يعد إثبات المعرفة الصفرية (ZKP) أداة تشفير قوية يمكنها التحقق من صحة الحسابات مع حماية خصوصية بيانات الإدخال. باعتبارها جزءًا لا يتجزأ من هذه البنية التحتية الحيوية، تلعب اللغات الخاصة بالمجال (DSL) دورًا حيويًا في تبسيط عملية التطوير والتحقق من دوائر ZKP. إنها تلعب دورًا مهمًا في ربط المفاهيم المجردة بتمثيلات الدوائر الدقيقة المطلوبة لإثبات النظام، وتعمل كجسر مهم بين الاثنين.
أحد التحديات الرئيسية في إثبات الأنظمة هو ترجمة المفاهيم المجردة عالية المستوى إلى دوائر فعلية. ومع ذلك، فإن ظهور DSL يعالج هذا التحدي من خلال تسهيل التعبير المنظم عن هذه المفاهيم المجردة بطريقة أكثر واقعية وقابلة للتحقيق.
على مدى العقد الماضي، شهدنا نمواً كبيراً في عدد وتنوع خطوط الاشتراك الرقمية (DSL). وينعكس النشاط في هذا المجال في تطور لغات الدوائر المختلفة، بما في ذلك Noir وLeo وZinc وغيرها. سواء كنت بحاجة إلى خيار للأغراض العامة، مثل Circom، أو حل مخصص لمنصة معينة، مثل القاهرة، يمكنك الاختيار من بين مجموعة واسعة من اللغات والأطر لكتابة دوائر ZKP.
في هذه المقالة، سوف نستكشف لغات برمجة ZK الرئيسية التي يستخدمها المطورون بنشاط ونحلل أفضل الميزات لكل لغة.
تلدر؛
القاهرة من ستارك وير
لعبت القاهرة، اللغة الأساسية لبرامج الحوسبة ذات الأغراض العامة التي تدعم إثباتات STARK، دورًا رئيسيًا في نجاح StarkNet وStarkEx، مما أدى إلى قابلية التوسع في التطبيقات على شبكة Ethereum الرئيسية. ومن الجدير بالذكر أن القاهرة لعبت دورًا مهمًا في دعم التطبيقات المختلفة، بما في ذلك dYdX وSorare وImmutable X وغيرها. يأتي اسم "القاهرة" من اختصار "CPU Algebraic Intermediate Representation". في مجال إثباتات المعرفة الصفرية، تلعب دورًا مشابهًا للغة التجميع، مما يسهل على المطورين المطلعين على لغات البرمجة منخفضة المستوى مثل C أو C++ أو Solidity البدء.
مستوحاة من Rust، تعمل كايرو على تمكين المطورين من إنشاء عقود Starknet الذكية، مع التركيز على الأمان والتطوير سهل الاستخدام. تتمتع القاهرة ببناء جملة قوي يبسط إنشاء دوائر ZK ويمكّن المستخدمين من أداء مجموعة متنوعة من المهام داخل برامج القاهرة. بالإضافة إلى ذلك، من المزايا المهمة لنظام القاهرة هو قابليته للتوسعة، مما يسمح بإدخال ميزات وقدرات جديدة بمرونة.
في أنظمة ZK، تعد الكفاءة وقابلية التوسع من العوامل الحاسمة، وتلبي القاهرة هذا المطلب من خلال التركيز على هذين الجانبين. تدمج اللغة استراتيجيات التحسين، بما في ذلك تقليل القيود وإزالة الحلقات، لتخفيف العبء الحسابي المرتبط عادةً بدوائر ZK. يؤدي تحسين تصميم الدوائر في القاهرة إلى توليد إثباتات وتحقق أسرع، مما يجعلها مثالية للتطبيقات التي تتطلب إنتاجية عالية وأقل زمن وصول.
لقد كان التوسع في القاهرة مثيرًا للإعجاب، مع زيادة غير عادية في عدد المطورين المتفرغين على مدار العامين الماضيين. تسلط هذه الطفرة الضوء على قدرة القاهرة على التكيف، حيث لا تقتصر استخدامات القاهرة على تقنية البلوكشين ولكنها ذات أهمية في أي سياق يتطلب التحقق الحسابي. ونتيجة لذلك، يمكننا أن نتوقع المزيد من النمو الكبير في تبني المطورين للقاهرة.
في 28 سبتمبر 2023، أطلقت Starknet ترقية مهمة للغة البرمجة القاهرة v2.3.0. يمثل هذا الإصدار خطوة كبيرة إلى الأمام في جعل العقود أكثر نمطية، مما يزيد من إمكانات العقود الذكية من خلال تقديم ميزات جديدة وخيارات التخزين وإدارة الأحداث. يوفر تكامل هذه المكونات طريقة مرنة لتوسيع وظائف العقد، مما يتيح للوحدات النمطية التابعة لجهات خارجية تحسين وظائف العقد.
