تنتقل الخصوصية على إيثيريوم من كونها إضافة اختيارية إلى إعداد افتراضي على مستوى الشبكة. تستهدف خرائط طريق الخصوصية المقترحة لشبكة إيثيريوم نقاط اتصال ضعيفة محددة حيث يمكن أن تتسرب بيانات المستخدم اليوم. تهدف الأبحاث عبر النظام البيئي إلى جعل إيثيريوم منصة تكون فيها الخصوصية هيكلية بدلاً من كونها اختيارية.
قام الباحثون في مؤسسة إيثيريوم بتجميع ثلاث أولويات أساسية لخريطة الطريق (يفتح في علامة تبويب جديدة) من الأبحاث الموزعة عبر النظام البيئي:
- القراءات الخاصة - الاستعلام عن إيثيريوم وتصفحها دون الكشف عن العناوين أو العقود أو البيانات التي يصل إليها المستخدم. حماية القراءات تمنع جمع البيانات حتى قبل توقيع أي معاملة.
- الكتابات الخاصة - إرسال معاملات مقاومة للرقابة وتسريب البيانات الوصفية، بدءًا من إدراجها في مجمع الذاكرة وحتى التسوية النهائية. تضمن حماية الكتابات عدم فرض رقابة على المعاملات الخاصة أو ربطها بمصدرها.
- الإثبات الخاص - التحقق من الهوية أو الأهلية أو البيانات دون الكشف عن المعلومات الشخصية الأساسية، باستخدام براهين المعرفة الصفرية الفعالة. يتيح الإثبات الخاص للمستخدمين المشاركة في الشبكة مع اختيار الكشف فقط عن الحد الأدنى من المعلومات الضرورية (الإفصاح الانتقائي).
تشكل هذه المجالات الثلاثة معًا نموذجًا شاملاً للخصوصية. الهدف هو السيادة الحسابية، لضمان أن إيثيريوم هي منصة يمكن للأفراد والمؤسسات من خلالها التفاعل والتنسيق وإجراء المعاملات عالميًا دون جمع بيانات غير مصرح به أو مراقبة أو رقابة مركزية.
لماذا تعتبر الخصوصية مهمة؟ تعرف على الخصوصية، وكيفية حماية خصوصيتك على الإنترنت، وحماية خصوصيتك على إيثيريوم اليوم.
المزيد عن الخصوصيةالقراءات الخاصة تحمي استعلامات المستخدم وبيانات الوصول
قبل توقيع أي معاملة، يحتاج المستخدم إلى قراءة البيانات من سلسلة الكتل. للتحقق من الرصيد، أو تقدير الغاز، أو التحقق من حالة عقد ذكي، يرسل برنامج المحفظة استعلامات إلى مزود عقدة. تكشف استعلامات استدعاء الإجراء عن بُعد (RPC) القياسية هذه عن كمية هائلة من البيانات الوصفية.
يمكن لمزود العقدة رؤية عنوان IP الخاص بالمستخدم، وبصمة الجهاز، والعناوين المحددة المستعلم عنها، وتوقيت وتكرار نشاطه. حتى إذا أرسل المستخدم بعد ذلك معاملة خاصة، فإن مزود البنية التحتية لديه بالفعل إمكانية الوصول إلى خريطة مفصلة لنواياه.
يعد تسريب البيانات الوصفية في طبقة الوصول أحد أكثر مشاكل الخصوصية استمرارًا في جميع أنظمة سلسلة الكتل. تهدف إيثيريوم إلى معالجة تسريب البيانات الوصفية من خلال الخصوصية في المصدر (إخفاء من سأل)، والخصوصية في المحتوى (إخفاء ما تم السؤال عنه)، والتحقق من صحة المعلومات المرجعة.
تستخدم خصوصية المصدر استدعاء الإجراء عن بُعد (RPC) المجهول (يفتح في علامة تبويب جديدة) وحلول الشبكات المجهولة لإخفاء الكيان الذي يطلب البيانات، وتستخدم خصوصية المحتوى تكتيكات مثل استرجاع المعلومات الخاصة وذاكرة الوصول العشوائي الغافلة (Oblivious RAM) (يفتح في علامة تبويب جديدة) لإخفاء البيانات المستعلم عنها، بينما يستخدم التحقق من الصحة عملاء خفيفين لإثبات دقة البيانات المرجعة.
