ما هي مراسم زد كاش (Zcash Ceremony)؟ الإعداد الموثوق وسر النفايات السامة

مراسم زد كاش (Zcash Ceremony) بروتوكول أمني اشترك فيه مشاركون مستقلون ومتباعدون جغرافيًا في توليد معاملات zk-SNARK التي تقوم عليها بنية المعاملات الخاصة في زد كاش، ثم أتلف كل منهم جزء المفتاح السري الذي بحوزته إتلافًا نهائيًا. تأتي الأهمية الحاسمة لهذا البروتوكول من أن المفتاح السري الرئيسي الذي يظهر أثناء عملية التوليد، والمعروف باسم «النفايات السامة» (Toxic Waste)، لو وقع في الأيدي الخطأ لتمكن المهاجم من سك كمية غير محدودة من ZEC المزيفة دون أن يُكتشف. أُقيمت المراسم الأولى في 23 أكتوبر 2016 مع إطلاق زد كاش، وتلتها مراسم ثانية أوسع بكثير. وما دام مشارك نزيه واحد قد أتلف جزءه، يستحيل إعادة بناء النفايات السامة؛ ولهذا تُعد المراسم حجر الأساس للثقة في زد كاش، ونموذجًا مرجعيًا لكل مشاريع البلوكتشين التي تستخدم براهين المعرفة الصفرية.

مخطط على خريطة العالم يُظهر ستة مشاركين متباعدين، يُسهم كل منهم في المعاملات المشتركة في المركز بينما يُتلف جزء مفتاحه الخاص

لماذا كانت هناك حاجة إلى مراسم؟

زد كاش، التي انطلقت كـتفرّع (Fork) من الكود المصدري للبيتكوين، تستخدم براهين المعرفة الصفرية لإثبات صحة المعاملة دون كشف المرسل أو المستلم أو المبلغ. لكن طبقة الخصوصية هذه تحمل معها ثغرة كبيرة عند انطلاق الشبكة: لكي يعمل النظام لا بد من توليد ثوابت تشفيرية تُسمى «المعاملات العامة» (Public Parameters).

توليد المعاملات العامة يشبه إنشاء مفتاح خاص وعام: يبقى النصف العام على الشبكة إلى الأبد، أما النصف الخاص فيجب أن يختفي فورًا. صاحب هذا النصف الخاص لا يستطيع سرقة العملات ولا كسر خصوصية المستخدمين، لكنه يستطيع تزوير زد كاش جديدة متى شاء. وإذا بقي هذا النصف، أي النفايات السامة، يصبح السيناريو الكارثي التالي ممكنًا.

مثال رقمي: خطورة النفايات السامة

لنفترض أن النفايات السامة تسربت، وأن مهاجمًا يسك خفيةً 1,000,000 ZEC يوميًا. في سيناريو افتراضي يبلغ فيه سعر ZEC خمسين دولارًا:

والأسوأ أن هذا التضخم سيبقى غير مرئي تمامًا لأن زد كاش تخفي مبالغ المعاملات. في حادثة فيض القيمة في البيتكوين في أغسطس 2010، أنشأ خطأ برمجي 184 مليار بيتكوين مزيفة واكتُشف خلال ساعات، لأن سجل البيتكوين شفاف. أما على سلسلة محمية فلن يدق أي جرس إنذار.

هذا بالضبط هو السيناريو الذي صُممت مراسم زد كاش لجعله مستحيلًا.

إنفوغرافيك من عمودين يقارن اكتشاف المعاملات المزيفة على سلسلة شفافة وعلى سلسلة محمية

الحوسبة متعددة الأطراف: كيف جرت المراسم؟

الأساس التقني للمراسم هو بروتوكول الحوسبة متعددة الأطراف (MPC - Multi-Party Computation)، وهو في جوهره تطبيق لمنطق التوقيع المتعدد (Multisig)، الذي يتطلب أكثر من توقيع لاعتماد معاملة، على عملية توليد المعاملات.

في المراسم التأسيسية في أكتوبر 2016 سارت العملية وفق الخطوات التالية:

1. توليد الأجزاء: أنشأ ستة مشاركين أجزاء مفاتيحهم كلٌّ في بيئة مستقلة عن الآخرين.
2. الدمج العام: جُمعت الأجزاء العامة للحصول على المعاملات النهائية لزد كاش.
3. الإتلاف الخاص: أتلف كل مشارك جزءه الخاص بطريقة لا رجعة فيها.

الضمانة الأمنية أنيقة رياضيًا: لا يمكن إعادة بناء النفايات السامة إلا إذا احتفظ جميع المشاركين بأجزائهم السرية وتواطؤوا معًا. فإذا أتلف مشارك واحد فقط جزءه بنزاهة، تصبح إعادة البناء مستحيلة إلى الأبد. كُشفت هويات خمسة من المشاركين الستة في مراسم 2016، بينما بقي السادس مجهول الهوية حتى اليوم.

مخطط تدفق لعملية الحوسبة متعددة الأطراف: توليد الجزء، والنقل عبر أقراص DVD-R، ودمج المفاتيح العامة، وإتلاف الجزء الخاص

بنية دفاع من ثلاث طبقات

لم تُعتبر الحوسبة متعددة الأطراف كافية وحدها، فجمعت المراسم ثلاث طبقات أمنية في آن واحد:

كيف تحقق العزل الهوائي؟

كانت «عقد الحوسبة» (Compute Nodes) التي نفّذت عمليات المفتاح الخاص أجهزة جديدة اشتُريت خصيصًا للمراسم، ونُزعت منها بطاقات Wi-Fi وBluetooth فعليًا قبل تشغيلها لأول مرة. ولأنه لم يكن هناك أي مسار مادي للوصول إلى الشبكة، تقلص سطح الهجوم عن بُعد إلى ما يقارب الصفر.

