Agrīnās civilizācijās patiesība balstījās uz mītiem. Laicīgo parādību novērojumi tika ietīti simboliskos stāstījumos, reliģiskajos uzskatos un senās gudrībās. Laika gaitā cilvēce sāka novērtēt objektīvus mērījumus un spriešanu, radot tādas disciplīnas kā zinātne, matemātika un loģika.
Pēc rakstītā vārda izgudrošanas un vēlāk iespiedmašīnas grāmatas un dokumenti tvēra pasaules informāciju rakstiskā formā, sākot no akadēmiskās literatūras un juridiskiem līgumiem līdz statistikai un viedokļu analīzei. Pēc tam, divdesmitajā gadsimtā, tālruņi, datori un internets uzsāka digitālu revolūciju informācijas radīšanā, izplatīšanā un pārbaudē, un tagad superdatori veic liela mēroga aprēķinus par sarežģītām datu kopām un miljardiem lietotāju visā pasaulē rada kopīgot saturu un runāt par saturu katru dienu reāllaikā.
Tagad, izmantojot vienkāršu interneta savienojumu, ikviens pasaulē var uzreiz piekļūt šķietami bezgalīgai informācijas plūsmai. Taču, lai gan indivīdi tagad ir tiesīgi patērēt un dalīties vairāk informācijas nekā jebkad agrāk, liela ātruma un liela apjoma informācija, kas izkaisīta dažādās lietojumprogrammās, rada ārkārtējus izaicinājumus.
{ Analogija no ķēdes saites emuāra }
Pārbaudāma skaitļošana ļauj lietotājam nodot aprēķinus potenciāli neuzticamiem datoriem, vienlaikus nodrošinot rezultātu pareizību. Tas darbojas, attālajam datoram veicot aprēķinu un pēc tam nodrošinot pierādījumu, ka aprēķins tika veikts precīzi.
Šo pierādījumu lietotājs var pārbaudīt, pašam neatkārtojot visu aprēķinu. Tas ir īpaši noderīgi situācijās, kad lietotājam ir ierobežoti skaitļošanas resursi vai ir jānodrošina ārējā sistēmā apstrādāto sensitīvo datu integritāte.
TL;DR
Mākoņdatošana ir lieliski piemērota sarežģītiem uzdevumiem, bet kā zināt, vai rezultāti ir precīzi?
Pārbaudāmā skaitļošana ļauj izmantot ārpakalpojumus aprēķiniem un pārbaudīt atbildes, neveicot visu vēlreiz.
Tas izmanto pierādījumus (piemēram, kvīti), lai apstiprinātu, ka darbs ir veikts pareizi.
Ieguvumi ietver drošību, efektivitāti, caurspīdīgumu un zinātnisko aprēķinu pārbaudi.
Ir divi galvenie pierādījumu veidi: interaktīvais (klienta un darbinieka dialogs) un neinteraktīvs (pierādījums pārbaudīts ar atslēgu).
Citas metodes, piemēram, droši anklāvi un homomorfā šifrēšana, var uzlabot drošību un privātumu.
Pārbaudāma skaitļošana palīdz blokķēdes mērogot, samazinot darba slodzi un ļaujot slēgt sarežģītus viedos līgumus.
🅃🄴🄲🄷🄰🄽🄳🅃🄸🄿🅂123
Mūsu pasaulē, kurā dominē plašas skaitļošanas vajadzības, sarežģītu uzdevumu nodošana mākoņserveriem ir kļuvusi par ikdienu. Bet šeit slēpjas izaicinājums: kā mēs varam būt pārliecināti par to precizitāti, tiklīdz esam saņēmuši rezultātus? Apsveriet to — jūs piešķirat AI apmācības uzdevumu tādai platformai kā AWS. Nedēļu vēlāk jūs saņemat miljoniem neironu tīkla parametru no šī AI apmācības uzdevuma. Bet kā jūs varat nodrošināt, ka šie parametri patiesi atspoguļo nedēļas treniņu, nevis tikai dienu?
Vienkāršākais risinājums ir nosūtīt identisku uzdevumu citai mākoņa platformai Google Cloud un salīdzināt rezultātus. Tomēr šī metode ir ne tikai lieka, bet arī dubulto izmaksas. Tātad, kāda ir alternatīva? Tā ir pārbaudāmās skaitļošanas tēma – joma, kas vērsta uz ārpakalpojumu skaitļošanas rezultātu apstiprināšanu, neveicot visu procesu atkārtoti.
