În civilizațiile timpurii, adevărul se baza pe mit. Observațiile fenomenelor lumești erau învăluite în narațiuni simbolice, credințe religioase și înțelepciune antică. De-a lungul timpului, omenirea a început să prețuiască măsurătorile și raționamentele obiective, disciplinele de naștere precum știința, matematica și logica.
După inventarea cuvântului scris și, mai târziu, a tiparului, cărțile și documentele au captat informațiile lumii în formă scrisă, de la literatura academică și contractele juridice până la statistici și analize de opinie. Apoi, în secolul al XX-lea, telefoanele, computerele și Internetul au început o revoluție digitală în modul în care informația a fost creată, distribuită și verificată, supercalculatoarele efectuând acum calcule la scară largă pe seturi de date complexe și miliarde de utilizatori de pe tot globul generând, partajarea și vorbirea despre conținut în fiecare zi în timp real.
Acum, cu o simplă conexiune la Internet, oricine din lume poate accesa instantaneu un flux aparent infinit de informații. Dar, în timp ce indivizii sunt acum împuterniciți să consume și să partajeze mai multe informații decât oricând, informațiile de mare viteză și volum mare împrăștiate într-o varietate de aplicații ridică provocări extraordinare.
{ Analogie de pe blogul Chainlink }
Calculul verificabil permite unui utilizator să externalizeze calculele către computere potențial neîncrezătoare, asigurând în același timp corectitudinea rezultatelor. Funcționează punând computerul de la distanță să efectueze calculul și apoi să ofere o dovadă că calculul a fost făcut cu acuratețe.
Această dovadă poate fi verificată de utilizator fără a fi nevoie să repete întregul calcul. Acest lucru este util în special pentru situațiile în care un utilizator are resurse de calcul limitate sau trebuie să asigure integritatea datelor sensibile care sunt procesate pe un sistem extern.
TL;DR
Cloud computing este excelent pentru sarcini complexe, dar de unde știi că rezultatele sunt exacte?
Calculul verificabil vă permite să externalizați calculele și să verificați răspunsurile fără a rula totul din nou.
Utilizează dovezi (cum ar fi o chitanță) pentru a confirma că munca a fost efectuată corect.
Beneficiile includ securitatea, eficiența, transparența și verificarea calculelor științifice.
Există două tipuri principale de dovezi: interactive (dialog client-lucrător) și non-interactive (dovada verificată cu o cheie).
Alte tehnici precum enclavele securizate și criptarea homomorfă pot îmbunătăți securitatea și confidențialitatea.
Calculul verificabil ajută blockchains-urile la scalare reducând volumul de muncă și permițând contracte inteligente complexe.
🅃🄴🄲🄷🄰🄽🄳🅃🄸🄿🅂123
În lumea noastră dominată de vaste nevoi de calcul, externalizarea sarcinilor complexe către servere cloud a devenit o rutină. Dar aici constă provocarea: odată ce primim rezultatele, cum putem avea încredere în acuratețea lor? Luați în considerare acest lucru - atribuiți o sarcină de instruire AI unei platforme precum AWS. O săptămână mai târziu, primiți milioane de parametri rețelei neuronale din această sarcină de antrenament AI. Dar cum vă puteți asigura că acești parametri reflectă cu adevărat valoarea unei săptămâni de antrenament și nu doar a unei zile?
Cea mai simplă soluție este trimiterea unei sarcini identice către o altă platformă cloud, Google Cloud, și juxtapunerea rezultatelor. Cu toate acestea, această metodă nu este doar redundantă, ci și dublează costurile. Deci, care este alternativa? Este subiectul calculului verificabil – un domeniu axat pe validarea rezultatelor computaționale externalizate fără a reexecuta întregul proces.
{ Analogie de la Forbes }
🏵️ Cum funcționează computerul verificabil
Imaginați-vă un scenariu în care aveți o sarcină intensivă de calcul, cum ar fi analiza datelor financiare sau simulările științifice. Execuția locală ar putea fi nepractică din cauza limitărilor hardware sau a considerentelor de securitate. Externalizarea calculului către un server cloud pare a fi o soluție viabilă. Cu toate acestea, apare o întrebare fundamentală: puteți avea încredere în server pentru a efectua calculul cu acuratețe?