الزنك من ZkSync
Zinc هي لغة برمجة مصممة لإنشاء العقود الذكية ودوائر SNARK على منصة zkSync. يستخدم بناء جملة Rust، ويتضمن عناصر Solidity، ويوفر ميزات فريدة.
ما يجعل الزنك فريدًا هو سهولة استخدامه. لا تحتاج إلى فهم جميع التفاصيل المعقدة لأنظمة القيد من الدرجة الأولى (R1CS) لكتابة تعليمات برمجية آمنة. يؤكد الزنك على الثبات، مما يجعله وظيفيًا بطبيعته. وهذا يعني أنه يعطي الأولوية للبيانات غير القابلة للتغيير وتقييم الوظائف، وبالتالي تقليل الآثار الجانبية وتعزيز كتابة كود عقد ذكي أكثر وضوحًا وأقل عرضة للأخطاء.
بالإضافة إلى ذلك، يتضمن الزنك عمليات حسابية آمنة لمنع الفيضانات المحتملة، مما يضمن سلامة جميع العمليات. على الرغم من أنه يحتوي على بعض القيود، مثل عدم وجود حلقات لا نهائية والتكرار، إلا أن Zinc يبسط عملية تصحيح الأخطاء من خلال تتبع سجل وحدة التحكم. تعمل عمليات التتبع هذه على تحسين تجربة تصحيح الأخطاء من خلال تبسيط عملية التتبع وحل المشكلات على شبكة الاختبار أو الشبكة الرئيسية.
نوير من ازتيك
Noir هو خط DSL مفتوح المصدر تم تطويره بواسطة Aztec، استنادًا إلى Rust، وهو مصمم لتبسيط إنشاء دوائر ZK وبرامج ZK دون معرفة متعمقة بالتشفير. تعتبر من أسهل اللغات للبدء بها ومناسبة لكتابة تطبيقات ZK المتوافقة مع أي نظام إثبات. يركز Noir على الأمان والبساطة والأداء. إنه يوفر بناء جملة يشبه الصدأ عالي المستوى يلخص أمان التشفير ويبسط استخدام أساسيات التشفير الأساسية مع الحفاظ على الأداء العالي.
يتمتع Noir بمزايا كبيرة في توسيع نطاق التطبيقات التي يمكنها الاستفادة من إمكانات حماية الخصوصية التي يوفرها ZKP، وبالتالي تعزيز الخصوصية وكفاءة التحقق. يتم تجميع Noir في تمثيل وسيط يسمى Abstract Circuit Intermediate Representation (Acer)، والذي يمكن بعد ذلك تجميعه في R1CS. يؤدي فصل نظام إثبات الواجهة الخلفية عن اللغة نفسها إلى تمكين Noir من دعم مجموعة متنوعة من أنظمة الإثبات، بما في ذلك Aztec Brettenberg وTurbo Plunk والتكاملات المستقبلية المحتملة مثل Groth16 وHalo2.
توفر اللغة مكتبة قياسية تتضمن ميزات فعالة مثل SHA-256 (وظيفة تجزئة التشفير التي تولد مخرجات ذات حجم ثابت) وفحوصات Pedersen-Merkle (طريقة تستخدم التزامات Pedersen وأشجار Merkle لضمان تكامل البيانات وتشفيرها بشكل متسق تكنولوجيا التحقق). يشبه تصميم Noir تصميم Rust ويتضمن ميزات مألوفة لمطوري التطبيقات، مثل الوظائف والوحدات الفرعية والأنواع المحددة من قبل المستخدم (البنيات) والشروط والحلقات والثوابت العامة. بالإضافة إلى ذلك، يتم بذل جهود متواصلة لتطوير الأدوية العامة والوظائف من الدرجة الأولى لتعزيز قدرات Noir التعبيرية.
تجدر الإشارة إلى أن Noir لا يزال قيد التنفيذ وقد تكون هناك بعض القيود والأخطاء المحتملة. لكن فريق التطوير ملتزم بالتحسين المستمر للغة وتحسينها.
o1js بواسطة 0(1) مختبرات
o1js، المعروفة سابقًا باسم SnarkyJS، هي مكتبة نوع تم تطويرها بواسطة 0(1)Labs لإنشاء عقود ذكية باستخدام لغة برمجة SNARK. إنه يستفيد من التقنيات الراسخة مثل Node.js وتوافق المتصفح لضمان سهولة الوصول وسهولة الاستخدام للمطورين.
