V raných civilizacích byla pravda založena na mýtech. Pozorování světských jevů bylo zabaleno do symbolických vyprávění, náboženské víry a starověké moudrosti. Postupem času si lidstvo začalo vážit objektivních měření a uvažování, čímž se zrodily disciplíny jako věda, matematika a logika.
Po vynálezu psaného slova a později tiskárny zachycovaly knihy a dokumenty světové informace v psané podobě, od akademické literatury a právních smluv až po statistiky a názorové analýzy. Poté, ve dvacátém století, telefony, počítače a internet odstartovaly digitální revoluci ve způsobu vytváření, distribuce a ověřování informací, přičemž superpočítače nyní provádějí rozsáhlé výpočty na komplexních souborech dat a miliardy uživatelů po celém světě generují, sdílení a mluvení o obsahu každý den v reálném čase.
Nyní, s jednoduchým připojením k internetu, může kdokoli na světě okamžitě přistupovat ke zdánlivě nekonečnému toku informací. Ale zatímco jednotlivci jsou nyní oprávněni konzumovat a sdílet více informací než kdykoli předtím, vysokorychlostní a objemné informace rozptýlené v různých aplikacích představují mimořádné výzvy.
{ Analogie z blogu Chainlink }
Verifiable computing umožňuje uživateli outsourcovat výpočty na potenciálně nedůvěryhodné počítače a zároveň zajistit správnost výsledků. Funguje to tak, že vzdálený počítač provede výpočet a poté poskytne důkaz, že výpočet byl proveden přesně.
Tento důkaz může uživatel ověřit, aniž by musel sám opakovat celý výpočet. To je užitečné zejména v situacích, kdy má uživatel omezené výpočetní zdroje nebo potřebuje zajistit integritu citlivých dat zpracovávaných v externím systému.
TL;DR
Cloud computing je skvělý pro složité úkoly, ale jak víte, že výsledky jsou přesné?
Verifiable computing vám umožňuje outsourcovat výpočty a ověřovat odpovědi, aniž byste museli vše znovu spouštět.
K potvrzení, že práce byla provedena správně, používá důkazy (jako účtenku).
Mezi výhody patří bezpečnost, efektivita, transparentnost a ověřování vědeckých výpočtů.
Existují dva hlavní typy důkazů: interaktivní (dialog klient-pracovník) a neinteraktivní (důkaz ověřený klíčem).
Další techniky, jako jsou bezpečné enklávy a homomorfní šifrování, mohou zvýšit bezpečnost a soukromí.
Ověřitelné výpočty pomáhají škálovat blockchainy tím, že snižují pracovní zátěž a umožňují složité chytré smlouvy.
🅃🄴🄲🄷🄰🄽🄳🅃🄸🄿🅂123
V našem světě, kterému dominují obrovské výpočetní potřeby, se outsourcing složitých úloh na cloudové servery stal rutinou. Zde však spočívá výzva: jakmile obdržíme výsledky, jak si můžeme být jisti jejich přesností? Zvažte to – přidělujete úkol školení AI platformě, jako je AWS. O týden později obdržíte miliony parametrů neuronové sítě z tohoto tréninkového úkolu AI. Jak ale můžete zajistit, aby tyto parametry skutečně odrážely týdenní trénink a ne jen den?
Nejpřímějším řešením je poslat stejný úkol na jinou cloudovou platformu, Google Cloud, a položit výsledky vedle sebe. Tato metoda je však nejen nadbytečná, ale také zdvojnásobuje náklady. Jaká je tedy alternativa? Jde o téma verifikovatelného počítání – domény zaměřené na ověřování outsourcovaných výpočtových výstupů bez opětovného provádění celého procesu.
{ Analogie z Forbes }
🏵️ Jak funguje ověřitelná výpočetní technika
Představte si scénář, kde máte výpočetně náročný úkol, jako je analýza finančních dat nebo vědecké simulace. Místní spuštění může být nepraktické kvůli hardwarovým omezením nebo bezpečnostním důvodům. Outsourcing výpočtu na cloudový server se zdá být životaschopným řešením. Vyvstává však základní otázka: můžete serveru věřit, že výpočet provede přesně?