لبنة البناء التشفيرية وراء خصوصية المحتوى هي استرجاع المعلومات الخاصة (PIR) (يفتح في علامة تبويب جديدة)، وهي تقنية في علم التشفير تسمح للعميل بالاستعلام عن قاعدة بيانات واسترجاع معلومة محددة دون الكشف للخادم عن العنصر الذي تم الوصول إليه. يعالج الخادم الطلب بشكل أعمى ويرجع استجابة مشفرة لا يمكن فك تشفيرها إلا بواسطة المحفظة المستعلمة.
تعمل تقنية PIR في طبقة الوصول، حيث تقع بين برنامج المحفظة ومزودي العقد. مع نضوج تطبيقات PIR، سيتم دمجها في حزم تطوير برمجيات (SDKs) المحافظ ومزودي البنية التحتية، مما يتيح للمستخدمين الاستعلام عن الشبكة دون كشف نشاطهم للوسطاء المركزيين.
تقلل القراءات الخاصة أيضًا من التعرض لهجمات الاستباق وهجمات ترتيب المعاملات. إذا لم يتمكن مزود البنية التحتية من رؤية العقد الذكي أو العنوان الذي يستعلم عنه المستخدم، فلن يتمكن من بيع هذه المعلومات للجهات التي تتربح من توقع النشاط على السلسلة.
الكتابات الخاصة تمنع الرقابة وتسريب المعاملات
بمجرد إرسال معاملة، فإنها تمر عبر البنية التحتية للشبكة التي يمكنها مراقبتها أو حظرها قبل تسجيلها على السلسلة. هنا تفشل العديد من بروتوكولات الخصوصية في الممارسة العملية. يراقب منشئو الكتل المركزيون الكبار مجمع الذاكرة ويمكنهم تهميش أو فرض رقابة بهدوء على المعاملات الصادرة من أدوات الخصوصية. حتى لو كان علم التشفير الأساسي سليمًا، فإن المعاملة التي لا يتم تضمينها أبدًا في كتلة لا توفر أي حماية.
تعالج ترقيتان على مستوى البروتوكول هذه المشكلة معًا:
يقدم EIP-8141 (معاملات الإطار) (يفتح في علامة تبويب جديدة) نوعًا جديدًا من المعاملات يقسم المعاملات إلى أجزاء للتحقق من التوقيع وتفويض الرسوم، ولتعليمات المعاملة الفعلية. تسمح معاملات الإطار لـ الحسابات الذكية بتحديد مخططات التوقيع الخاصة بها واستخدام عقود خارجية لتغطية رسوم الغاز. تمنع قواعد وضع الحماية (sandboxing) الصارمة في مجمع الذاكرة هذه المعاملات من تعريض الشبكة لهجمات حجب الخدمة.
يتم النظر في معاملات الإطار لترقية Hegotá (يفتح في علامة تبويب جديدة) الخاصة بشبكة إيثيريوم، وهي ترقية الشبكة التالية بعد ترقية غلامستردام القادمة. ستسمح الترقية نفسها أيضًا للحسابات الذكية باعتماد توقيعات آمنة كميًا قبل اكتمال انتقال الشبكة بالكامل إلى مرحلة ما بعد الكم.
يوفر EIP-7805 (قوائم الإدراج المفروضة باختيار التفرع، أو FOCIL) (يفتح في علامة تبويب جديدة) آلية الإنفاذ للكتابات الخاصة. يُطلب من مقترحي الكتل بموجب قواعد الإجماع تضمين المعاملات في كتلهم من قوائم الإدراج المحلية المجمعة، والتي تجمع المعاملات من مصادر متعددة. إذا حاول منشئ الكتل فرض رقابة على معاملة ظهرت في قوائم الإدراج، فإن العقد المصادقة ترفض الكتلة المقترحة بالكامل. يتم حاليًا النظر في FOCIL لترقية Hegotá (يفتح في علامة تبويب جديدة).
تمنح معاملات الإطار المستخدمين المرونة لبناء معاملات تحافظ على الخصوصية باستخدام مخططات توقيع مخصصة، بينما يضمن FOCIL عدم إمكانية فرض رقابة انتقائية على تلك المعاملات بمجرد دخولها إلى مجمع الذاكرة. يعالجان معًا نقطتي فشل مختلفتين: أحدهما يتيح تنسيق المعاملات الخاصة، والآخر يضمن إدراجها. لا يمكن لأي جهة مركزية حظر تحويل خاص صالح.
