Trusted Setup

ما هو Trusted Setup؟

Trusted Setup هو عملية تشفيرية تُستخدم لإنشاء معلمات عامة لبعض أنظمة إثباتات المعرفة الصفرية، ومخططات الالتزام متعدد الحدود، وبروتوكولات البلوكشين التي تركز على الخصوصية.

في الكريبتو، غالبًا ما يُناقش Trusted Setup في سياق zk-SNARKs والتزامات KZG والعملات التي تركز على الخصوصية وrollups وأنظمة بيانات البلوكشين القابلة للتوسع.

ينشئ الإعداد سلسلة مرجعية مشتركة، وتسمى أيضًا CRS أو سلسلة مرجعية منظمة SRS، يستخدمها المُثبتون والمتحققون لاحقًا لإنشاء الإثباتات وفحصها.

لا تعني كلمة «trusted» أن على المستخدمين الوثوق بشكل أعمى بشركة واحدة أو مطور واحد.

بل تعني أن أمان النظام يعتمد على قيام مشارك واحد على الأقل في الإعداد بتوليد عشوائية سرية بصدق، ثم تدمير تلك العشوائية السرية إلى الأبد.

إذا كان جميع المشاركين غير صادقين أو تعرضوا للاختراق، فقد يصبح الإعداد غير آمن.

أما إذا ساهم مشارك واحد على الأقل بعشوائية حقيقية وحذفها بصورة صحيحة، فيمكن أن تظل المعلمات العامة النهائية آمنة.

توضح وثائق Ethereum لإثباتات المعرفة الصفرية أن توليد المعلمات العامة حساس، لأنه إذا وصلت الإنتروبيا المستخدمة لتوليد CRS إلى مُثبت غير صادق، فقد يتمكن هذا المُثبت من حساب إثباتات زائفة.

بالنسبة إلى مستخدمي الكريبتو، يهم Trusted Setup لأنه أحد افتراضات الثقة الخفية التي تقف وراء بعض الأنظمة التشفيرية المتقدمة.

قد يكون البروتوكول لامركزيًا على طبقة المعاملات، لكنه لا يزال يعتمد على مراسم إعداد يجب تنفيذها بشكل صحيح.

لماذا يهم Trusted Setup في الكريبتو؟

يهم Trusted Setup لأن كثيرًا من أنظمة البلوكشين تستخدم إثباتات تشفيرية لجعل المعاملات خاصة أو قابلة للتوسع أو أقل تكلفة عند التحقق.

يمكن لإثباتات المعرفة الصفرية أن تتيح للمستخدم إثبات صحة عبارة ما دون كشف البيانات الخاصة الكامنة وراء تلك العبارة.

وهذا مفيد للمدفوعات الخاصة وإثباتات الهوية وإثباتات صحة rollups والأنظمة المحافظة على الامتثال وتصاميم إثبات الاحتياطيات.

تتطلب بعض أنظمة الإثبات الأكثر كفاءة معلمات إعداد قبل استخدامها.

إذا جرى توليد هذه المعلمات بأمان، فيمكن للنظام إنتاج إثباتات صغيرة وسريعة.

أما إذا جرى توليدها بصورة غير آمنة، فقد يتمكن المهاجمون من إنشاء إثباتات مزيفة تبدو صالحة.

قد يهدد ذلك خاصية السلامة المنطقية للبروتوكول.

تعني السلامة المنطقية أنه لا ينبغي للمتحقق قبول عبارة خاطئة باعتبارها صحيحة.

في عملة مشفرة، يمكن أن يكون انهيار السلامة المنطقية خطيرًا للغاية، لأنه قد يسمح بتضخم خفي أو عمليات سحب غير صالحة أو إنشاء أصول مزيفة أو انتقالات حالة احتيالية.

ولهذا لا يُعد Trusted Setup مجرد تفصيل تقني.

إنه افتراض أمني ينبغي للمستخدمين والمطورين والمدققين والمستثمرين فهمه قبل الاعتماد على بروتوكول تشفيري.

كيف يعمل Trusted Setup؟

يبدأ Trusted Setup عادةً بتحديد فريق البروتوكول للنظام التشفيري الذي يحتاج إلى معلمات عامة.

ثم ينظم الفريق مراسم يساهم فيها المشاركون بالعشوائية.

يتلقى كل مشارك مُدخلات من الخطوة السابقة، ويضيف عشوائيته السرية الخاصة، وينتج مخرجات جديدة، وينشر دليلًا على تنفيذ الخطوة بصورة صحيحة.

ثم يجب على المشارك تدمير العشوائية السرية التي استخدمها.

تُسمى هذه العشوائية السرية أحيانًا toxic waste.

وتصبح المخرجات العامة النهائية هي CRS أو SRS المستخدمة في نظام الإثبات.

تُصمم العملية عادةً بحيث لا يتطلب الأمر الثقة الكاملة في أي مشارك منفرد.

ما دام مشارك واحد صادقًا وقد دمّر سره، ينبغي أن تكون المعلمات النهائية آمنة وفق افتراضات تلك المراسم.

تنشر مراسم كثيرة أيضًا السجلات وأدوات التحقق والتوقيعات وسجلات المساهمات، حتى يتمكن الجمهور من التحقق من اتباع العملية للقواعد.

تُعد هذه الشفافية مهمة لأن Trusted Setup لا يتعلق بالتشفير فقط.

بل يتعلق أيضًا بثقة الجمهور في كيفية إنشاء المواد التشفيرية.

ما هي Toxic Waste؟

Toxic waste هي المعلومات السرية التي تُنشأ خلال مراسم Trusted Setup، والتي يجب ألا تُكشف أو يُعاد استخدامها مطلقًا.

يحمل الاسم طابعًا دراميًا لأن هذا السر قد يكون خطيرًا إذا بقي موجودًا.

إذا حصل مهاجم على toxic waste، فقد يتمكن من تزوير الإثباتات أو تزييف الصلاحية أو كسر أمان النظام المعتمد على الإعداد.

في نظام zk-SNARK، يمكن أن تسمح toxic waste لمُثبت غير صادق بإنشاء إثباتات لعبارات غير صحيحة فعليًا.