Škodlivý server by mohl manipulovat s daty nebo jednoduše vrátit smyšlené výsledky. Tradiční přístupy často zahrnují redundantní výpočty na více serverech, které mohou být neefektivní a náročné na zdroje. Verifiable computing nabízí elegantní řešení tohoto dilematu.
📀 Jak ověřitelné výpočty řeší dilema
Verifiable computing vám umožňuje outsourcovat výpočty na nedůvěryhodné servery a zároveň zaručuje správnost výstupů. Dosahuje toho prostřednictvím dvojího přístupu:
🔹 Generování důkazu: Výpočet je převeden do ověřitelného formátu spolu s kryptografickým důkazem. Tento důkaz funguje jako matematická záruka, že výpočet byl proveden přesně, aniž by byla odhalena vstupní data nebo konkrétní kroky.
🔸 Ověření dokladu: Vlastníte ověřovací nástroj, který využívá tajný klíč k ověření správnosti obdrženého dokladu. Pokud ověření proběhne úspěšně, ujistí vás, že výpočet byl na nedůvěryhodném serveru proveden tak, jak bylo zamýšleno, a výsledkem je důvěryhodný výsledek. Představte si ověřitelné výpočty jako systém pro auditovatelné výpočty.
Delegujete úkol na pracovníka, ale také dostanete ověřitelnou účtenku, která potvrdí, že byla úloha provedena správně. Tento proces matematického ověřování vám umožňuje důvěřovat výsledkům, aniž byste se museli slepě spoléhat na integritu serveru.
💡 Výhody ověřitelných počítačů
Verifiable computing nabízí řadu výhod pro různé aplikace:
Zabezpečení v cloud computingu: Umožňuje bezpečné využívání cloudových zdrojů pro citlivé výpočty, zajišťuje soukromí dat a integritu výsledků.
Škálovatelnost a efektivita: Složité výpočty lze outsourcovat na výkonné cloudové servery, což urychluje procesy a zvyšuje efektivitu.
Transparentnost v distribuovaných systémech: V kolaborativních projektech, kde jsou výpočty distribuovány mezi více entit, zaručují ověřitelné výpočty přesnost dílčích výsledků, aniž by byla ohrožena důvěrnost.
Ověřování vědeckých výpočtů: Výzkumníci mohou využít ověřitelné výpočty k zajištění reprodukovatelnosti vědeckých výpočtů prováděných na vzdálených serverech.
🔆 Typy důkazů
Ověřitelné výpočty lze implementovat pomocí dvou primárních přístupů:
Interaktivní důkazy:
Při této metodě klient a pracovník vedou interaktivní dialog k ověření správnosti důkazu. Klient odešle pracovníkovi výzvy a odpovědi pracovníka jsou matematicky ověřeny, aby byla zajištěna platnost výpočtu.
Neinteraktivní důkazy:
Tento přístup eliminuje potřebu přímé interakce. Pracovník vygeneruje důkaz, který může klient ověřit pomocí kryptografického klíče. Neinteraktivní důkazy jsou často účinnější, ale mohou vyžadovat silnější kryptografické předpoklady.
Volba mezi interaktivními a neinteraktivními důkazy závisí na faktorech, jako je složitost výpočtu, požadovaná úroveň efektivity a požadavky na zabezpečení aplikace.
⚡ Bezpečné enklávy a homomorfní šifrování
Zatímco interaktivní a neinteraktivní důkazy tvoří jádro ověřitelných výpočtů, další kryptografické techniky mohou zlepšit jeho schopnosti:
Bezpečné enklávy:
Jedná se o izolovaná prováděcí prostředí v rámci procesoru, která chrání důvěrnost a integritu výpočtu během jeho provádění na nedůvěryhodném serveru.
Homomorfní šifrování:
Tato technika umožňuje provádět výpočty přímo na zašifrovaných datech, což eliminuje potřebu dešifrovat data před výpočtem a zvyšuje soukromí.
