शून्य-ज्ञान प्रमाण (Zero Knowledge proof) वास्तव में क्या है?
ZK-प्रमाणों के पीछे का मूल सिद्धांत सरल लेकिन गहरा है: वे एक पक्ष (सिद्धांतकर्ता) से दूसरे पक्ष (सत्यापनकर्ता) को कुशलतापूर्वक यह साबित करने की अनुमति देते हैं कि उस ज्ञान की विशिष्टताओं को प्रकट करने की आवश्यकता के बिना उसके पास कुछ ज्ञान है।
यह अवधारणा 1980 के दशक के मध्य में कुछ अकादमिक शोधकर्ताओं के अभूतपूर्व कार्य से उत्पन्न हुई और तब से सत्यापन योग्य गणना के लिए एक व्यावहारिक तंत्र में विकसित हुई और आधुनिक वेब 3 पारिस्थितिकी तंत्र की नींव रखी, जहां ZK-प्रूफ तेजी से अभिन्न होते जा रहे हैं।
ब्लॉकचेन में ZK का विकास
ब्लॉकचेन के उदय से बहुत पहले सैद्धांतिक क्रिप्टोग्राफी में ZK-प्रूफ़ मौजूद थे, यह बाद की विकेंद्रीकृत प्रकृति है जिसने ZK-प्रूफ़ को लोगों की नज़रों में ला दिया है। ब्लॉकचेन, अपने सार में, एक सार्वजनिक बही-खाता है। प्रत्येक लेन-देन, चाहे कितना भी मामूली क्यों न हो, रिकॉर्ड किया जाता है और कोई भी इसे देख सकता है। लेकिन जहां पारदर्शिता ब्लॉकचेन की सबसे बड़ी शक्तियों में से एक है, वहीं जब उपयोगकर्ता की गोपनीयता की बात आती है तो यह इसकी कमजोर कड़ी भी है।
ZK-प्रमाण ब्लॉकचेन क्षेत्र में पारदर्शिता और गोपनीयता के बीच द्वंद्व को संबोधित करते हैं। वे लेनदेन विवरण प्रकट किए बिना लेनदेन को मान्य करने की अनुमति देते हैं, जिससे ब्लॉकचेन की अपरिवर्तनीय प्रकृति को बनाए रखते हुए उपयोगकर्ता की गोपनीयता बनी रहती है। 2010 के मध्य तक, Zcash जैसी परियोजनाओं ने निजी लेनदेन की पेशकश करने वाले ZK प्रोटोकॉल का निर्माण शुरू कर दिया, जिससे Web3 में ZK को अपनाने और रुचि में वृद्धि हुई। लेकिन पिछले लगभग एक दशक में, ZK-प्रूफ़ के लिए Web3 का उपयोग मामला सरल गोपनीयता संरक्षण से विकसित होकर यकीनन ब्लॉकचेन तकनीक के लिए सबसे महत्वपूर्ण प्रगति में से एक बन गया है: सत्यापन योग्य ऑफ-चेन कंप्यूटिंग।
स्केलेबिलिटी समस्या का समाधान
इससे पहले कि हम सत्यापन योग्य ऑफ-चेन कंप्यूटिंग के महत्व पर प्रकाश डाल सकें, हमें स्मार्ट अनुबंधों की चरम सीमाओं के बारे में बात करनी होगी। स्मार्ट अनुबंध स्वाभाविक रूप से तीन प्रमुख तरीकों से सीमित हैं:
- डेटा के प्रकार जिन्हें वे एक्सेस कर सकते हैं: स्मार्ट कॉन्ट्रैक्ट केवल सबसे बुनियादी ऑन-चेन डेटा पॉइंट्स (जैसे वॉलेट बैलेंस) तक पहुंच सकते हैं और मूल रूप से अधिकांश ऑन-चेन डेटा तक नहीं पहुंच सकते हैं – यहां तक कि टोकन कीमतों के रूप में भी सरल – या किसी भी ऑफ-चेन डेटा तक नहीं पहुंच सकते हैं .