يمكن أن يتكامل o1js بسلاسة مع مكتبات وأدوات Java وTypeScript، مما يوفر للمطورين نظامًا بيئيًا قويًا ودعمًا مجتمعيًا واسع النطاق. يعمل هذا التكامل على تبسيط عملية التطوير وتقليل منحنى التعلم المرتبط باعتماد بيئة تطوير جديدة. بالإضافة إلى ذلك، فهو يدعم بشكل كامل Visual Studio Code (VS Code)، وهو محرر تعليمات برمجية مستخدم على نطاق واسع يسمح للمطورين بالاستفادة الكاملة من الميزات مثل إكمال التعليمات البرمجية وتمييز بناء الجملة وتصحيح الأخطاء لتعزيز تجربة التطوير.
يعد o1js في الأساس إطار عمل ZK متعدد الاستخدامات يوفر لك الأدوات الأساسية التي تحتاجها لإنشاء براهين ZK. وهو يدعم إنشاء برامج ZK متنوعة، تغطي مجموعة متنوعة من العمليات المضمنة التي يمكن إثباتها، بما في ذلك العمليات الحسابية الأساسية والتجزئة والتوقيعات والعمليات المنطقية والمقارنات والمزيد. باستخدام إطار عمل o1js، يمكنك إنشاء zkApps على بروتوكول Mina، وهي عقود ذكية يتم تنفيذها من جانب العميل ولها مدخلات خاصة.
ومن الجدير بالذكر أنه في أوائل سبتمبر 2023، أعلن فريق 0(1)Labs أنه سينتقل من SnarkyJS إلى o1js وشدد على التزامهم بتحسين الأداء. تجدر الإشارة بشكل خاص إلى أنهم حققوا انخفاضًا بمقدار 3-4 مرات في وقت تحميل المكتبة، وهو ما يشير إلى الوقت المطلوب لاستيراد o1js، وهي عملية يمكن أن تمنع الموضوع الرئيسي. بالنسبة لتطبيقات الويب، يعد وقت التحميل ذا أهمية كبيرة لكل من توقيت تنفيذ Java وعرض الصفحة بأكملها. بالإضافة إلى ذلك، قام الفريق أيضًا بتحديث Mina zkApp CLI لتحسين تجربة بناء واجهة المستخدم، وأعلن عن المزيد من التحسينات على Archive Node API لتعزيز موثوقيتها ووضوحها.
ليو من أليو
تعد Aleo blockchain فريدة من نوعها في مجال العقود الذكية وتؤكد على حماية الخصوصية. في جوهرها توجد لغة برمجة Leo، وهي لغة مكتوبة بشكل ثابت مستوحاة من Rust. تم تصميم Leo خصيصًا لتطوير التطبيقات الخاصة، وهو يعمل على تمكين المبدعين الذين يرغبون في بناء نظام بيئي لامركزي آمن وخاص. ما يميز Leo حقًا هو دوره الرائد في تقديم مجموعة أدوات شاملة لتطبيقات المعرفة الصفرية ذات الأغراض العامة. تتضمن مجموعة الأدوات هذه إطار عمل اختبار، وسجل حزم، ومحلل استيراد، ومترجم عن بعد، ومولد نظرية.
تم تصميم Leo من قبل فريق من المطورين بقيادة Howard Wu الذي تصور تقنية من شأنها تمكين المطورين من إنشاء تطبيقات لا مركزية تعطي الأولوية للخصوصية والأمان. يعتمد تصميم Leo على مبادئ Rust مع دمج بعض العناصر المشابهة لـ Java لتعزيز الألفة والملاءمة أثناء عملية التطوير. بالإضافة إلى ذلك، تهدف Leo إلى تسريع عملية التطوير وتبسيط عملية التطوير من خلال توفير منصة اختبار متكاملة وسجل الحزم ومحول الاستيراد. يتيح هذا التكامل للمطورين التركيز على المنطق الأساسي لتطبيقاتهم دون التأثر بمشكلات البنية التحتية.
الميزة اللافتة للنظر في Leo هي مترجمها، الذي يحول البرامج إلى تنسيق إثبات R1CS منخفض المستوى. يعتبر مترجم Leo فريدًا من نوعه في عملية التحقق الرسمية الصارمة. يعد هذا التحقق أمرًا بالغ الأهمية نظرًا لأن نقاط الضعف يمكن أن تنشأ في مراحل متعددة، بدءًا من البرمجة الأولية ووصولاً إلى التدقيق والتجميع. من خلال إجراء فحوصات رياضية صارمة للتأكد من أن المترجم متوافق مع نية المبرمج، يهدف Leo إلى تقليل مخاطر الأخطاء غير المكتشفة أو نقاط الضعف المحتملة، خاصة في سياقات اللغة الثانية، أو ZK-rollups، أو البرامج الخاصة على منصة Leo.