🚆 Jak to pomáhá při škálovatelnosti blockchainu
Snížené zatížení blockchainu: Složité výpočty mohou být zadány ověřovacím uzlům, čímž se sníží zátěž uzlů validátorů odpovědných za ověřování transakcí a konsensus. Tím se uvolní místo na blockchainu pro základní funkce, jako je ukládání transakčních dat a vynucování pravidel inteligentních smluv.
Vylepšená propustnost transakcí: Díky odlehčení výpočtů mohou blockchainy zpracovat více transakcí za sekundu, což vede k rychlejším a efektivnějšímu potvrzování transakcí. To je zásadní pro aplikace v reálném světě, které vyžadují vysoký objem transakcí.
Povolení komplexních inteligentních smluv: Ověřitelné výpočty umožňují inteligentním smlouvám využívat funkce, které by mohly být příliš výpočetně drahé na to, aby byly prováděny přímo na blockchainu. To otevírá dveře pro bohatší a složitější aplikace inteligentních smluv.
🏵️ Ověřitelné počítačové aplikace v kryptoměnách
Škálovatelné blockchainy: Blockchainy mohou být pomalé kvůli potřebě všech uzlů ověřovat transakce. Verifiable computing umožňuje provádět složité výpočty mimo řetězec, přičemž pouze důkazy platnosti jsou uloženy na blockchainu, což činí systém škálovatelnějším.
Bezpečné chytré smlouvy: Chytré smlouvy jsou programy, které běží na blockchainu. Ověřitelné výpočty umožňují bezpečné provádění složitých inteligentních smluv, které zahrnují soukromá data, aniž by došlo k ohrožení soukromí těchto dat.
Důvěrné transakce: Ověřitelné výpočty lze použít k umožnění důvěrných transakcí na blockchainech, kde pouze odesílatel a příjemce znají částku transakce, a přitom stále prokazují, že transakce je platná.
💡 Konkrétní aplikace
Verifiable computing, často označovaný jako Zero-Knowledge (ZK) důkazy, je výkonná technologie s aplikacemi v blockchainovém i neblockchainovém kontextu. Umožňuje jednomu počítači (ověřovateli) delegovat výpočet na jiný, výkonnější počítač (ověřovatel) a efektivně ověřit, zda byl výpočet proveden správně. Zde jsou některé pozoruhodné aplikace:
Blockchain vrstvy 2 (L2): Blockchain L2 používají důkazy ZK (konkrétně SNARK) k zaručení integrity jejich stavových přechodů. Tyto důkazy umožňují efektivní verifikaci bez nutnosti úplného výpočtu v řetězci.
Cross-Chain Bridges: Cross-chain bridges využívají SNARK k prokázání vkladů nebo výběrů z jednoho řetězce do druhého. To zajišťuje důvěryhodnou interoperabilitu mezi různými blockchainy.
Koprocesory ZK: „Koprocesor ZK“ používá SNARK k prokázání výpočtů mimo řetězec přes data v řetězci. Může například ověřovat složité výpočty, které by byly příliš nákladné na nativní výpočet v inteligentní smlouvě.
🔬 Pozoruhodné projekty
> Zcash
> Můj
> Starknet
> Smyčka
> StarkEx
> Cikcak síť
> Neměnný X
🔼 Datový kredit
> Wikipedie
> Research Gate
> ArXiv
> Forbes
> Blog Chainlink
> Microsoft
🔹🔸🔹🔸🔹🔸🔹🔸🔹🔸🔹🔸🔹🔸🔹🔸
Verifiable computing je změnou hry pro blockchain a kryptoměnu, nejen pro kvantové výpočty. Spolu s ověřeným webem odemyká převratné možnosti. Nové protokoly postavené na technologiích, jako jsou důkazy s nulovými znalostmi (ZK) a plně homomorfní šifrování (FHE), jsou jen začátek.
🔸🔹🔸🔹🔸🔹🔸🔹🔸🔹🔸🔹🔸🔹🔸🔹