نقطة الضعف الثانية لخصوصية المستخدم هي كيفية تتبع إيثيريوم لترتيب المعاملات، والذي يسمى نظام الرقم الفريد المتسلسل. في نموذج حساب إيثيريوم القياسي، يستخدم كل حساب عدادًا واحدًا يتزايد خطيًا. إذا تأخرت معاملة خاصة واحدة في مجمع الذاكرة، فإن جميع المعاملات اللاحقة من ذلك الحساب تتوقف خلفها. يتيح تسلسل الرقم الفريد أيضًا لمراقبي الشبكة ربط معاملات متعددة بنفس الحساب الأصلي، مما يقوض الخصوصية.
يحل EIP-8250 (الأرقام الفريدة ذات المفاتيح لمعاملات الإطار) (يفتح في علامة تبويب جديدة)، والذي يتم النظر فيه حاليًا لترقية Hegotá، هذه المشكلة من خلال السماح لحساب واحد بإدارة تسلسلات معاملات متوازية متعددة في وقت واحد. يمكن للمستخدمين تنفيذ العديد من المعاملات الخاصة عبر سياقات مختلفة في نفس الوقت، ولم يعد بإمكان المراقبين ربط الأنشطة المتميزة بشكل موثوق بنفس الحساب الأصلي.
المدفوعات الخاصة وتحويل القيمة
بالإضافة إلى توجيه المعاملات وإدارة الرقم الفريد، تتطلب حماية الكتابات إخفاء الهويات والأصول المعنية في أي تحويل. حتى عندما يستعلم المستخدم بشكل خاص ويبث معاملة دون رقابة، تظل بيانات المعاملة المسجلة على السلسلة مرئية للجمهور. يمكن لأي شخص رؤية من أرسل وكم أرسل وإلى من، وتقوم شركات تحليل السلسلة بتجميع هذه البيانات في ملفات تعريف قابلة للبحث تستمر إلى أجل غير مسمى.
يقدم EIP-8182 (تحويلات ETH و ERC-20 الخاصة) (يفتح في علامة تبويب جديدة)، المقترح لترقية Hegotá، مجمعًا مخفيًا أصليًا ومشتركًا مباشرة في بروتوكول إيثيريوم لتحويلات ETH و ERC-20. تستخدم مجمعات الخصوصية الخلط التشفيري لقطع الرابط بين الإيداع والسحب، ولكنها متاحة اليوم فقط عبر تطبيقات الخصوصية والمحافظ وشبكات طبقة 2 (L2).
تاريخيًا، أدت حلول الخصوصية على مستوى التطبيق إلى تفتيت السيولة وعانت من مجموعات إخفاء هوية منخفضة. يدمج EIP-8182 التحويلات المخفية على مستوى البروتوكول، مما يتيح للمستخدمين توجيه الأموال عبر مفاتيح تسليم مخفية دون الحاجة إلى بنيات محافظ متخصصة أو التفاعل مع تطبيقات مجزأة واختيارية.
تشمل المناهج البحثية الأخرى التي يتم تطويرها لخصوصية المعاملات البراهين التي تسمح للمستخدمين بإثبات صحة مبالغ المعاملات دون الكشف عن القيم الفعلية (مثل البراهين الرصاصية (bulletproofs) وبراهين النطاق). تهدف الأبحاث في المعاملات السرية إلى إخفاء المبالغ مع السماح للشبكة بالتحقق من عدم إنشاء أو تدمير أي قيمة.
تعتمد حلول طبقة الدفع هذه على البنية التحتية الموضحة سابقًا في هذا القسم. تحمي تقنية PIR مرحلة الإعداد، وتضمن معاملات الإطار و FOCIL وصول المدفوعات الخاصة إلى مجمع الذاكرة دون رقابة، وتتيح أجهزة zkVMs الافتراضية علم التشفير المعقد المطلوب لإخفاء القيمة مع الحفاظ على ضمانات أمان الشبكة.