وبالنسبة إلى عملة مشفرة تعتمد على مثل هذه الإثباتات، قد يتحول ذلك إلى خطر كبير.

في بعض أنظمة الخصوصية التاريخية، كان أكبر مخاوف المستخدمين هو أن تسمح toxic waste بإنشاء عملات دون اكتشاف أو بمعاملات محمية غير صالحة.

لهذا يستخدم المشاركون في الإعداد غالبًا أمنًا تشغيليًا قويًا.

وقد يستخدمون أجهزة معزولة عن الشبكة وأنظمة تشغيل مباشرة وإنتروبيا من مصادر مادية أو تدميرًا للأجهزة أو إقرارات علنية.

وتعتمد العملية الدقيقة على تصميم المراسم.

أما المبدأ الأساسي فبسيط: يجب أن تبقى المعلمات العامة، لكن يجب أن تختفي أسرار الإعداد الخاصة إلى الأبد.

ما هي مراسم الحوسبة متعددة الأطراف؟

مراسم الحوسبة متعددة الأطراف، أو مراسم MPC، هي طريقة لـ Trusted Setup تشمل عددًا كبيرًا من المشاركين المستقلين.

بدلًا من الثقة في شخص واحد لتوليد المعلمات بصدق، يتيح النظام لكثير من الأشخاص المساهمة بالعشوائية.

يضيف كل مشارك إنتروبيا إلى الإعداد.

إذا كان مشارك واحد فقط صادقًا ودمّر سره، فيمكن أن يظل الإعداد النهائي آمنًا.

ويُسمى ذلك أحيانًا افتراض «مشارك صادق واحد».

أصبحت مراسم MPC شائعة لأنها تقلل الاعتماد على طرف موثوق واحد.

كما تجعل العملية أكثر علنية وقائمة على المجتمع.

يمكن أن تشمل المراسم الكبيرة مطورين وباحثين ومدققين ومستخدمين ومدققين أمنيين وأعضاء من المجتمع.

لكن زيادة عدد المشاركين لا تعني تلقائيًا أمانًا مثاليًا.

فلا تزال المراسم تحتاج إلى برامج صحيحة وتحقق واضح وعشوائية قوية ونشر موثوق للسجلات وحماية دقيقة من المساهمات الخبيثة.

تكون مراسم MPC الجيدة سليمة تشفيريًا وشفافة تشغيليًا في آن واحد.

Trusted Setup وzk-SNARKs

يرمز zk-SNARK إلى zero-knowledge succinct non-interactive argument of knowledge.

تشتهر zk-SNARKs في الكريبتو لأنها تستطيع إنتاج إثباتات مضغوطة وسريعة التحقق.

وهذا يجعلها مفيدة لأنظمة الخصوصية وأنظمة قابلية التوسع.

تتطلب بعض بنيات zk-SNARKs Trusted Setup.

وينشئ الإعداد معلمات عامة يستخدمها لاحقًا المُثبتون والمتحققون.

إذا كان الإعداد آمنًا، يمكن لنظام الإثبات تقديم ضمانات قوية للخصوصية والصلاحية.

أما إذا تعرض الإعداد للاختراق، فقد يقبل نظام الإثبات إثباتات مزيفة.

ولهذا الخطر أصبحت مراسم Trusted Setup من أكثر المواضيع نقاشًا في أنظمة الكريبتو المبكرة للمعرفة الصفرية.

قدمت التشفيريات الحديثة بدائل تقلل متطلبات Trusted Setup أو تزيلها.

ومع ذلك، تظل zk-SNARKs القائمة على Trusted Setup مهمة لأنها قد تكون فعالة ومضغوطة وعملية للتحقق على البلوكشين.

وتكمن المفاضلة بين الكفاءة وافتراضات الثقة.

Trusted Setup والتزامات KZG

التزامات KZG هي مخطط التزام متعدد الحدود يُستخدم في نظام معاملات blobs في Ethereum وتطبيقات تشفيرية أخرى.

يرمز KZG إلى Kate وZaverucha وGoldberg، مؤلفي مخطط الالتزام.

يتيح التزام KZG للبروتوكول الالتزام بكثير حدود، ثم إثبات ادعاءات حول هذا كثير الحدود بكفاءة لاحقًا.

في Ethereum، تستخدم التزامات KZG في نظام blobs الذي قدمه EIP-4844، ويُعرف أيضًا باسم proto-danksharding.

توضح وثائق Ethereum عن danksharding أن proto-danksharding يتيح لـ rollups إضافة بيانات أقل تكلفة إلى كتل Ethereum عبر blobs.

وتوضح الوثائق نفسها أن مراسم KZG ولّدت قيمًا عشوائية تُستخدم للتحقق من التزامات بيانات blobs.

تتطلب التزامات KZG Trusted Setup لأن السلسلة المرجعية المنظمة تتضمن قوى سرية لقيمة عشوائية يجب ألا تكون معروفة.

إذا كانت الأسرار الكامنة وراء الإعداد معروفة، فقد يتمكن فاعل خبيث من إنشاء التزامات أو إثباتات مضللة.

ولهذا نظمت Ethereum مراسم KZG عامة وكبيرة قبل استخدام التزامات KZG في بيئة الإنتاج.

مراسم Ethereum KZG

كانت مراسم Ethereum KZG مراسم Trusted Setup عامة وكبيرة أُنشئت من أجل التزامات KZG المستخدمة في proto-danksharding.

تصف صفحة KZG Summoning Ceremony الرسمية في Ethereum المراسم بأنها عملية لتوليد سلسلة مرجعية منظمة لازمة لالتزامات KZG.

تشير Ethereum.org إلى أن مراسم KZG تضمنت أكثر من 140,000 مساهمة، ما جعلها أكبر مراسم من نوعها في العالم.

نشرت خلاصة Ethereum Foundation لمراسم KZG هاش السجل النهائي ووصفت مخرجات السجل النهائية.

وهذا مهم لأن نظام blobs في Ethereum يعتمد على التزامات KZG للتحقق الفعال من البيانات.