سيركوم بواسطة iden3
إن Circom، وهو خط DSL مصمم خصيصًا لتطوير دوائر ZK، هو نتيجة جهد مشترك بين Jordi Baylina وفريق iden3. مترجم Circom مكتوب بلغة Rust، ومهمته الرئيسية هي تجميع الدوائر المكتوبة بلغة Circom. والجدير بالذكر أن شركة Circom أصبحت الخيار المفضل لتطبيقات ZK المتميزة في العالم الحقيقي، مثل Dark Forest وTornado Cash. ترجع شعبيتها إلى أدائها الممتاز، بما في ذلك أوقات إثبات المتصفح السريعة من خلال إثباتات WASM المحسنة، والإثباتات الفعالة من جانب الخادم من خلال Rapidsnark، والتحقق الفعال على السلسلة.
ومع ذلك، من المهم أن ندرك أن وظائف Circom تركز بشكل أساسي على تطوير دوائر ZK، مما قد يجعلها أقل ملاءمة للتعامل مع نطاق أوسع من مهام الحوسبة. المطورون الذين يبحثون عن المزيد من الميزات التي يمكنها تلبية نطاق أوسع من احتياجات التطوير قد يجدون أن قدرات Circom محدودة إلى حد ما. في هذه الحالة، قد يحتاج المطورون إلى الجمع بين لغات أو أطر برمجة أخرى لتلبية احتياجات التطوير الأوسع.
صور من سيركوم
يركز توافق Circom بشكل أساسي على أنظمة ZKP المستخدمة على نطاق واسع، مثل snarkjs وlibsnark. في حين أن هذا التوافق يضمن التكامل السلس مع هذه الأنظمة المستخدمة على نطاق واسع، فإنه يعني أيضًا أن دوائر Circom ترث قدرات وقيود محددة مرتبطة بهذه التبعيات. قد يواجه المطورون الذين يفضلون أو يحتاجون إلى نظام ZKP بديل تحديات التوافق أو يحتاجون إلى عمل إضافي للتكيف ودمج الدوائر المولدة من Circom في نظامهم المفضل.
Lurk من Lurk Lab
Lurk هي لهجة Lisp ذات نطاق ثابت متأثرة بـ Scheme وCommon Lisp، مع ميزة فريدة: فهي تتيح إثباتًا مباشرًا لصحة تنفيذ البرنامج باستخدام zk-SNARKs، مما يتيح التحقق المدمج والفعال.
الاستخدامات الرئيسية لـ Lurk تشمل:
حساب يمكن التحقق منه: يتيح لك Lurk إثبات صحة تعبيراته في ظل ظروف المعرفة الصفرية، مما يعزز الثقة في نتائج الحساب.
المعرفة الصفرية: يمكن للمستخدمين إثبات المعرفة دون الكشف عن معلومات محددة تتجاوز المدخلات العامة، وبالتالي حماية الخصوصية.
البيانات القابلة للعنونة بالمحتوى: تم تجهيز كل برنامج من برامج Lurk بمعرف محتوى فريد (CID)، مما يجعله متوافقًا مع IPFS وIPLD.
اكتمال تورينج: يدعم Lurk إنشاء وإثبات المطالبات الحسابية التعسفية.
وظائف ذات ترتيب أعلى: يمكن لوظائف Lurk قبول الوظائف وإرجاعها، مما يتيح البرمجة الوظيفية التعبيرية.
الحساب الذي يتعامل مع البيانات الخاصة: يتيح Lurk التعامل مع البيانات الخاصة مع ضمان الإخراج الصحيح بشكل مثبت دون المساس بالخصوصية.
يستفيد Lurk استفادة كاملة من مُخصص الذاكرة "السلبيات" الخاص بـ Lisp عند إنشاء دوائر ذات أغراض عامة. يجمع هذا المُخصص بين التعبيرات وينشئ مراجع عبر التجزئة. المفتاح هو إثبات أن التعبيرين مرتبطان بالفعل بنفس المرجع. يمكّن هذا التحقق Lurk من إجراء العمليات الحسابية داخل دائرة السنارك.
Lurk غني جدًا بالميزات، بما في ذلك دعم التكرار اللانهائي والحلقات وتدفق التحكم المشروط وأنظمة إثبات الواجهة الخلفية المتعددة، مثل Groth16 وSnarkPack+ وNova. يفتح هذا التنوع الباب أمام مجموعة متنوعة من التطبيقات، بما في ذلك حساب التحقق، ومعالجة البيانات الخاصة، وتنفيذ برامج تورينج الكاملة داخل دوائر سنارك.
لخص
ومع زيادة تنوع تطبيقات ZK، تتمتع خدمة DSL بآفاق واسعة للتطوير في مجال ZK. إن مفتاح نجاح DSL هو بناء مجتمع مزدهر ومكتبات غنية لإثراء تجربة المطورين. يمكن لـ DSL التي تعطي الأولوية للتوافق مع المكتبات الموجودة الاستفادة من المعرفة والموارد الخاصة بمجتمع المطورين الأوسع. يسهل هذا النهج التكامل الأكثر سلاسة، ويسرع التطوير، ويوفر مرونة أكبر عند تنفيذ تطبيقات ZK. يعد هذا الجهد التعاوني أمرًا بالغ الأهمية لتعزيز نظام بيئي أكثر قوة حول DSL، مما يوفر فوائد ملموسة للمطورين وسيؤدي إلى زيادة اعتماد تقنية ZK وفعاليتها.