{ Forbes analoģija }
🏵️ Kā darbojas pārbaudāmā skaitļošana
Iedomājieties scenāriju, kurā jums jāveic skaitļošanas ziņā ietilpīgs uzdevums, piemēram, finanšu datu analīze vai zinātniskas simulācijas. Vietējā izpilde var būt nepraktiska aparatūras ierobežojumu vai drošības apsvērumu dēļ. Šķiet, ka aprēķinu nodošana mākoņserverim ir dzīvotspējīgs risinājums. Tomēr rodas būtisks jautājums: vai varat uzticēties serverim, lai precīzi veiktu aprēķinus?
Ļaunprātīgs serveris var manipulēt ar datiem vai vienkārši atgriezt izdomātus rezultātus. Tradicionālās pieejas bieži ietver liekus aprēķinus vairākos serveros, kas var būt neefektīvi un resursietilpīgi. Pārbaudāmā skaitļošana piedāvā elegantu šīs dilemmas risinājumu.
📀 Kā pārbaudāma skaitļošana atrisina dilemmu
Pārbaudāma skaitļošana dod jums iespēju izmantot ārpakalpojumus aprēķiniem neuzticamiem serveriem, vienlaikus garantējot izvades pareizību. Tas tiek panākts, izmantojot divvirzienu pieeju:
🔹 Pierādījumu ģenerēšana: aprēķins tiek pārveidots pārbaudāmā formātā kopā ar kriptogrāfisko pierādījumu. Šis pierādījums darbojas kā matemātiska garantija, ka aprēķins tika veikts precīzi, neatklājot ievades datus vai konkrētās iesaistītās darbības.
🔸 Pierādījuma pārbaude: jūsu rīcībā ir verifikācijas rīks, kas izmanto slepeno atslēgu, lai apstiprinātu saņemtā pierādījuma pareizību. Ja verifikācija izdodas, tiek garantēts, ka neuzticamajā serverī aprēķins tika veikts, kā paredzēts, tādējādi nodrošinot uzticamu rezultātu. Padomājiet par pārbaudāmo skaitļošanu kā sistēmu auditējamiem aprēķiniem.
Jūs deleģējat uzdevumu darbiniekam, taču saņemat arī pārbaudāmu kvīti, kas apstiprina, ka darbs tika veikts pareizi. Šis matemātiskais verifikācijas process ļauj uzticēties rezultātiem, akli nepaļaujoties uz servera integritāti.
💡 Pārbaudāmas skaitļošanas priekšrocības
Pārbaudāmā skaitļošana piedāvā daudzas priekšrocības dažādām lietojumprogrammām:
Drošība mākoņskaitļošanā: tā nodrošina drošu mākoņdatošanas resursu izmantošanu sensitīviem aprēķiniem, nodrošinot datu privātumu un rezultātu integritāti.
Mērogojamība un efektivitāte: sarežģītus aprēķinus var izmantot jaudīgiem mākoņserveriem, paātrinot procesus un uzlabojot efektivitāti.
Pārredzamība sadalītajās sistēmās: sadarbības projektos, kur aprēķini tiek sadalīti pa vairākām entītijām, pārbaudāma skaitļošana garantē daļēju rezultātu precizitāti, neapdraudot konfidencialitāti.
Zinātnisko aprēķinu pārbaude: pētnieki var izmantot pārbaudāmu skaitļošanu, lai nodrošinātu attālos serveros veikto zinātnisko aprēķinu reproducējamību.
🔆 Pierādījumu veidi
Pārbaudāmo skaitļošanu var ieviest, izmantojot divas galvenās pieejas:
Interaktīvie pierādījumi:
Izmantojot šo metodi, klients un darbinieks iesaistās interaktīvā dialogā, lai pārbaudītu pierādījuma pareizību. Klients nosūta darbiniekam izaicinājumus, un darbinieka atbildes tiek matemātiski pārbaudītas, lai nodrošinātu aprēķinu derīgumu.
Neinteraktīvie pierādījumi:
Šī pieeja novērš vajadzību pēc tiešas mijiedarbības. Darbinieks ģenerē pierādījumu, ko klients var pārbaudīt, izmantojot kriptogrāfisko atslēgu. Neinteraktīvie pierādījumi bieži ir efektīvāki, taču tiem var būt nepieciešami stingrāki kriptogrāfijas pieņēmumi.
Izvēle starp interaktīviem un neinteraktīviem pierādījumiem ir atkarīga no tādiem faktoriem kā aprēķina sarežģītība, vēlamais efektivitātes līmenis un lietojumprogrammas drošības prasības.
⚡ Droši anklāvi un homomorfā šifrēšana
Lai gan interaktīvie un neinteraktīvie pierādījumi veido pārbaudāmās skaitļošanas kodolu, citas kriptogrāfijas metodes var uzlabot tās iespējas:
Droši anklāvi:
Tās ir izolētas izpildes vides procesorā, kas aizsargā aprēķinu konfidencialitāti un integritāti to izpildes laikā neuzticamā serverī.