تم إطلاق proto-danksharding على Ethereum Mainnet مع ترقية Cancun-Deneb، أو Dencun، في مارس 2024.

اعتبارًا من عام 2026، تظل مراسم KZG من أهم الأمثلة الواقعية على Trusted Setup عام واسع النطاق يستخدمه بروتوكول بلوكشين رئيسي.

بالنسبة إلى المستخدمين، تكون المراسم غير مرئية في الغالب.

أما لأمان البروتوكول، فهي جزء أساسي من نموذج الثقة وراء نظام التزامات blobs في Ethereum.

Zcash وPowers of Tau

ساعدت Zcash في جعل مراسم Trusted Setup معروفة على نطاق واسع في قطاع الكريبتو.

اعتمدت تقنية الخصوصية المبكرة في Zcash على zk-SNARKs التي تتطلب معلمات إعداد.

استخدم نظام Zcash لاحقًا مراسم أكبر تسمى Powers of Tau لإنشاء معلمات عامة قابلة لإعادة الاستخدام لمشاريع zk-SNARK.

ذكرت إعلان Zcash Foundation عن Powers of Tau أن هدف المراسم كان إنتاج معلمات عامة جزئية يمكن أن تستخدمها المشاريع التي تستعمل zk-SNARKs.

وأوضح الإعلان نفسه أن صحة الإثباتات التي تستخدم تلك المعلمات تتطلب من مشارك واحد على الأقل تدمير بعض العشوائية التي جرى أخذ عينات منها خلال المراسم.

تُعد Powers of Tau مهمة لأنها نقلت Trusted Setup من حدث خاص صغير نحو عملية أكثر انفتاحًا ومتعددة المشاركين.

كما أظهرت أن المراسم يمكنها نشر السجلات وأدوات التحقق لكي يفحص الجمهور النتائج.

غالبًا ما يُستخدم مثال Zcash لشرح سبب قوة Trusted Setup وحساسيته في الوقت نفسه.

إذا نجح الإعداد، قد يستفيد المستخدمون من إثباتات خصوصية فعالة.

وإذا تعرض الإعداد للاختراق، يجب على المستخدمين فهم الخطر على السلامة المنطقية للنظام.

Trusted Setup مقابل Transparent Setup

يتطلب Trusted Setup من المشاركين إنشاء معلمات عامة مع الحفاظ على عشوائية سرية وتدميرها.

لا يتطلب Transparent Setup عشوائية مخفية من مشاركين موثوقين.

تستخدم أنظمة الإثبات الشفافة عشوائية عامة أو دوال هاش أو أساليب أخرى تتجنب toxic waste.

تُعد ZK-STARKs مثالًا شائعًا على نظام إثبات شفاف.

توضح وثائق Ethereum لإثباتات المعرفة الصفرية أن ZK-STARKs تعتمد على عشوائية قابلة للتحقق علنًا بدلًا من Trusted Setup.

ويجعل ذلك ZK-STARKs أكثر شفافية من zk-SNARKs القائمة على Trusted Setup.

لكن الأنظمة الشفافة قد تنطوي على مفاضلات.

فقد تنتج إثباتات أكبر أو تكون لها تكاليف تحقق مختلفة.

وقد تقدم الأنظمة القائمة على Trusted Setup إثباتات أصغر وتحققًا أسرع في بعض حالات الاستخدام.

يعتمد الاختيار على احتياجات البروتوكول ونموذجه الأمني وحجم الإثبات وتكلفة المُثبت وتكلفة التحقق وافتراضات ثقة المستخدمين.

Trusted Setup الشامل مقابل الخاص بالدائرة

ينشئ Trusted Setup الخاص بدائرة معلمات لحساب أو دائرة محددة واحدة.

إذا تغيرت الدائرة، فقد يلزم إجراء الإعداد مرة أخرى.

قد يكون ذلك غير مريح للبروتوكولات التي تحتاج إلى ترقيات متكررة أو دوائر إثبات مختلفة كثيرة.

ينشئ Trusted Setup الشامل معلمات تستطيع دعم دوائر كثيرة حتى حد معين للحجم أو التعقيد.

تكون الإعدادات الشاملة أكثر مرونة لأن مشاريع أو تطبيقات متعددة قد تعيد استخدام مخرجات الإعداد نفسها.

غالبًا ما تُناقش Powers of Tau كأساس إعداد شامل أو قابل لإعادة الاستخدام لأنظمة zk-SNARK.

يمكن للإعدادات الشاملة تقليل عدد المراسم اللازمة عبر النظام البيئي.

لكنها قد تركز قيمة أكبر أيضًا في إعداد واحد.

إذا اعتمدت أنظمة كثيرة على الإعداد نفسه، تصبح الثقة في ذلك الإعداد أكثر أهمية.

ينبغي للمطورين فهم ما إذا كان نظام الإثبات لديهم يستخدم إعدادًا خاصًا بدائرة أو إعدادًا شاملًا أو إعدادًا شفافًا أو لا يستخدم إعدادًا على الإطلاق.

Trusted Setup وRollups

Rollups هي أنظمة لتوسيع البلوكشين تعالج المعاملات خارج السلسلة وتنشر بيانات أو إثباتات مضغوطة إلى سلسلة أساسية.

تستخدم بعض rollups إثباتات المعرفة الصفرية لإثبات صحة انتقالات الحالة.

إذا كان نظام إثبات rollup يعتمد على Trusted Setup، فإن أمان rollup يعتمد جزئيًا أيضًا على افتراضات الإعداد.

ولا يجعل ذلك rollup غير آمن تلقائيًا.

بل يعني أن على المستخدمين فهم نموذج الثقة الكامل.

قد يعتمد rollup على العقود الذكية وsequencers والمُثبتين وتوفر البيانات ومفاتيح الترقية والحوكمة وافتراضات الإعداد التشفيرية.

Trusted Setup جزء واحد من هذه الصورة الأمنية الأكبر.

بالنسبة إلى blobs في Ethereum، تساعد التزامات KZG على جعل نشر بيانات rollup والتحقق منها أقل تكلفة.

قدمت مواصفات EIP-4844 المعاملات الحاملة لـ blobs، التي لا يمكن لتنفيذ EVM الوصول إلى بياناتها، لكن يمكن الوصول إلى التزامها.