شاهد النسخة الأصلية
قد تحتوي هذه الصفحة على محتوى من جهات خارجية، يتم تقديمه لأغراض إعلامية فقط (وليس كإقرارات/ضمانات)، ولا ينبغي اعتباره موافقة على آرائه من قبل Gate، ولا بمثابة نصيحة مالية أو مهنية. انظر إلى إخلاء المسؤولية للحصول على التفاصيل.
مقال يناقش لغة البرمجة ZK
يعد إثبات المعرفة الصفرية (ZKP) أداة تشفير قوية يمكنها التحقق من صحة الحسابات مع حماية خصوصية بيانات الإدخال. باعتبارها جزءًا لا يتجزأ من هذه البنية التحتية الحيوية، تلعب اللغات الخاصة بالمجال (DSL) دورًا حيويًا في تبسيط عملية التطوير والتحقق من دوائر ZKP. إنها تلعب دورًا مهمًا في ربط المفاهيم المجردة بتمثيلات الدوائر الدقيقة المطلوبة لإثبات النظام، وتعمل كجسر مهم بين الاثنين.
أحد التحديات الرئيسية في إثبات الأنظمة هو ترجمة المفاهيم المجردة عالية المستوى إلى دوائر فعلية. ومع ذلك، فإن ظهور DSL يعالج هذا التحدي من خلال تسهيل التعبير المنظم عن هذه المفاهيم المجردة بطريقة أكثر واقعية وقابلة للتحقيق.
على مدى العقد الماضي، شهدنا نمواً كبيراً في عدد وتنوع خطوط الاشتراك الرقمية (DSL). وينعكس النشاط في هذا المجال في تطور لغات الدوائر المختلفة، بما في ذلك Noir وLeo وZinc وغيرها. سواء كنت بحاجة إلى خيار للأغراض العامة، مثل Circom، أو حل مخصص لمنصة معينة، مثل القاهرة، يمكنك الاختيار من بين مجموعة واسعة من اللغات والأطر لكتابة دوائر ZKP.
في هذه المقالة، سوف نستكشف لغات برمجة ZK الرئيسية التي يستخدمها المطورون بنشاط ونحلل أفضل الميزات لكل لغة.
تلدر؛
القاهرة من ستارك وير
لعبت القاهرة، اللغة الأساسية لبرامج الحوسبة ذات الأغراض العامة التي تدعم إثباتات STARK، دورًا رئيسيًا في نجاح StarkNet وStarkEx، مما أدى إلى قابلية التوسع في التطبيقات على شبكة Ethereum الرئيسية. ومن الجدير بالذكر أن القاهرة لعبت دورًا مهمًا في دعم التطبيقات المختلفة، بما في ذلك dYdX وSorare وImmutable X وغيرها. يأتي اسم "القاهرة" من اختصار "CPU Algebraic Intermediate Representation". في مجال إثباتات المعرفة الصفرية، تلعب دورًا مشابهًا للغة التجميع، مما يسهل على المطورين المطلعين على لغات البرمجة منخفضة المستوى مثل C أو C++ أو Solidity البدء.
مستوحاة من Rust، تعمل كايرو على تمكين المطورين من إنشاء عقود Starknet الذكية، مع التركيز على الأمان والتطوير سهل الاستخدام. تتمتع القاهرة ببناء جملة قوي يبسط إنشاء دوائر ZK ويمكّن المستخدمين من أداء مجموعة متنوعة من المهام داخل برامج القاهرة. بالإضافة إلى ذلك، من المزايا المهمة لنظام القاهرة هو قابليته للتوسعة، مما يسمح بإدخال ميزات وقدرات جديدة بمرونة.
في أنظمة ZK، تعد الكفاءة وقابلية التوسع من العوامل الحاسمة، وتلبي القاهرة هذا المطلب من خلال التركيز على هذين الجانبين. تدمج اللغة استراتيجيات التحسين، بما في ذلك تقليل القيود وإزالة الحلقات، لتخفيف العبء الحسابي المرتبط عادةً بدوائر ZK. يؤدي تحسين تصميم الدوائر في القاهرة إلى توليد إثباتات وتحقق أسرع، مما يجعلها مثالية للتطبيقات التي تتطلب إنتاجية عالية وأقل زمن وصول.