الإثبات الخاص وحماية الهوية
الخصوصية لا تعني الإخفاء التام. بل تتعلق بـ الإفصاح الانتقائي، أو اختيار المعلومات التي يجب الكشف عنها، ولمن، وبأي شروط. تدعم إيثيريوم الإفصاح الانتقائي من خلال براهين المعرفة الصفرية (ZKPs)، والتي تسمح لطرف واحد بإثبات صحة عبارة ما دون الكشف عن البيانات الأساسية. على سبيل المثال، إثبات الجنسية دون الكشف عن تفاصيل جواز السفر، أو إثبات بلوغ سن معين دون الكشف عن تاريخ الميلاد الدقيق.
يرتبط الإثبات الخاص بخريطة طريق الخصوصية من خلال تمكين هوية قابلة للتحقق دون كشف البيانات على مستوى البروتوكول. بينما تحمي القراءات والكتابات الخاصة البيانات الوصفية للمعاملات، يضمن الإثبات الخاص أن فحوصات الهوية والأهلية المطلوبة للمشاركة في العالم الحقيقي لا تتطلب تسليم البيانات الشخصية لأنظمة التحقق المركزية.
في خريطة طريق الخصوصية لشبكة إيثيريوم، يتم دعم الإثبات الخاص من خلال مسارات بنية تحتية تكميلية، أحدهما في طبقة التنفيذ لجعل الحوسبة الخاصة ممكنة على مستوى البروتوكول، والآخر في طبقة الوصول، مما يجعل الحوسبة الخاصة عملية على أجهزة المستهلكين.
تسمح الأجهزة الافتراضية للمعرفة الصفرية (zkVMs) للعقود الذكية بتشغيل منطقها وإنشاء إثبات تشفيري بأن العمل قد تم بشكل صحيح. عندما يكون هذا الإثبات مبنيًا حقًا على المعرفة الصفرية، فإنه لا يكشف شيئًا عن المدخلات أو الحالة الوسيطة أو المخرجات، مما يفتح المجال للحوسبة الخاصة على مستوى الشبكة.
يحمل اسم "zkVM" فارقًا دقيقًا؛ فمعظم الأنظمة التي تسمى zkVMs اليوم هي موجزة (succinct) وليست مبنية على المعرفة الصفرية. براهينها صغيرة وسريعة التحقق، لكنها لا تخفي بالضرورة البيانات المستخدمة لإنشائها. اليوم، لا يوفر سوى عدد قليل من أنظمة الإثبات خاصية الإخفاء التي تعتمد عليها تطبيقات الخصوصية. تتتبع معايير الإثبات من جانب العميل (يفتح في علامة تبويب جديدة) أجهزة zkVMs التي تم تحليلها للتأكد من وجود المعرفة الصفرية الفعلية في خصائص نظامها. يعد سد هذه الفجوة جزءًا من عمل الإثبات الخاص في خريطة الطريق.
ترتبط معاملات الإطار (EIP-8141) أيضًا بتنفيذ أجهزة zkVMs. يمكنها استخدام مخططات تحقق مخصصة لتقديم انتقالات حالة تم التحقق منها بالإثبات، مما يتيح للتطبيقات تقديم بيئات تنفيذ خاصة وتقديم الإثبات التشفيري إلى شبكة إيثيريوم العامة بأن الإجراء قد تم بشكل صحيح، دون الكشف عن بيانات المعاملة نفسها.
تعتبر براهين المعرفة الصفرية ممتازة للسماح للأفراد بإثبات صحة بياناتهم مع الحفاظ على سريتها، لكنها لا تستطيع بسهولة إدارة العقود الذكية حيث يحتاج العديد من المستخدمين إلى التفاعل مع مجمع مشترك من البيانات السرية في نفس الوقت.
لسد هذه الفجوة، تدمج خريطة طريق إيثيريوم التشفير المتماثل بالكامل (FHE). يسمح FHE للعقود الذكية بإجراء العمليات الحسابية مباشرة على البيانات المشفرة دون الحاجة إلى فك تشفير أو كشف المعلومات الأساسية. يعد دمج لبنات بناء FHE والمعالجات المساعدة التشفيرية المتخصصة في إيثيريوم أمرًا ضروريًا للتطبيقات اللامركزية التي تعتمد على "حالة مخفية" مشتركة، مثل صناع السوق الآليين (AMMs) الخاصين، أو مجمعات الإقراض السرية، أو المزادات ذات العطاءات المغلقة حيث يجب أن تتفاعل مدخلات الجميع مع بقائها سرية تمامًا.