وهذا سبب رئيسي لاستمرار أهمية Trusted Setup في توسع Ethereum الحديث.

Trusted Setup والعملات التي تركز على الخصوصية

كان Trusted Setup مهمًا أيضًا في أنظمة الكريبتو التي تركز على الخصوصية.

قد تستخدم عملات الخصوصية إثباتات المعرفة الصفرية لتمكين المستخدمين من إثبات صحة المعاملات دون كشف تفاصيل المُرسل أو المستلم أو المبلغ.

استخدمت بعض أنظمة الخصوصية تاريخيًا zk-SNARKs القائمة على Trusted Setup لأن إثباتاتها كانت صغيرة وفعالة.

جعلت هذه الكفاءة المعاملات الخاصة أكثر عملية على السلسلة.

وكان الخطر هو أن الإعداد المخترق قد يؤثر في السلامة المنطقية.

في بعض الأنظمة، قد تبقى الخصوصية نفسها محمية، لكن السلامة النقدية قد تتعرض للتهديد إذا سمحت الإثباتات الزائفة بإنشاء عملات غير صالحة.

ولهذا كان تصميم مراسم الإعداد جزءًا محوريًا من نقاشات أمان عملات الخصوصية المبكرة.

تواصل أبحاث الخصوصية الحديثة استكشاف طرق لتحسين أنظمة الإثبات وتقليل افتراضات الثقة وجعل عمليات الإعداد أسهل في التحقق.

بالنسبة إلى المستخدمين، تتمثل النقطة الأساسية في أن تقنية الخصوصية ينبغي تقييمها بضمانات الخصوصية وافتراضات الثقة في نظام الإثبات معًا.

Trusted Setup والسلامة المنطقية

السلامة المنطقية هي خاصية مفادها أن الإثبات الخاطئ لا ينبغي أن يتحقق باعتباره صحيحًا.

في الكريبتو، تُعد السلامة المنطقية بالغة الأهمية لأن العقود الذكية وعُقد البلوكشين قد تقبل الإثباتات التشفيرية تلقائيًا.

إذا انهارت السلامة المنطقية، فقد يقبل النظام عمليات سحب غير صالحة أو أرصدة مزيفة أو انتقالات حالة غير صحيحة أو معاملات خاصة مزورة.

يمكن أن يؤثر Trusted Setup في السلامة المنطقية لأن أسرار الإعداد قد تسمح بإنشاء إثباتات مزيفة إذا كانت معروفة.

ولهذا يجب تدمير toxic waste.

لا يستطيع المتحقق العام عادةً معرفة ما إذا كان Trusted Setup قد تعرض للاختراق بمجرد النظر إلى الإثباتات اللاحقة.

إذا بدت المعلمات صالحة لكن السر معروف لمهاجم، فقد يتمكن المهاجم من الغش بصمت.

وهذا يجعل Trusted Setup مختلفًا عن كثير من أخطاء البرامج العادية.

قد يُصلح الخطأ العادي بعد اكتشافه.

أما الإعداد المخترق فقد يتطلب استبدال المعلمات أو ترحيل الأنظمة أو تغيير نظام الإثبات.

Trusted Setup والمعرفة الصفرية

المعرفة الصفرية هي خاصية مفادها أن الإثبات لا يكشف أي معلومات خاصة غير ضرورية تتجاوز صحة العبارة الجاري إثباتها.

يرتبط Trusted Setup أساسًا بالسلامة المنطقية، لكنه قد يكون أيضًا جزءًا من تصميم نظام الإثبات الأوسع.

ذكر إعلان Zcash Foundation عن Powers of Tau أن البروتوكول يضمن المعرفة الصفرية للإثباتات الناتجة حتى لو تعرض جميع المشاركين للاختراق.

وهذا التمييز مهم لأن أنظمة الإثبات قد تمتلك خصائص أمنية مختلفة.

قد يؤثر اختراق الإعداد في السلامة المنطقية دون أن يكشف بالضرورة خصوصية المستخدم.

وفي أنظمة أخرى، قد يؤثر التنفيذ الضعيف أو العشوائية السيئة في الخصوصية أيضًا.

ينبغي للمستخدمين تجنب افتراض أن جميع إخفاقات الإعداد لها النتائج نفسها.

يعتمد الخطر الدقيق على نظام الإثبات والتطبيق وتصميم الإعداد.

بالنسبة إلى المتداولين والمستثمرين، فإن السؤال العملي الأهم هو ما إذا كان اختراق الإعداد قد يسبب ضررًا اقتصاديًا خفيًا.

أما مستخدمو الخصوصية، فيتمثل السؤال أيضًا في ما إذا كان يمكن كشف تفاصيل المعاملات الخاصة.

Trusted Setup والتحقق العام

يصبح Trusted Setup أقوى عندما يستطيع الجمهور التحقق من سجل المراسم.

يعني التحقق العام أن بإمكان أي شخص فحص امتثال كل مساهمة لقواعد البروتوكول.

يتطلب ذلك عادةً نشر سجل وهاشات وتوقيعات وبرامج وتعليمات وبيانات وصفية للمساهمات.

نشرت مراسم KZG في Ethereum هاش السجل النهائي وجعلت السجل متاحًا للتحقق.

كما نشرت Zcash Foundation معلمات وسجلات وأدوات تحقق وإقرارات المشاركين لـ Powers of Tau.

لا يثبت التحقق العام أن كل مشارك دمّر toxic waste الخاصة به.

لكنه يساعد على إثبات أن خطوات المراسم المرئية كانت صحيحة البنية.

ويبقى افتراض المشارك الصادق قائمًا.

ولهذا تكون شفافية المراسم ضرورية لكنها ليست كافية دائمًا.

تحتاج المراسم الجيدة إلى مخرجات عامة قابلة للتحقق وتدمير موثوق للإنتروبيا الخاصة معًا.

Trusted Setup وحجم المراسم

قد تقلل المراسم الأكبر تركّز الثقة لأن عددًا أكبر من الأشخاص يساهم بالعشوائية.