Un server rău intenționat ar putea manipula datele sau pur și simplu poate returna rezultate fabricate. Abordările tradiționale implică adesea calcule redundante pe mai multe servere, care pot fi ineficiente și consumatoare de resurse. Calculul verificabil oferă o soluție elegantă la această dilemă.
📀 Cum rezolvă calcularea verificabilă dilema
Calculul verificabil vă permite să externalizați calculele către servere care nu sunt de încredere, garantând în același timp corectitudinea rezultatelor. Acesta realizează acest lucru printr-o abordare în două direcții:
🔹 Generarea dovezilor: calculul este transformat într-un format verificabil împreună cu o dovadă criptografică. Această dovadă acționează ca o garanție matematică că calculul a fost efectuat cu acuratețe, fără a dezvălui datele de intrare sau pașii specifici implicați.
🔸 Verificarea dovezilor: dețineți un instrument de verificare care utilizează o cheie secretă pentru a valida corectitudinea dovezii primite. Dacă verificarea reușește, vă asigură că calculul a fost executat așa cum s-a intenționat pe serverul nede încredere, obținând un rezultat de încredere. Gândiți-vă la calculul verificabil ca la un sistem pentru calcule auditabile.
Delegați sarcina unui lucrător, dar primiți și o chitanță verificabilă pentru a confirma că lucrarea a fost făcută corect. Acest proces de verificare matematică vă permite să aveți încredere în rezultate fără a fi nevoie să vă bazați orbește pe integritatea serverului.
💡 Avantajele calculului verificabil
Calculul verificabil oferă o multitudine de beneficii pentru diverse aplicații:
Securitate în cloud computing: permite utilizarea în siguranță a resurselor cloud pentru calcule sensibile, asigurând confidențialitatea datelor și integritatea rezultatelor.
Scalabilitate și eficiență: calculele complexe pot fi externalizate către servere cloud puternice, accelerând procesele și îmbunătățind eficiența.
Transparență în sistemele distribuite: în proiectele de colaborare în care calculele sunt distribuite în mai multe entități, calculul verificabil garantează acuratețea rezultatelor parțiale fără a compromite confidențialitatea.
Verificarea calculelor științifice: Cercetătorii pot folosi calcularea verificabilă pentru a asigura reproductibilitatea calculelor științifice efectuate pe servere la distanță.
🔆 Tipuri de dovezi
Calculul verificabil poate fi implementat folosind două abordări principale:
Dovezi interactive:
În această metodă, clientul și lucrătorul se angajează într-un dialog interactiv pentru a verifica corectitudinea dovezii. Clientul trimite provocări lucrătorului, iar răspunsurile lucrătorului sunt verificate matematic pentru a asigura validitatea calculului.
Dovezi non-interactive:
Această abordare elimină necesitatea interacțiunii directe. Lucrătorul generează o dovadă care poate fi verificată de client folosind o cheie criptografică. Dovezile non-interactive sunt adesea mai eficiente, dar pot necesita presupuneri criptografice mai puternice.
Alegerea între dovezile interactive și non-interactive depinde de factori precum complexitatea calculului, nivelul dorit de eficiență și cerințele de securitate ale aplicației.
⚡ Enclave sigure și criptare homomorfă
În timp ce dovezile interactive și non-interactive formează nucleul calculului verificabil, alte tehnici criptografice îi pot îmbunătăți capacitățile:
Enclave securizate:
Acestea sunt medii de execuție izolate în cadrul unui procesor care protejează confidențialitatea și integritatea calculului în timpul execuției sale pe serverul neîncrezat.
Criptare homomorfă:
Această tehnică permite calculelor să fie efectuate direct pe date criptate, eliminând necesitatea decriptării datelor înainte de calcul și sporind confidențialitatea.