لقد كان التوسع في القاهرة مثيرًا للإعجاب، مع زيادة غير عادية في عدد المطورين المتفرغين على مدار العامين الماضيين. تسلط هذه الطفرة الضوء على قدرة القاهرة على التكيف، حيث لا تقتصر استخدامات القاهرة على تقنية البلوكشين ولكنها ذات أهمية في أي سياق يتطلب التحقق الحسابي. ونتيجة لذلك، يمكننا أن نتوقع المزيد من النمو الكبير في تبني المطورين للقاهرة.
في 28 سبتمبر 2023، أطلقت Starknet ترقية مهمة للغة البرمجة القاهرة v2.3.0. يمثل هذا الإصدار خطوة كبيرة إلى الأمام في جعل العقود أكثر نمطية، مما يزيد من إمكانات العقود الذكية من خلال تقديم ميزات جديدة وخيارات التخزين وإدارة الأحداث. يوفر تكامل هذه المكونات طريقة مرنة لتوسيع وظائف العقد، مما يتيح للوحدات النمطية التابعة لجهات خارجية تحسين وظائف العقد.
الزنك من ZkSync
Zinc هي لغة برمجة مصممة لإنشاء العقود الذكية ودوائر SNARK على منصة zkSync. يستخدم بناء جملة Rust، ويتضمن عناصر Solidity، ويوفر ميزات فريدة.
ما يجعل الزنك فريدًا هو سهولة استخدامه. لا تحتاج إلى فهم جميع التفاصيل المعقدة لأنظمة القيد من الدرجة الأولى (R1CS) لكتابة تعليمات برمجية آمنة. يؤكد الزنك على الثبات، مما يجعله وظيفيًا بطبيعته. وهذا يعني أنه يعطي الأولوية للبيانات غير القابلة للتغيير وتقييم الوظائف، وبالتالي تقليل الآثار الجانبية وتعزيز كتابة كود عقد ذكي أكثر وضوحًا وأقل عرضة للأخطاء.
بالإضافة إلى ذلك، يتضمن الزنك عمليات حسابية آمنة لمنع الفيضانات المحتملة، مما يضمن سلامة جميع العمليات. على الرغم من أنه يحتوي على بعض القيود، مثل عدم وجود حلقات لا نهائية والتكرار، إلا أن Zinc يبسط عملية تصحيح الأخطاء من خلال تتبع سجل وحدة التحكم. تعمل عمليات التتبع هذه على تحسين تجربة تصحيح الأخطاء من خلال تبسيط عملية التتبع وحل المشكلات على شبكة الاختبار أو الشبكة الرئيسية.
نوير من ازتيك
Noir هو خط DSL مفتوح المصدر تم تطويره بواسطة Aztec، استنادًا إلى Rust، وهو مصمم لتبسيط إنشاء دوائر ZK وبرامج ZK دون معرفة متعمقة بالتشفير. تعتبر من أسهل اللغات للبدء بها ومناسبة لكتابة تطبيقات ZK المتوافقة مع أي نظام إثبات. يركز Noir على الأمان والبساطة والأداء. إنه يوفر بناء جملة يشبه الصدأ عالي المستوى يلخص أمان التشفير ويبسط استخدام أساسيات التشفير الأساسية مع الحفاظ على الأداء العالي.
يتمتع Noir بمزايا كبيرة في توسيع نطاق التطبيقات التي يمكنها الاستفادة من إمكانات حماية الخصوصية التي يوفرها ZKP، وبالتالي تعزيز الخصوصية وكفاءة التحقق. يتم تجميع Noir في تمثيل وسيط يسمى Abstract Circuit Intermediate Representation (Acer)، والذي يمكن بعد ذلك تجميعه في R1CS. يؤدي فصل نظام إثبات الواجهة الخلفية عن اللغة نفسها إلى تمكين Noir من دعم مجموعة متنوعة من أنظمة الإثبات، بما في ذلك Aztec Brettenberg وTurbo Plunk والتكاملات المستقبلية المحتملة مثل Groth16 وHalo2.
توفر اللغة مكتبة قياسية تتضمن ميزات فعالة مثل SHA-256 (وظيفة تجزئة التشفير التي تولد مخرجات ذات حجم ثابت) وفحوصات Pedersen-Merkle (طريقة تستخدم التزامات Pedersen وأشجار Merkle لضمان تكامل البيانات وتشفيرها بشكل متسق تكنولوجيا التحقق). يشبه تصميم Noir تصميم Rust ويتضمن ميزات مألوفة لمطوري التطبيقات، مثل الوظائف والوحدات الفرعية والأنواع المحددة من قبل المستخدم (البنيات) والشروط والحلقات والثوابت العامة. بالإضافة إلى ذلك، يتم بذل جهود متواصلة لتطوير الأدوية العامة والوظائف من الدرجة الأولى لتعزيز قدرات Noir التعبيرية.