إذا كانت المراسم آمنة ما دام مشارك واحد صادقًا، فإن إضافة عدد أكبر من المشاركين المستقلين قد تحسن الثقة.

تُعد مراسم KZG في Ethereum مثالًا قويًا لأنها تضمنت أكثر من 140,000 مساهمة.

لكن حجم المراسم ليس العامل الوحيد المهم.

إذا جاءت مساهمات كثيرة من الجهة نفسها، فقد يكون التنوع الفعلي أقل مما يوحي به العدد الخام.

وإذا احتوى برنامج المراسم على خطأ، فقد لا يحل العدد الكبير من المشاركين المشكلة.

وإذا كان التحقق من السجل صعبًا، فقد لا يتمكن المستخدمون من فحص العملية بصورة مستقلة.

وإذا كانت عملية المساهمة خاضعة للرقابة أو صعبة الوصول، فقد تكون المراسم أقل انفتاحًا مما تبدو عليه.

ينبغي للتحليل الجيد أن يأخذ في الحسبان عدد المشاركين وتنوعهم وأمان البرامج والتحقق من السجل وجودة الإنتروبيا والحوكمة المحيطة بالإعداد.

Trusted Setup وعمليات تدقيق أمان الكريبتو

ينبغي لعمليات التدقيق الأمني للأنظمة التي تستخدم Trusted Setup مراجعة أكثر من كود العقود الذكية.

ينبغي للمدققين فحص نظام الإثبات ومعلمات الإعداد ومفاتيح التحقق ومكتبات التنفيذ وسجل المراسم ومنطق التكامل.

قد يستدعي العقد الذكي متحققًا بصورة صحيحة، لكن المتحقق قد يعتمد على معلمات غير آمنة.

وقد يكون نظام الإثبات سليمًا نظريًا، لكن التنفيذ قد يسيء التعامل مع المُدخلات أو الحالات الطرفية.

وقد تكون المراسم صالحة، لكن المشروع قد يستخدم مفتاح تحقق خاطئًا.

وقد يستخدم rollup Trusted Setup بأمان، لكن قد تسمح الحوكمة بترقية مستقبلية تستبدل المتحقق بكود غير آمن.

لهذا ينتمي تحليل Trusted Setup إلى مراجعة المخاطر الكاملة للبروتوكول.

ينبغي للمستخدمين البحث عن وثائق واضحة تشرح الإعداد المستخدم، وما إذا كان شاملًا أو خاصًا بدائرة، ومن شارك فيه، وكيف يمكن التحقق من المعلمات.

تستحق المشاريع التي لا تستطيع شرح افتراضات إعدادها بوضوح مزيدًا من الحذر.

Trusted Setup وقابلية الترقية

يمكن أن تتفاعل قابلية الترقية مع مخاطر Trusted Setup.

إذا قام بروتوكول بترقية دوائره أو عقود المتحقق أو نظام الإثبات، فقد يحتاج إلى إعداد جديد أو معلمات تحقق جديدة.

قد يصبح الإعداد الخاص بدائرة غير صالح بعد تغيير الدائرة.

وقد يدعم الإعداد الشامل دوائر جديدة دون مراسم جديدة كاملة، وفق نظام الإثبات وحدود الحجم.

إذا غيّر البروتوكول معلمات الإثبات بصمت، فقد لا يلاحظ المستخدمون أن نموذج الثقة قد تغير.

ولهذا ينبغي أن تكون الترقيات شفافة، وأن تحميها الحوكمة وعمليات التدقيق والأقفال الزمنية والإعلانات العامة كلما أمكن.

بالنسبة إلى rollups، قد تكون ترقيات المتحقق مهمة بصورة خاصة لأنها تتحكم في إثباتات انتقالات الحالة المقبولة.

وبالنسبة إلى أنظمة الخصوصية، قد تؤثر ترقيات المعلمات في افتراضات الأمان وثقة المستخدمين معًا.

لا ينبغي التعامل مع Trusted Setup باعتباره حدثًا تسويقيًا لمرة واحدة.

بل ينبغي أن يكون جزءًا من الصيانة المستمرة للبروتوكول والإفصاح العام عن المخاطر.

Trusted Setup والسلسلة المرجعية المشتركة

السلسلة المرجعية المشتركة، أو CRS، هي بيانات عامة مشتركة يستخدمها المُثبتون والمتحققون في بعض أنظمة الإثبات.

قد تتضمن CRS عناصر مجموعات أو قوى لقيمة سرية أو مواد تشفيرية منظمة أخرى.

لا يتفاعل المستخدمون مع CRS مباشرةً عادةً.

يستخدمها المطورون وعملاء البروتوكول عبر برامج الإثبات والتحقق.

إذا جرى توليد CRS عبر Trusted Setup، يعتمد النظام على افتراض أن السر المستخدم في إنشائها غير معروف.

في بعض السياقات، يستخدم الناس CRS وSRS بصورة شبه متبادلة.

تؤكد SRS عادةً أن السلسلة المرجعية لها بنية، مثل قوى قيمة مخفية.

السؤال الأساسي هو ما إذا كانت السلسلة المرجعية قد وُلّدت بشفافية أو عبر Trusted Setup.

يساعد فهم ذلك المستخدمين على معرفة موضع دخول الثقة إلى نظام المعرفة الصفرية أو التزامات كثيرات الحدود.

Trusted Setup والسلسلة المرجعية المنظمة

السلسلة المرجعية المنظمة، أو SRS، هي مجموعة معلمات عامة ذات بنية رياضية.

في التزامات KZG، تحتوي SRS على قيم مرتبطة بقوى سرية لرقم عشوائي مخفي.

يمكن استخدام هذه القيم علنًا دون كشف السر نفسه.

إذا دُمّر السر ولا يمكن إعادة بنائه، فيمكن أن يبقى النظام آمنًا.

أما إذا كان السر معروفًا، فقد يتعرض النظام للاختراق.

ولهذا تتطلب التزامات KZG مراسم Trusted Setup.

تتمتع SRS بالقوة لأنها تتيح التزامات وإثباتات فعالة.

كما أنها حساسة لأن البنية المخفية تخلق افتراض ثقة.