- ब्लॉकचेन की भंडारण क्षमता: ब्लॉकचेन बड़ी मात्रा में डेटा संग्रहीत करने के लिए नहीं बनाई गई हैं। ऐसा करना बेहद महंगा और संसाधन-गहन है।
- वे तर्क निष्पादित कर सकते हैं: एक स्मार्ट अनुबंध अत्यधिक गैस शुल्क की आवश्यकता के बिना केवल बहुत ही बुनियादी सशर्त तर्क निष्पादित कर सकता है।
इनमें से प्रत्येक समस्या को हल करने के तरीके के बिना, ब्लॉकचेन बढ़ते वेब3 पारिस्थितिकी तंत्र की बढ़ती जरूरतों को पूरा करने में सक्षम नहीं हो सकता है। सौभाग्य से, जैसे Web3 विकसित हुआ है, वैसे ही ZK भी विकसित हुआ है। जबकि चेनलिंक के विकेन्द्रीकृत ओरेकल नेटवर्क (डॉन) और क्रॉस-चेन इंटरऑपरेबिलिटी प्रोटोकॉल (सीसीआईपी) जैसी परियोजनाओं ने पहली समस्या को हल कर दिया है, कई ZK प्रोटोकॉल अन्य दो को हल करने के लिए काम कर रहे हैं।
ब्लॉकचेन के सीमित भंडारण और कंप्यूटिंग को हल करने का सबसे शानदार तरीका कुछ डेटा और कम्प्यूटेशनल कार्य को ऑफ-चेन स्थानांतरित करना है। यह विचार कि आप ऑफ-चेन क्रियाएं कर सकते हैं और सभी अंतर्निहित डेटा को स्थानांतरित किए बिना मुख्य श्रृंखला में उन क्रियाओं के सारांश को संक्षेप में और भरोसेमंद रूप से संप्रेषित करने के लिए ZK-प्रूफ का उपयोग कर सकते हैं, ने ब्लॉकचेन तकनीक के लिए एक नए प्रतिमान की शुरुआत की है। आइए इस क्षेत्र में बन रहे कुछ प्रोटोकॉल पर एक नज़र डालें।
भंडारण के लिए समाधान: ZK-सिद्ध विकेंद्रीकृत भंडारण
ब्लॉकचेन स्टोरेज समस्या का एक प्रसिद्ध समाधान ऑफ-चेन विकेन्द्रीकृत स्टोरेज नेटवर्क है। बड़ी मात्रा में डेटा संग्रहीत करने के बजाय, ब्लॉकचेन को केवल उस डेटा के छोटे संदर्भ संग्रहीत करने होते हैं क्योंकि यह ऑफ-चेन प्लेटफ़ॉर्म में संग्रहीत होता है। हालाँकि, केवल डेटा को ऑफ-चेन ले जाना पर्याप्त नहीं है; यह सुनिश्चित करने के लिए कि ऑफ-चेन डेटा उपलब्ध और अछूता रहे (स्मार्ट अनुबंध से वापस जुड़ने के लिए), आपको ZK-प्रूफ की आवश्यकता है। फ़ाइलकॉइन का PoST इस कार्यान्वयन का एक बेहतरीन उदाहरण है: यह निरंतर डेटा भंडारण के आवधिक क्रिप्टोग्राफ़िक प्रमाण प्रदान करता है, मुख्य ब्लॉकचेन से डेटा लोड को कम करते हुए नेटवर्क में विश्वास को बढ़ावा देता है।
गणना के लिए समाधान: लेनदेन रोलअप
ZK का पोस्टर चाइल्ड, ZK-रोलअप Ethereum जैसे L1 पर तेज़ और सस्ते लेनदेन की बढ़ती मांग के पसंदीदा समाधान के रूप में उभरा है। प्रत्येक लेनदेन को मुख्य श्रृंखला पर व्यक्तिगत रूप से संसाधित करने के बजाय, जिससे भीड़भाड़ और उच्च गैस शुल्क हो सकता है, ZK-रोलअप श्रृंखला से कम्प्यूटेशनल हेवी-लिफ्टिंग को हटा देता है, कई लेनदेन को एक “रोलअप” में एकत्रित करता है।