🚆 Cum ajută la scalabilitatea Blockchain
Încărcare redusă a blockchain: calculele complexe pot fi externalizate către nodurile de verificare, reducând sarcina asupra nodurilor validatoare responsabile de verificarea tranzacțiilor și consens. Acest lucru eliberează spațiu pe blockchain pentru funcții de bază, cum ar fi stocarea datelor despre tranzacții și aplicarea regulilor contractelor inteligente.
Debit îmbunătățit al tranzacțiilor: prin descărcarea calculelor, blockchain-urile pot procesa mai multe tranzacții pe secundă, ceea ce duce la timpi de confirmare a tranzacțiilor mai rapide și mai eficienți. Acest lucru este crucial pentru aplicațiile din lumea reală care necesită un volum mare de tranzacții.
Activarea contractelor inteligente complexe: calculul verificabil permite contractelor inteligente să utilizeze funcționalități care ar putea fi prea costisitoare din punct de vedere computațional pentru a fi executate direct pe blockchain. Acest lucru deschide ușile pentru aplicații smart contract mai bogate și mai complicate.
🏵️ Aplicații de calcul verificabile în Crypto
Blockchains scalabile: Blockchain-urile pot fi lente din cauza necesității ca toate nodurile să valideze tranzacțiile. Calculul verificabil permite efectuarea de calcule complexe în afara lanțului, cu doar dovezile de validitate stocate pe blockchain, făcând sistemul mai scalabil.
Contracte inteligente securizate: contractele inteligente sunt programe care rulează pe un blockchain. Calculul verificabil permite executarea în siguranță a contractelor inteligente complexe care implică date private, fără a compromite confidențialitatea acestor date.
Tranzacții confidențiale: calculul verificabil poate fi utilizat pentru a permite tranzacții confidențiale pe blockchain, în care doar expeditorul și destinatarul cunosc suma tranzacționată, demonstrând totodată că tranzacția este valabilă.
💡 Aplicație specifică
Calculul verificabil, denumit adesea dovezi Zero-Knowledge (ZK), este o tehnologie puternică cu aplicații atât în contexte blockchain, cât și non-blockchain. Acesta permite unui computer (verificatorul) să delege calculul unui alt computer, mai puternic (dovatorul) și să verifice eficient dacă calculul a fost efectuat corect. Iată câteva aplicații notabile:
Blockchain Layer 2 (L2): Blockchain L2 utilizează dovezi ZK (în special SNARK) pentru a garanta integritatea tranzițiilor lor de stare. Aceste dovezi permit verificarea eficientă fără a fi nevoie de calcul complet în lanț.
Punți cu lanțuri încrucișate: punțile cu lanțuri încrucișate folosesc SNARK-urile pentru a dovedi depozitele sau retragerile de la un lanț la altul. Acest lucru asigură interoperabilitatea fără încredere între diferitele blockchain-uri.
Coprocesoare ZK: un „coprocesor ZK” folosește SNARK-uri pentru a demonstra calculele în afara lanțului asupra datelor din lanț. De exemplu, poate verifica calcule complexe care ar fi prea costisitoare pentru a fi calculate nativ într-un contract inteligent.
🔬 Proiecte notabile
> Zcash
> A mea
> Starknet
> Loopring
> StarkEx
> Rețeaua ZigZag
> X imuabil
🔼 Credit de date
> Wikipedia
> Research Gate
> ArXiv
> Forbes
> Blogul Chainlink
> Microsoft
🔹🔸🔹🔸🔹🔸🔹🔸🔹🔸🔹🔸🔹🔸🔹🔸
Calculul verificabil este un schimbător de joc pentru blockchain și criptomonedă, nu doar pentru calculul cuantic. Acesta, împreună cu web-ul verificat, deblochează posibilități inovatoare. Noile protocoale construite cu tehnologii precum dovezile zero-knowledge (ZK) și criptarea complet homomorfă (FHE) sunt doar începutul.
🔸🔹🔸🔹🔸🔹🔸🔹🔸🔹🔸🔹🔸🔹🔸🔹