بالنسبة إلى المطورين، تشمل إدارة SRS التحميل الصحيح وإدارة الإصدارات والتحقق والتوافق مع برامج العملاء.

وبالنسبة إلى المستخدمين، يتمثل الاهتمام الرئيسي في ما إذا كانت SRS قد وُلّدت وتُعامل معها بأمان.

فوائد Trusted Setup

أولى فوائد Trusted Setup هي الكفاءة.

تنتج بعض أنظمة الإثبات القائمة على Trusted Setup إثباتات صغيرة جدًا ومنخفضة التكلفة للتحقق على السلسلة.

الفائدة الثانية هي قابلية التوسع العملية.

تكون الإثباتات الصغيرة مفيدة عندما تحتاج البلوكشين إلى التحقق من معاملات كثيرة أو عمليات حسابية كبيرة خارج السلسلة.

الفائدة الثالثة هي نضج الأدوات.

دُرست كثير من الأنظمة القائمة على Trusted Setup ونُفذت ودُققت واستُخدمت في بيئة الإنتاج.

الفائدة الرابعة هي التوافق مع بعض مخططات الالتزام.

تكون التزامات KZG فعالة ومفيدة لتوفر البيانات وأنظمة إثبات كثيرات الحدود، لكنها تحتاج إلى SRS.

الفائدة الخامسة هي إعادة الاستخدام في النظام البيئي.

يمكن للإعدادات الشاملة دعم تطبيقات كثيرة دون الحاجة إلى مراسم جديدة في كل مرة.

تفسر هذه الفوائد استمرار أهمية Trusted Setup رغم وجود أنظمة إثبات شفافة.

مخاطر Trusted Setup

أكبر مخاطر Trusted Setup هي كشف toxic waste.

إذا كان سر الإعداد معروفًا، فقد يتمكن المهاجمون من تزوير إثباتات أو التزامات.

من المخاطر الأخرى ضعف تنوع المشاركين.

إذا كان جميع المشاركين تحت سيطرة مهاجم واحد أو تعرضوا للاختراق من قبله، يفشل افتراض المشارك الصادق.

الخطر الثالث هو خلل برنامج المراسم.

إذا كانت أداة الإعداد خاطئة، فقد تنتج المراسم معلمات ضعيفة أو غير صالحة.

الخطر الرابع هو ضعف التحقق.

إذا لم يستطع المستخدمون التحقق من السجل، فعليهم الاعتماد بدرجة أكبر على المنظمين.

الخطر الخامس هو الوثائق غير الواضحة.

إذا لم يشرح المشروع إعداده بوضوح، فقد لا يفهم المستخدمون ما الذي يثقون به.

الخطر السادس هو الترحيل المستقبلي.

إذا اعتُبر Trusted Setup غير آمن لاحقًا، فقد يحتاج البروتوكول إلى الترحيل إلى معلمات جديدة أو نظام إثبات جديد.

Trusted Setup مقابل عدم وجود Trusted Setup

يمكن لنظام يستخدم Trusted Setup أن يكون فعالًا جدًا، لكنه يتطلب الثقة في المراسم.

يمكن للنظام الذي لا يستخدم Trusted Setup تقليل الثقة المرتبطة بالمراسم، لكنه قد ينطوي على مفاضلات أداء مختلفة.

غالبًا ما تُستخدم ZK-STARKs مثالًا على نظام إثبات شفاف يتجنب Trusted Setup.

تسعى بعض أنظمة SNARK الحديثة أيضًا إلى تقليل افتراضات الإعداد أو جعلها شاملة أو إلغائها.

يعتمد الخيار الأفضل على احتياجات البروتوكول.

قد يعطي نظام مدفوعات خاصة الأولوية للإثباتات الصغيرة وتكلفة التحقق المنخفضة.

وقد يعطي rollup الأولوية لأداء المُثبت وتكلفة التحقق ومرونة الترقية.

وقد يعطي نظام توفر البيانات الأولوية للالتزامات الفعالة والتوافق مع أخذ العينات.

وقد يفضل نظام يتعامل مع قيمة مرتفعة للغاية افتراضات ثقة أقل حتى لو كانت الإثباتات أكبر.

لا توجد إجابة واحدة تناسب الجميع.

Trusted Setup مفاضلة تصميم يجب تقييمها في سياقها.

كيف يمكن للمستخدمين تقييم Trusted Setup؟

ينبغي للمستخدمين أن يسألوا أولًا عما إذا كان البروتوكول يستخدم Trusted Setup أساسًا.

ثم ينبغي أن يسألوا عن نظام الإثبات أو مخطط الالتزام المعتمد على هذا الإعداد.

ينبغي أن يتحققوا مما إذا كان الإعداد شاملًا أم خاصًا بدائرة.

وينبغي أن يتحققوا مما إذا كان سجل عام متاحًا.

وينبغي أن يتحققوا من توفر أدوات تحقق مستقلة.

وينبغي أن يتحققوا من عدد المساهمين وما إذا كانت المشاركة مفتوحة.

وينبغي أن يتحققوا مما إذا كان المشروع يشرح افتراضات toxic waste بوضوح.

وينبغي أن يتحققوا مما إذا كان البروتوكول قد خضع للتدقيق بعد دمج معلمات الإعداد.

وينبغي أن يتحققوا مما إذا كانت الترقيات المستقبلية تستطيع استبدال معلمات الإثبات دون ضوابط حوكمة قوية.

بالنسبة إلى الإيداعات الكبيرة أو الاستخدام طويل الأجل، ينبغي أن يكون Trusted Setup جزءًا من مراجعة المخاطر لدى المستخدم.

Trusted Setup ومخاطر التداول

قد يؤثر Trusted Setup في مخاطر التداول عندما يعتمد توكن أو rollup أو جسر بين الشبكات أو نظام خصوصية على سلامة الإثباتات.

إذا كان الإعداد موثوقًا على نطاق واسع وموثقًا جيدًا، فقد يدعم الثقة في البروتوكول.

أما إذا كان الإعداد مثيرًا للجدل أو غامضًا أو ضعيف التحقق، فقد يخصص المتداولون مخاطر أعلى للأصل المرتبط به.