لماذا كانت سلسلة الأدلة حاسمة؟

كان المشاركون مضطرين رغم ذلك إلى تبادل البيانات، فاستخدم كل منهم «عقدة شبكة» (Network Node) متصلة بالإنترنت لاستقبال الرسائل، ثم تُنسخ هذه الرسائل على أقراص DVD-R وتُنقل باليد إلى عقدة الحوسبة. كان استخدام أقراص DVD-R عنصرًا محوريًا: فهي وسائط تسجيل لا تقبل إلا الإضافة (Append-only) ولا يمكن الكتابة فوقها لاحقًا، فنتج عن ذلك سجل دائم قابل للتدقيق لكل ما عبر العزل الهوائي، ولم يعد بإمكان أي مهاجم محو آثاره.

خطوات تحصين إضافية

ذهب الفريق إلى ما هو أبعد من الإجراءات الأمنية المعتادة:

1. بقيت قائمة المشاركين والجدول الزمني والكود المصدري سرية حتى اكتمال المراسم.
2. كُتب كل كود المراسم بلغة Rust المعروفة بأمان الذاكرة، وشُغّل على إصدار لينكس معزز أمنيًا.
3. خُتمت سلسلة تجزئة آمنة لكل رسالة زمنيًا على بلوكتشين البيتكوين، ورُفعت إلى أرشيف الإنترنت (Internet Archive).
4. بعد انتهاء المراسم أُتلفت الأجهزة المادية لإزالة أي احتمال لاستعادة البيانات من الذاكرة العشوائية.

Powers of Tau: المراسم الثانية (2018)

في يناير 2018 نظمت زد كاش مراسم ثانية أوسع بكثير حملت اسم Powers of Tau، وارتفع فيها عدد المشاركين من 6 إلى نحو 90 فردًا ومؤسسة مستقلين.

لهذا التوسع أهمية رياضية كبيرة: يجب أن يتصرف المشاركون التسعون جميعًا بشكل مزيف ومنسّق، وهذا احتمال ضئيل إلى حد فلكي، إذ يكفي مرة أخرى إتلاف نزيه واحد لتأمين المجموعة كلها. كما مهّدت Powers of Tau الطريق لترقيتي الشبكة Overwinter وSapling، وجاءت Sapling تحديدًا بتحسينات أداء جعلت المعاملات الخاصة ممكنة اقتصاديًا على محافظ الجوال.

مقارنة بين مراسم 2016 و2018

خط زمني: المراسم التأسيسية في أكتوبر 2016، ومراسم Powers of Tau في يناير 2018، مع مقارنة أعداد المشاركين

مخاطر الإعداد الموثوق وحدوده

تقدم المراسم ضمانة قوية، لكن لا ينبغي تجاهل بعض التحفظات المهمة:

• افتراض الثقة: الأمان هنا احتمالي لا رياضي. شرط «مشارك نزيه واحد على الأقل» يبدو معقولًا مع 6 أشخاص وشبه مؤكد مع 90، لكن خطر التواطؤ النظري لا ينعدم.
• أخطاء التنفيذ: ثغرة في الكود، كما حدث في فيض البيتكوين عام 2010، قد تعرّض الأمان للخطر بمعزل عن النفايات السامة. ولا تمنع المراسم هذا النوع من الأخطاء، بل تمنعه عمليات التدقيق الأمني؛ راجع دليل عمليات التدقيق الأمني للبلوكتشين.
• الاستعداد للمستقبل: أنظمة المعرفة الصفرية من الجيل الجديد، مثل zk-STARK، لا تحتاج إلى إعداد موثوق، ولهذا تفضّل بعض مشاريع الخصوصية اليوم بنى لا تتطلب مراسم.
• حدث يقع مرة واحدة: تُولَّد المعاملات مرة واحدة، وتعتمد عليها كل المعاملات اللاحقة، ولا يمكن اختبار الأمان بأثر رجعي بعد انتهاء المراسم.

منظور COINOTAG

تُعد مراسم زد كاش من أكثر الأحداث الأمنية أصالة في تاريخ العملات المشفرة، لأنها تعاملت مع توليد المفاتيح التشفيرية لا كعملية برمجية صامتة، بل كتمرين أمني في العالم المادي في مواجهة خصم محتمل. إتلاف العتاد، والأقراص التي تُكتب مرة واحدة، وإخفاء هويات المشاركين: كلها أمثلة على تكديس الدفاعات الاجتماعية والمادية والتشفيرية. وقد تحول هذا النهج إلى نموذج تدرسه اليوم مشاريع كثيرة تعتمد براهين المعرفة الصفرية.

ومن منظور المستثمر الرسالة واضحة: عملة الخصوصية جديرة بالثقة بقدر نزاهة الإعداد الذي أطلقها، وقد وضعت زد كاش هذا المعيار في مستوى مرتفع على نحو غير معتاد. ولمعرفة المزيد عن عملات الخصوصية الأخرى مثل مونيرو، اطلع على دليل كيفية استخدام مونيرو.