يجعل الإثبات من جانب العميل إنشاء براهين الخصوصية هذه عمليًا على الأجهزة اليومية. يحتفظ مشروع الإثبات من جانب العميل بمجموعة معايير عامة تقارن أنظمة الإثبات وأجهزة zkVMs على أجهزة المستهلكين، وينشر النتائج على ethproofs.org (يفتح في علامة تبويب جديدة). تهدف الأبحاث التقنية إلى براهين شفافة لما بعد الكم مع تحقق مباشر على السلسلة، مما يجعل الحوسبة الخاصة أسرع وأسهل في التحقق منها مباشرة على شبكة إيثيريوم، وقابلة للتطبيق على الأجهزة المحمولة.
أنتجت مبادرة zkID (يفتح في علامة تبويب جديدة) بنية تحتية مفتوحة المصدر تتماشى مع أطر الهوية العالمية، بما في ذلك محفظة الهوية الرقمية الأوروبية (EUDI). يوفر نظام بيانات الاعتماد المجهولة المفتوحة (OpenAC) عدم قابلية الربط لبيانات الاعتماد الصادرة، مما يضمن عدم إمكانية ربط البراهين المتعددة التي ينشئها نفس المستخدم عبر منصات مختلفة بملف تعريف واحد.
في مجال الحوكمة، يوفر بروتوكول الحد الأدنى من البنية التحتية لمكافحة التواطؤ (MACI) (يفتح في علامة تبويب جديدة) الخلو من الإيصالات، مما يجعل من المستحيل تشفيريًا إثبات كيفية تصويت حساب ما. نظرًا لأن الناخبين لا يمكنهم تقديم إيصال يوضح اختيارهم، فإن شراء الأصوات والإكراه يفقدان حافزهما الاقتصادي. قام MACI بتأمين قرارات تمويل في العالم الحقيقي منذ عام 2020 من خلال clr.fund (يفتح في علامة تبويب جديدة)، والذي وزع ملايين الدولارات في تمويل تربيعي للسلع العامة لشبكة إيثيريوم.
يحمي التصويت الذي يحافظ على الخصوصية بالفعل الناخبين الحقيقيين في البيئات عالية المخاطر. تستخدم أداة الحرية من Rarimo (يفتح في علامة تبويب جديدة) التحقق من جواز السفر بالمعرفة الصفرية للسماح للمواطنين بإثبات أهليتهم للتصويت دون الكشف عن هويتهم. لقد دعمت انتخابات الظل المجهولة واستطلاعات المعارضة في بلدان تشمل روسيا (تصويت المعارضة Russia2024 (يفتح في علامة تبويب جديدة))، وجورجيا (تطبيق استطلاع United Space)، وإيران (مشروع تصويت الإيرانيين)، حيث تعتمد سلامة الناخبين على سرية الاقتراع التشفيرية.
يتيح الإثبات الخاص أيضًا الخصوصية المدركة للامتثال. تقبل حلول الخصوصية مثل مجمعات الخصوصية الودائع بحرية ولكنها تتطلب من المستخدمين إنشاء براهين المعرفة الصفرية بأن أموالهم لا تتقاطع مع عناوين خبيثة معروفة قبل السحب. يفصل نموذج الامتثال القابل للبرمجة بين فعل إخفاء المعاملات وفعل إثبات الامتثال التنظيمي، مما يتيح للمستخدمين العاديين إجراء المعاملات بشكل خاص مع تلبية المتطلبات المؤسسية.
يمكن لـ zkEVMs تنفيذ فحوصات الامتثال هذه بشكل خاص، والتحقق من الحالة التنظيمية دون الكشف عن تفاصيل المعاملة أو هويات المستخدمين.
