026. وتتضمن أجندة مؤتمر Bitcoin Treasuries الباحثة في Alloc Init كلارا شيخلِمان في جلسة مدتها خمس دقائق بعنوان "Shielded Bitcoin: Private Transfers on Bitcoin L1" في نيويورك.