تجدر الإشارة إلى أن Noir لا يزال قيد التنفيذ وقد تكون هناك بعض القيود والأخطاء المحتملة. لكن فريق التطوير ملتزم بالتحسين المستمر للغة وتحسينها.
o1js بواسطة 0(1) مختبرات
o1js، المعروفة سابقًا باسم SnarkyJS، هي مكتبة نوع تم تطويرها بواسطة 0(1)Labs لإنشاء عقود ذكية باستخدام لغة برمجة SNARK. إنه يستفيد من التقنيات الراسخة مثل Node.js وتوافق المتصفح لضمان سهولة الوصول وسهولة الاستخدام للمطورين.
يمكن أن يتكامل o1js بسلاسة مع مكتبات وأدوات Java وTypeScript، مما يوفر للمطورين نظامًا بيئيًا قويًا ودعمًا مجتمعيًا واسع النطاق. يعمل هذا التكامل على تبسيط عملية التطوير وتقليل منحنى التعلم المرتبط باعتماد بيئة تطوير جديدة. بالإضافة إلى ذلك، فهو يدعم بشكل كامل Visual Studio Code (VS Code)، وهو محرر تعليمات برمجية مستخدم على نطاق واسع يسمح للمطورين بالاستفادة الكاملة من الميزات مثل إكمال التعليمات البرمجية وتمييز بناء الجملة وتصحيح الأخطاء لتعزيز تجربة التطوير.
يعد o1js في الأساس إطار عمل ZK متعدد الاستخدامات يوفر لك الأدوات الأساسية التي تحتاجها لإنشاء براهين ZK. وهو يدعم إنشاء برامج ZK متنوعة، تغطي مجموعة متنوعة من العمليات المضمنة التي يمكن إثباتها، بما في ذلك العمليات الحسابية الأساسية والتجزئة والتوقيعات والعمليات المنطقية والمقارنات والمزيد. باستخدام إطار عمل o1js، يمكنك إنشاء zkApps على بروتوكول Mina، وهي عقود ذكية يتم تنفيذها من جانب العميل ولها مدخلات خاصة.
ومن الجدير بالذكر أنه في أوائل سبتمبر 2023، أعلن فريق 0(1)Labs أنه سينتقل من SnarkyJS إلى o1js وشدد على التزامهم بتحسين الأداء. تجدر الإشارة بشكل خاص إلى أنهم حققوا انخفاضًا بمقدار 3-4 مرات في وقت تحميل المكتبة، وهو ما يشير إلى الوقت المطلوب لاستيراد o1js، وهي عملية يمكن أن تمنع الموضوع الرئيسي. بالنسبة لتطبيقات الويب، يعد وقت التحميل ذا أهمية كبيرة لكل من توقيت تنفيذ Java وعرض الصفحة بأكملها. بالإضافة إلى ذلك، قام الفريق أيضًا بتحديث Mina zkApp CLI لتحسين تجربة بناء واجهة المستخدم، وأعلن عن المزيد من التحسينات على Archive Node API لتعزيز موثوقيتها ووضوحها.
ليو من أليو
تعد Aleo blockchain فريدة من نوعها في مجال العقود الذكية وتؤكد على حماية الخصوصية. في جوهرها توجد لغة برمجة Leo، وهي لغة مكتوبة بشكل ثابت مستوحاة من Rust. تم تصميم Leo خصيصًا لتطوير التطبيقات الخاصة، وهو يعمل على تمكين المبدعين الذين يرغبون في بناء نظام بيئي لامركزي آمن وخاص. ما يميز Leo حقًا هو دوره الرائد في تقديم مجموعة أدوات شاملة لتطبيقات المعرفة الصفرية ذات الأغراض العامة. تتضمن مجموعة الأدوات هذه إطار عمل اختبار، وسجل حزم، ومحلل استيراد، ومترجم عن بعد، ومولد نظرية.
تم تصميم Leo من قبل فريق من المطورين بقيادة Howard Wu الذي تصور تقنية من شأنها تمكين المطورين من إنشاء تطبيقات لا مركزية تعطي الأولوية للخصوصية والأمان. يعتمد تصميم Leo على مبادئ Rust مع دمج بعض العناصر المشابهة لـ Java لتعزيز الألفة والملاءمة أثناء عملية التطوير. بالإضافة إلى ذلك، تهدف Leo إلى تسريع عملية التطوير وتبسيط عملية التطوير من خلال توفير منصة اختبار متكاملة وسجل الحزم ومحول الاستيراد. يتيح هذا التكامل للمطورين التركيز على المنطق الأساسي لتطبيقاتهم دون التأثر بمشكلات البنية التحتية.