Homomorfā šifrēšana:
Šis paņēmiens ļauj veikt aprēķinus tieši ar šifrētiem datiem, novēršot nepieciešamību atšifrēt datus pirms aprēķināšanas un uzlabojot privātumu.
🚆 Kā tas palīdz Blockchain mērogojamībai
Samazināta blokķēdes slodze: sarežģītus aprēķinus var nodot verifikācijas mezgliem, tādējādi samazinot slogu validatora mezgliem, kas ir atbildīgi par darījumu pārbaudi un vienprātību. Tas atbrīvo vietu blokķēdē pamatfunkcijām, piemēram, darījumu datu glabāšanai un viedo līgumu noteikumu izpildei.
Uzlabota transakciju caurlaidspēja: izkraujot aprēķinus, blokķēdes var apstrādāt vairāk darījumu sekundē, tādējādi nodrošinot ātrāku un efektīvāku darījumu apstiprināšanas laiku. Tas ir ļoti svarīgi reālās pasaules lietojumprogrammām, kurām nepieciešams liels darījumu apjoms.
Sarežģītu viedo līgumu iespējošana: pārbaudāma skaitļošana ļauj viedos līgumos izmantot funkcijas, kuras varētu būt pārāk dārgas, lai izpildītu tieši blokķēdē. Tas paver durvis bagātākām un sarežģītākām viedo līgumu lietojumprogrammām.
🏵️ Pārbaudāmas skaitļošanas lietotnes kriptovalūtā
Mērogojamās blokķēdes: Blockchains var darboties lēni, jo visiem mezgliem ir jāapstiprina darījumi. Pārbaudāma skaitļošana ļauj veikt sarežģītus aprēķinus ārpus ķēdes, blokķēdē glabājot tikai derīguma pierādījumus, padarot sistēmu mērogojamāku.
Droši viedie līgumi: Viedie līgumi ir programmas, kas darbojas blokķēdē. Pārbaudāma skaitļošana ļauj droši izpildīt sarežģītus viedos līgumus, kas ietver privātus datus, neapdraudot šo datu privātumu.
Konfidenciāli darījumi: pārbaudāmu skaitļošanu var izmantot, lai blokķēdēs iespējotu konfidenciālus darījumus, kur tikai sūtītājs un saņēmējs zina darījuma summu, vienlaikus pierādot, ka darījums ir derīgs.
💡 Konkrēts pielietojums
Pārbaudāmā skaitļošana, ko bieži dēvē par Zero-Knowledge (ZK) pierādījumiem, ir jaudīga tehnoloģija, ko var izmantot gan blokķēdes, gan bezblokķēdes kontekstā. Tas ļauj vienam datoram (verificētājam) deleģēt aprēķinu citam, jaudīgākam datoram (pārbaudītājam) un efektīvi pārbaudīt, vai aprēķins ir veikts pareizi. Šeit ir dažas ievērojamas lietojumprogrammas:
2. slānis (L2) Blockchain: L2 blokķēdes izmanto ZK pierādījumus (īpaši SNARK), lai garantētu to stāvokļa pāreju integritāti. Šie pierādījumi ļauj veikt efektīvu pārbaudi bez nepieciešamības veikt pilnu aprēķinu ķēdē.
Cross-chain Bridges: Cross-chain tilti izmanto SNARK, lai pierādītu noguldījumus vai izņemšanu no vienas ķēdes uz otru. Tas nodrošina neuzticamu sadarbspēju starp dažādām blokķēdēm.
ZK kopprocesori: “ZK kopprocesors” izmanto SNARK, lai pierādītu ārpus ķēdes veiktos aprēķinus, izmantojot ķēdes datus. Piemēram, tas var pārbaudīt sarežģītus aprēķinus, kas būtu pārāk dārgi, lai tos sākotnēji aprēķinātu viedā līgumā.
🔬 Ievērojami projekti
> Zcash
> Manējais
> Starknet
> cilpas
> StarkEx
> ZigZag tīkls
> Nemainīgs X
🔼 Datu kredīts
> Wikipedia
> Research Gate
> ArXiv
> Forbes
> Ķēdes saites emuārs
> Microsoft
🔹🔸🔹🔸🔹🔸🔹🔸🔹🔸🔹🔸🔹🔸🔹🔸
Pārbaudāmā skaitļošana ir blokķēdes un kriptovalūtas spēļu mainītājs, ne tikai kvantu skaitļošanā. Tas kopā ar verificēto tīmekli paver revolucionāras iespējas. Jauni protokoli, kas izveidoti ar tādām tehnoloģijām kā nulles zināšanu pierādījumi (ZK) un pilnībā homomorfā šifrēšana (FHE), ir tikai sākums.
🔸🔹🔸🔹🔸🔹🔸🔹🔸🔹🔸🔹🔸🔹🔸🔹