قد لا يظهر فشل الإعداد في مخططات الأسعار قبل أن يصبح الخطر جسيمًا.

وقد يكون خطرًا تقنيًا خفيًا بدلًا من إشارة سوق مرئية.

وهذا مهم للمتداولين لأن أسواق الكريبتو غالبًا ما تسعّر الروايات أسرع من التفاصيل التقنية.

قد يبدو البروتوكول قويًا بسبب ارتفاع TVL أو حجم التداول أو قوة العلامة التجارية.

لكن إذا كان نظام إثباته يعتمد على افتراضات إعداد ضعيفة، فقد تكون مخاطره الفعلية أعلى مما يدركه السوق.

لذلك ينبغي أن تكون المخاطر التقنية جزءًا من التحليل الأساسي.

ويصبح Trusted Setup مهمًا بصورة خاصة عندما يحمي البروتوكول كميات كبيرة من أموال المستخدمين.

Trusted Setup وDeFi

قد تستخدم بروتوكولات DeFi Trusted Setup بصورة غير مباشرة عبر rollups أو طبقات الخصوصية أو أنظمة الإثبات أو أدوات توفر البيانات.

قد يعتمد تطبيق DeFi منشور على rollup على نظام إثبات الصلاحية الخاص بذلك rollup.

إذا كان نظام إثبات rollup يستخدم Trusted Setup، يرث تطبيق DeFi بعض هذا الافتراض بصورة غير مباشرة.

وقد يعتمد بروتوكول إقراض يستخدم إثباتات هوية أو امتثال بالمعرفة الصفرية على معلمات الإعداد أيضًا.

وقد يعتمد بروتوكول تداول خاص أو أصول خاصة على أنظمة إثبات قائمة على Trusted Setup لإخفاء البيانات الحساسة مع إثبات الصلاحية.

بالنسبة إلى مستخدمي DeFi، غالبًا ما يكون Trusted Setup مخفيًا تحت واجهة التطبيق.

قد يعرض التطبيق زرًا بسيطًا للإيداع أو swap أو الاقتراض.

لكن خلف هذا الزر قد توجد أنظمة إثبات أو عقود متحقق أو مخططات التزام أو sequencers أو افتراضات توفر البيانات.

يساعد فهم Trusted Setup المستخدمين على إدراك أن مخاطر DeFi متعددة الطبقات.

Trusted Setup والمطورون

ينبغي للمطورين التعامل مع Trusted Setup باعتباره بنية تحتية حاسمة للأمان.

ينبغي أن يختاروا أنظمة الإثبات بناءً على مفاضلات واضحة، لا على الضجة التسويقية.

ينبغي أن يوثقوا ما إذا كانت معلمات الإعداد شاملة أو خاصة بدائرة أو قابلة لإعادة الاستخدام أو خاصة بالتطبيق.

ينبغي أن ينشروا تعليمات التحقق للمستخدمين والمدققين.

ينبغي أن يتجنبوا تغيير مفاتيح الإثبات أو عقود المتحقق أو ملفات CRS بصمت.

ينبغي أن يستخدموا مكتبات مدققة عند الإمكان.

ينبغي أن يختبروا أن توليد الإثبات والتحقق منه يستخدمان المعلمات المتوقعة نفسها.

ينبغي أن يضمّنوا افتراضات الإعداد في وثائق الأمان ونماذج التهديدات.

وينبغي أن يخططوا لما يحدث إذا احتاجت المعلمات إلى تدوير أو استبدال أو إيقاف استخدام.

Trusted Setup ليس مجرد مراسم تشفيرية؛ بل هو مسؤولية صيانة طويلة الأجل أيضًا.

مفاهيم خاطئة شائعة حول Trusted Setup

المفهوم الخاطئ الأول هو أن Trusted Setup يعني أن النظام مركزي.

قد يشمل Trusted Setup مساهمين مستقلين كثيرين، مع استمرار دعمه لبروتوكول لامركزي.

المفهوم الخاطئ الثاني هو أن جميع إعدادات Trusted Setup متساوية في المخاطر.

تعتمد المخاطر على تصميم المراسم وتنوع المشاركين والتحقق من السجل وجودة البرنامج وافتراضات نظام الإثبات.

المفهوم الخاطئ الثالث هو أن Trusted Setup يهدد دائمًا خصوصية المستخدم.

في كثير من الأنظمة، يكون الخطر الرئيسي للإعداد هو انهيار السلامة المنطقية بدلًا من تسرب الخصوصية المباشر.

المفهوم الخاطئ الرابع هو أن المراسم الكبيرة تزيل جميع المخاطر.

تحسن المراسم الكبيرة الثقة فقط إذا كانت البرامج والتحقق والإنتروبيا وعملية المشاركة سليمة.

المفهوم الخاطئ الخامس هو أن أنظمة الإثبات الشفافة أفضل دائمًا.

تقلل الأنظمة الشفافة ثقة الإعداد، لكنها قد تتضمن إثباتات أكبر أو هياكل تكلفة مختلفة.

المفهوم الخاطئ السادس هو أن المستخدمين لا يحتاجون أبدًا إلى الاهتمام بالإعداد.

ينبغي للمستخدمين الاهتمام عندما يحمي الإعداد الأصول أو صلاحية rollup أو الخصوصية أو منطق البروتوكول الحاسم.

قائمة تحقق Trusted Setup

تحقق مما إذا كان البروتوكول يستخدم zk-SNARKs أو التزامات KZG أو نظامًا آخر يعتمد على الإعداد.

تحقق مما إذا كان الإعداد عامًا أو خاصًا أو شاملًا أو خاصًا بدائرة.

تحقق مما إذا كانت المراسم استخدمت الحوسبة متعددة الأطراف.

تحقق مما إذا كان مشارك صادق واحد على الأقل كافيًا للأمان.

تحقق مما إذا كان تدمير toxic waste مشروحًا بوضوح.

تحقق مما إذا كان السجل والهاش النهائي وأدوات التحقق عامة.

تحقق مما إذا كانت عقود المتحقق ومفاتيح الإثبات مدققة.