الميزة اللافتة للنظر في Leo هي مترجمها، الذي يحول البرامج إلى تنسيق إثبات R1CS منخفض المستوى. يعتبر مترجم Leo فريدًا من نوعه في عملية التحقق الرسمية الصارمة. يعد هذا التحقق أمرًا بالغ الأهمية نظرًا لأن نقاط الضعف يمكن أن تنشأ في مراحل متعددة، بدءًا من البرمجة الأولية ووصولاً إلى التدقيق والتجميع. من خلال إجراء فحوصات رياضية صارمة للتأكد من أن المترجم متوافق مع نية المبرمج، يهدف Leo إلى تقليل مخاطر الأخطاء غير المكتشفة أو نقاط الضعف المحتملة، خاصة في سياقات اللغة الثانية، أو ZK-rollups، أو البرامج الخاصة على منصة Leo.
سيركوم بواسطة iden3
إن Circom، وهو خط DSL مصمم خصيصًا لتطوير دوائر ZK، هو نتيجة جهد مشترك بين Jordi Baylina وفريق iden3. مترجم Circom مكتوب بلغة Rust، ومهمته الرئيسية هي تجميع الدوائر المكتوبة بلغة Circom. والجدير بالذكر أن شركة Circom أصبحت الخيار المفضل لتطبيقات ZK المتميزة في العالم الحقيقي، مثل Dark Forest وTornado Cash. ترجع شعبيتها إلى أدائها الممتاز، بما في ذلك أوقات إثبات المتصفح السريعة من خلال إثباتات WASM المحسنة، والإثباتات الفعالة من جانب الخادم من خلال Rapidsnark، والتحقق الفعال على السلسلة.
ومع ذلك، من المهم أن ندرك أن وظائف Circom تركز بشكل أساسي على تطوير دوائر ZK، مما قد يجعلها أقل ملاءمة للتعامل مع نطاق أوسع من مهام الحوسبة. المطورون الذين يبحثون عن المزيد من الميزات التي يمكنها تلبية نطاق أوسع من احتياجات التطوير قد يجدون أن قدرات Circom محدودة إلى حد ما. في هذه الحالة، قد يحتاج المطورون إلى الجمع بين لغات أو أطر برمجة أخرى لتلبية احتياجات التطوير الأوسع.
يركز توافق Circom بشكل أساسي على أنظمة ZKP المستخدمة على نطاق واسع، مثل snarkjs وlibsnark. في حين أن هذا التوافق يضمن التكامل السلس مع هذه الأنظمة المستخدمة على نطاق واسع، فإنه يعني أيضًا أن دوائر Circom ترث قدرات وقيود محددة مرتبطة بهذه التبعيات. قد يواجه المطورون الذين يفضلون أو يحتاجون إلى نظام ZKP بديل تحديات التوافق أو يحتاجون إلى عمل إضافي للتكيف ودمج الدوائر المولدة من Circom في نظامهم المفضل.
Lurk من Lurk Lab
Lurk هي لهجة Lisp ذات نطاق ثابت متأثرة بـ Scheme وCommon Lisp، مع ميزة فريدة: فهي تتيح إثباتًا مباشرًا لصحة تنفيذ البرنامج باستخدام zk-SNARKs، مما يتيح التحقق المدمج والفعال.
الاستخدامات الرئيسية لـ Lurk تشمل:
يستفيد Lurk استفادة كاملة من مُخصص الذاكرة "السلبيات" الخاص بـ Lisp عند إنشاء دوائر ذات أغراض عامة. يجمع هذا المُخصص بين التعبيرات وينشئ مراجع عبر التجزئة. المفتاح هو إثبات أن التعبيرين مرتبطان بالفعل بنفس المرجع. يمكّن هذا التحقق Lurk من إجراء العمليات الحسابية داخل دائرة السنارك.
Lurk غني جدًا بالميزات، بما في ذلك دعم التكرار اللانهائي والحلقات وتدفق التحكم المشروط وأنظمة إثبات الواجهة الخلفية المتعددة، مثل Groth16 وSnarkPack+ وNova. يفتح هذا التنوع الباب أمام مجموعة متنوعة من التطبيقات، بما في ذلك حساب التحقق، ومعالجة البيانات الخاصة، وتنفيذ برامج تورينج الكاملة داخل دوائر سنارك.
لخص
ومع زيادة تنوع تطبيقات ZK، تتمتع خدمة DSL بآفاق واسعة للتطوير في مجال ZK. إن مفتاح نجاح DSL هو بناء مجتمع مزدهر ومكتبات غنية لإثراء تجربة المطورين. يمكن لـ DSL التي تعطي الأولوية للتوافق مع المكتبات الموجودة الاستفادة من المعرفة والموارد الخاصة بمجتمع المطورين الأوسع. يسهل هذا النهج التكامل الأكثر سلاسة، ويسرع التطوير، ويوفر مرونة أكبر عند تنفيذ تطبيقات ZK. يعد هذا الجهد التعاوني أمرًا بالغ الأهمية لتعزيز نظام بيئي أكثر قوة حول DSL، مما يوفر فوائد ملموسة للمطورين وسيؤدي إلى زيادة اعتماد تقنية ZK وفعاليتها.