मुख्य श्रृंखला से संसाधित लेनदेन के प्रत्येक बड़े बैच के लिए, केवल एक एकल, कॉम्पैक्ट सबूत वापस जमा किया जाता है, जो क्रिप्टोग्राफ़िक साक्ष्य प्रदान करता है कि ये लेनदेन सही थे। प्रत्येक व्यक्तिगत लेनदेन के सत्यापन में सीधे शामिल हुए बिना मुख्य श्रृंखला सुरक्षित रहती है। ZK-रोलअप न केवल लेनदेन प्रसंस्करण गति को बढ़ाता है बल्कि मुख्य श्रृंखला के संसाधनों को भी संरक्षित करता है, थ्रूपुट को बढ़ाता है और लेनदेन शुल्क को कम करता है। कुछ सबसे प्रमुख ZK-रोलअप में पॉलीगॉन का zkEVM, मैटर लैब्स का zkSync और स्टार्कवेयर का STARKEx शामिल हैं।
स्केल पर ताकतवर अनुप्रयोग
तो, आइए ब्लॉकचेन को स्केल करने के विचार पर वापस जाएं – इसका क्या मतलब है, और यह कैसा है? यदि आप ब्लॉकचेन स्टैक की तुलना पारंपरिक एप्लिकेशन स्टैक से करते हैं, तो आपको कुछ स्पष्ट अंतर दिखाई देंगे। पारंपरिक SaaS में, ऐप्स (सबसे बुनियादी स्तर पर) तीन चरणों द्वारा संचालित होते हैं
- क्वेरी परिणाम पुनर्प्राप्त करना: डेटा के बारे में प्रश्न पूछना और उत्तर प्राप्त करना।
- किसी क्रिया को निष्पादित करना: उत्तर के आधार पर किसी कार्य को निष्पादित करना।
- किसी स्थिति को अद्यतन करना: सिस्टम को बताना कि उसने कार्य पूरा कर लिया है।
उदाहरण: यात्रा बुकिंग वेबसाइट
- ऐप उपलब्ध उड़ानों के बारे में पूछताछ करता है और सबसे अधिक प्रासंगिक उड़ानें प्राप्त करता है।
- ऐप ग्राहक को प्रासंगिक उड़ान विकल्पों को बढ़ावा देता है, और ग्राहक एक उड़ान चुनता है और खरीदता है।
- ऐप उपलब्धता को अपडेट करता है और ग्राहक बुकिंग विवरण रिकॉर्ड करता है।
Web3 में, ब्लॉकचेन एक प्रबंधन परत के रूप में कार्य करता है, और स्मार्ट अनुबंध मनमाने कोड के रूप में कार्यों को निष्पादित करते हैं, लेकिन एक प्रमुख घटक अभी भी गायब है: क्वेरीज़। स्मार्ट कॉन्ट्रैक्ट के पास डेटा के बारे में प्रश्न पूछने का कोई तरीका नहीं है। यहां तक कि इतना सरल भी कि “क्या मेरी श्रृंखला पर इस संग्रह से किसी वॉलेट के पास कभी 2 एनएफटी थीं?” स्मार्ट अनुबंध द्वारा मूल रूप से उत्तर नहीं दिया जा सकता। यदि हम Web3 के दृष्टिकोण को साकार करना चाहते हैं और एंटरप्राइज़ अनुप्रयोगों की मांगों को पूरा करने के लिए ब्लॉकचेन को स्केल करना चाहते हैं, तो हमें स्मार्ट कॉन्ट्रैक्ट्स को अपनी श्रृंखला, अन्य श्रृंखलाओं और ऑफ-चेन पर डेटा के बारे में भरोसेमंद तरीके से सवाल पूछने का एक तरीका देना होगा।
SQL का प्रमाण और सत्यापन योग्य कंप्यूट परत