تحقق مما إذا كانت الترقيات تستطيع استبدال معلمات الإثبات.

تحقق مما إذا كان للبروتوكول خطة للترحيل بعيدًا عن المعلمات القديمة عند الحاجة.

تحقق مما إذا كان المشروع يشرح افتراضات الإعداد بلغة بسيطة للمستخدمين.

الأسئلة الشائعة

ما هو Trusted Setup بعبارات بسيطة؟

Trusted Setup هو مراسم تشفيرية تنشئ معلمات عامة لنظام إثبات، وتتطلب تدمير العشوائية السرية التي يستخدمها المشاركون.

لماذا يسمى Trusted Setup؟

يسمى Trusted Setup لأن المستخدمين يجب أن يثقوا في أن مشاركًا واحدًا على الأقل ساهم بعشوائية صادقة ودمّر toxic waste السرية.

ما هي toxic waste في Trusted Setup؟

Toxic waste هي العشوائية السرية التي تُنشأ أثناء الإعداد، وقد تكون خطيرة إذا بقيت أو كُشفت.

لماذا تحتاج بعض zk-SNARKs إلى Trusted Setup؟

تحتاج بعض zk-SNARKs إلى Trusted Setup لأن معلمات الإثبات والتحقق العامة فيها تعتمد على عشوائية سرية جرى توليدها قبل استخدام النظام.

ماذا يحدث إذا تعرض Trusted Setup للاختراق؟

إذا تعرض الإعداد للاختراق، فقد يتمكن المهاجمون من إنشاء إثباتات أو التزامات مزيفة تبدو صالحة.

هل يؤثر Trusted Setup دائمًا في الخصوصية؟

ليس دائمًا، لأن الخطر الرئيسي في كثير من الأنظمة هو انهيار السلامة المنطقية بدلًا من تسرب الخصوصية المباشر.

ما هي مراسم MPC؟

مراسم MPC هي عملية إعداد متعددة الأطراف يساهم فيها كثير من المشاركين بالعشوائية، بحيث يبقى الإعداد آمنًا إذا كان مشارك واحد على الأقل صادقًا.

ما هي مراسم Ethereum KZG؟

كانت مراسم Ethereum KZG مراسم Trusted Setup عامة أنشأت السلسلة المرجعية المنظمة المستخدمة في التزامات KZG ضمن نظام blobs في Ethereum.

ما هي Powers of Tau؟

Powers of Tau كانت مراسم كبيرة مرتبطة بـ Zcash صُممت لإنتاج معلمات عامة قابلة لإعادة الاستخدام لأنظمة zk-SNARK.

هل ZK-STARKs خالية من Trusted Setup؟

نعم، توصف ZK-STARKs عادةً بأنها أنظمة إثبات شفافة لأنها تعتمد على عشوائية قابلة للتحقق علنًا بدلًا من Trusted Setup.

هل Trusted Setup سيئ؟

ليس Trusted Setup سيئًا تلقائيًا، لكنه افتراض ثقة يجب فهمه وتوثيقه والتحقق منه.

لماذا لا تزال البروتوكولات تستخدم أنظمة Trusted Setup؟

قد تستخدم البروتوكولات أنظمة Trusted Setup لأنها يمكن أن توفر إثباتات صغيرة وتحققًا فعالًا وأدوات ناضجة وأداءً عمليًا للبلوكشين.

هل يمكن إعادة استخدام Trusted Setup؟

يمكن إعادة استخدام بعض إعدادات Trusted Setup الشاملة عبر دوائر أو تطبيقات كثيرة، بينما تقتصر الإعدادات الخاصة بدائرة على تصميم دائرة واحد.

كيف يمكن للمستخدمين التحقق من أمان Trusted Setup؟

يمكن للمستخدمين مراجعة وثائق المراسم وعدد المشاركين وتوفر السجل وأدوات التحقق وعمليات التدقيق وضوابط الترقية.

الخلاصة

Trusted Setup هو عملية تشفيرية تولد معلمات عامة لبعض أنظمة الإثبات ومخططات الالتزام المستخدمة في الكريبتو.

وهو مهم بصورة خاصة لـ zk-SNARKs والتزامات KZG وأنظمة الخصوصية وrollups وتصاميم بيانات البلوكشين القابلة للتوسع.

تتمثل الفكرة الأمنية الأساسية في ضرورة تدمير العشوائية السرية التي تُنشأ خلال المراسم.

إذا تصرف مشارك واحد على الأقل بصدق وحذف toxic waste الخاصة به، فيمكن أن يبقى الإعداد آمنًا وفق افتراضات المراسم.

أما إذا كان جميع المشاركين غير صادقين أو تعرضوا للاختراق، فقد يصبح النظام عرضة لإثباتات مزيفة أو التزامات غير صالحة.

أتاح Trusted Setup أنظمة تشفيرية فعالة، بما في ذلك الإثباتات الصغيرة والتحقق العملي على السلسلة.

كما أثار أسئلة جادة حول الثقة والشفافية لمستخدمي البلوكشين.

تشمل الأمثلة الرئيسية مراسم Powers of Tau المرتبطة بـ Zcash ومراسم KZG العامة في Ethereum لـ proto-danksharding.

تقلل أنظمة الإثبات الشفافة الحديثة مثل ZK-STARKs افتراضات Trusted Setup أو تزيلها، لكنها قد تنطوي على مفاضلات أداء مختلفة.

أفضل طريقة لفهم Trusted Setup هي التعامل معه باعتباره خيار تصميم، لا عيبًا بسيطًا.

بالنسبة إلى المستخدمين، ينبغي أن يكون Trusted Setup جزءًا من تحليل مخاطر البروتوكول.

وبالنسبة إلى المطورين، ينبغي أن يكون جزءًا من بنية الأمان ونطاق التدقيق والوثائق والتخطيط للترقيات.

وبالنسبة إلى النظام البيئي الأوسع للكريبتو، يوضح Trusted Setup أن اللامركزية لا تعتمد فقط على الإجماع والعقود الذكية، بل أيضًا على الأسس التشفيرية التي تجعل تطبيقات البلوكشين المتقدمة ممكنة.