التقدم الحالي في خريطة الطريق
يتشكل اتجاه تطوير الخصوصية على إيثيريوم من خلال التوافق على مستوى النظام البيئي بدلاً من أي منظمة واحدة. تجمع خريطة طريق strawmap.org (يفتح في علامة تبويب جديدة) الترقيات المقترحة من جميع أنحاء النظام البيئي لتتبع واقتراح المجالات التي توصل فيها المجتمع إلى إجماع. يساعد الباحثون في مؤسسة إيثيريوم في توجيه خريطة طريق موازية للبحث والتطوير عبر النظام البيئي البحثي، مع التركيز على تطوير أدوات الخصوصية في طبقة الوصول، والبنية التحتية للهوية، والأنظمة المدركة للامتثال. يعكس كلا المثالين نفس الأولوية الأساسية لجعل الخصوصية على إيثيريوم هيكلية بدلاً من كونها اختيارية.
يمتد البحث والتطوير في مجال الخصوصية على إيثيريوم ليشمل عشرات الفرق عبر النظام البيئي. يتقدم العمل في ترقيات البروتوكول، وحلول طبقة الوصول، والبنية التحتية للهوية، والأدوات المدركة للامتثال.
ترقيات البروتوكول: EIP-8141 (معاملات الإطار)، و EIP-7805 (FOCIL)، و EIP-8250 (الأرقام الفريدة ذات المفاتيح)، و EIP-8182 (المجمعات المخفية على مستوى البروتوكول) قيد التطوير النشط ويتم النظر فيها لترقية Hegotá (يفتح في علامة تبويب جديدة)، وهي ترقية الشبكة التالية بعد غلامستردام. يستهدف EIP-8025 (براهين التنفيذ الاختيارية) وأشجار فيركل أيضًا ترقية Hegotá، مما يوفر الأساس للحوسبة الخاصة القائمة على zkEVM على شبكة إيثيريوم الرئيسية. بالتوازي مع ذلك، تنضج الأبحاث حول المعالجات المساعدة FHE لتمكين العقود الذكية المشفرة متعددة الأطراف.
طبقة الوصول: تتقدم أبحاث PIR مع اختبار تطبيقات نشطة من قبل فرق البنية التحتية. تخضع حزمة تطوير برمجيات (SDK) محفظة Kohaku للتطوير كمرجع مفتوح المصدر للمحافظ التي تحافظ على الخصوصية.
الإثبات من جانب العميل: تستخدم الفرق بنشاط نتائج الاختبارات القائمة على المعايير لتحسين كيفية تشغيل براهين المعرفة الصفرية على الأجهزة القياسية. تعمل مشاريع مثل Spartan-WHIR على تطوير براهين آمنة ومقاومة للكم يمكن التحقق منها بسهولة مباشرة على شبكة إيثيريوم. توفر المبادرات البحثية مثل leanVM جهاز zkVM خفيف الوزن مصممًا لتجميع توقيعات تشفيرية متعددة معًا، مما يقلص حجم بيانات التوقيعات الآمنة كميًا بمقدار 250x لتوفير المساحة وتقليل تكاليف الشبكة.
الهوية والإثبات: تنتج مبادرة zkID مخططات إثبات محسنة للأجهزة المحمولة. يستمر MACI في تأمين جولات تمويل تربيعي وحوكمة المنظمات المستقلة اللامركزية (DAO)، وتنقل أدوات مثل أداة الحرية من Rarimo التصويت بالمعرفة الصفرية إلى انتخابات العالم الحقيقي، وتستمر الأبحاث الجارية في معايير الهوية التي تحافظ على الخصوصية.
لم يكتمل أي جزء من هذا العمل بعد. الجداول الزمنية هي أهداف وليست ضمانات، وتعني عملية الحوكمة القائمة على الإجماع في إيثيريوم أن خريطة الطريق قد تتغير مع تقدم الأبحاث. لكن نطاق التطوير النشط وعدد الفرق العاملة على الخصوصية يمثلان التزامًا واضحًا بجعل إيثيريوم مقاومة للاستخراج بشكل افتراضي.
قراءات إضافية
- الخصوصية على إيثيريوم
- خريطة طريق PSE: عام 2025 وما بعده (يفتح في علامة تبويب جديدة)
- تفويض مؤسسة إيثيريوم
- strawmap.org (يفتح في علامة تبويب جديدة)
- براهين المعرفة الصفرية
- هوية لامركزية
- خريطة طريق Kohaku (يفتح في علامة تبويب جديدة)
- معايير الإثبات من جانب العميل (يفتح في علامة تبويب جديدة)
- zkEVM بالأرقام (يفتح في علامة تبويب جديدة)