डेटाबेस कंप्यूटिंग – अनिवार्य रूप से, डेटा के बारे में प्रश्न पूछने की क्षमता – को ऐतिहासिक रूप से पोस्टग्रेएसक्यूएल (Postgre SQL सरल प्रश्नों के लिए) या स्नोफ्लेक (एनालिटिक्स के लिए) जैसे केंद्रीकृत, विश्वसनीय समाधानों में स्थानांतरित कर दिया गया है। विकेंद्रीकृत डेटाबेस मौजूद हैं, लेकिन वे अपने केंद्रीकृत समकक्षों के समान पैमाने या थ्रूपुट के साथ काम नहीं करते हैं।
और जबकि ZK सत्यापन योग्य ऑफ-चेन कंप्यूटिंग का समर्थन करने के लिए विकसित हुआ है, जो समाधान सामने आए हैं वे सीमित और खंडित हैं, कोई ZK परियोजना Web3 स्टैक के सबसे महत्वपूर्ण लापता हिस्से क्वेरीज़ से निपटने के लिए नहीं है।
यही कारण है कि स्पेस एंड टाइम की टीम ने SQL का प्रमाण बनाया: एक ZK-प्रूफ जो ब्लॉकचेन की सत्यापनीयता के साथ डेटा वेयरहाउस (एक एंटरप्राइज़-स्केल डेटाबेस) के पैमाने को जोड़ता है। SQL का प्रमाण यह साबित करता है कि डेटाबेस में चलाए गए प्रश्नों की गणना सही डेटा पर सही ढंग से की गई है और क्वेरी और अंतर्निहित डेटा दोनों के साथ छेड़छाड़ नहीं की गई है। यह स्मार्ट कॉन्ट्रैक्ट्स को सत्यापन योग्य तरीके से ऑफ-चेन डेटाबेस कंप्यूटिंग तक पहुंचने की अनुमति देता है, वेब 3 में क्वेरी गैप को भरता है, और डेवलपर्स को चेन पर भरोसेमंद डेटा-संचालित एनएफटी, प्रोटोकॉल और वित्तीय उपकरण बनाने में सक्षम बनाता है।
SQL का प्रमाण स्पेस और टाइम के स्वयं के विकेन्द्रीकृत डेटा वेयरहाउस को Web3 के सत्यापन योग्य कंप्यूट लेयर के रूप में कार्य करने में सक्षम बनाता है, लेकिन इसे स्मार्ट अनुबंधों के लिए सत्यापन योग्य क्वेरी परिणाम प्रदान करने के लिए केंद्रीकृत या विकेन्द्रीकृत किसी भी SQL डेटाबेस से भी जोड़ा जा सकता है।
निष्कर्ष
जैसा कि हम विकेंद्रीकृत भविष्य की कगार पर खड़े हैं, वेब3 को नया आकार देने में ZK-प्रूफ़ के महत्व को कम करके आंका नहीं जा सकता है। प्रूफ ऑफ एसक्यूएल जैसे समाधानों का आगमन ZK की परिवर्तनकारी शक्ति को उजागर करता है, जो इसकी उपयोगिता को केवल लेन-देन की गोपनीयता से कहीं अधिक विस्तारित करता है। ZK प्रौद्योगिकी का निरंतर विकास और अपनाना एक विकेन्द्रीकृत भविष्य बनाने में सहायक होगा जो पैमाने और अविश्वास दोनों से मेल खाता है, सुरक्षा, दक्षता और पारदर्शिता के नए प्रतिमानों की शुरुआत करता है।
लेखक
जे व्हाइट Space and Time के सह-संस्थापक और अनुसंधान प्रमुख हैं। उनका प्राथमिक ध्यान स्पेस एंड टाइम के इनोवेटिव डेटाबेस टैम्परप्रूफिंग मैकेनिज्म के अनुसंधान, डिजाइन और कार्यान्वयन पर है, जिसे प्रूफ ऑफ एसक्यूएल कहा जाता है।
श्रेय: Cryptopotato
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