فلش‌کارت‌های آموزشی آموزش عملی SNARKs: از مفاهیم پایه تا پیادهسازی اثباتهای دانش صفر

🎓 دوره آموزشی جامع

📚 اطلاعات دوره

عنوان دوره: دوره آموزش عملی SNARKs: از مفاهیم پایه تا پیادهسازی اثباتهای دانش صفر

موضوع کلی: رمزنگاری و امنیت اطلاعات

موضوع میانی: رمزنگاری پیشرفته و پروتکلهای اثبات دانش صفر

📋 سرفصل‌های دوره

• 1. مقدمه‌ای بر اثبات‌های دانش صفر و تاریخچه آن
• 2. مفاهیم پایه: تعاملی بودن، کامل بودن، درستی و soundness
• 3. تفاوت اثبات‌های تعاملی و غیرتعاملی (NIZK)
• 4. مدل CRS (Common Reference String) و مدل Random Oracle
• 5. مقدمه‌ای بر SNARKs: تعریف، ویژگی‌ها و کاربردها
• 6. مقایسه SNARKs با STARKs و Bulletproofs
• 7. ریاضیات پایه: میدان‌های محدود و منحنی‌های بیضوی
• 8. چندجمله‌ای‌ها و مبانی جبر خطی در رمزنگاری
• 9. معرفی QAP (Quadratic Arithmetic Program)
• 10. تبدیل یک مسئله محاسباتی به مدار حسابی (Arithmetic Circuit)
• 11. تبدیل مدار حسابی به R1CS (Rank-1 Constraint System)
• 12. تبدیل R1CS به QAP
• 13. مفهوم اثبات دانش صفر در SNARKs (Zero-Knowledge)
• 14. الگوریتم Pinocchio: اولین SNARK عملی
• 15. ساختار Pinocchio: Key Generation, Prover, Verifier
• 16. مفهوم صداقت محاسباتی (Completeness) و مقاومت در برابر تقلب (Soundness)
• 17. معرفی Groth16: پرکاربردترین SNARK
• 18. مقدمه‌ای بر چندجمله‌ای‌های لاگرانژ و درونیابی
• 19. مفهوم Pairing (جفت‌سازی) در منحنی‌های بیضوی
• 20. جفت‌سازی Tate و Weil و کاربرد در SNARKs
• 21. مفهوم SRS (Structured Reference String) و Trusted Setup
• 22. مراسم Trusted Setup در Groth16 و نحوه اجرای آن
• 23. معرفی PLONK: SNARK با Setup جهانی
• 24. مقایسه PLONK با Groth16: مزایا و معایب
• 25. مفهوم Permutation Argument در PLONK
• 26. مفهوم Lookup Argument در PLONK
• 27. پروتکل Marlin: SNARK با کارایی بالا
• 28. پروتکل Sonic: SNARK با Setup قابل به‌روزرسانی
• 29. پروتکل Spartan: SNARK با اثبات‌های سریع
• 30. معرفی زبان‌های توصیف مدار: Circom و SnarkJS
• 31. نصب و راه‌اندازی ابزارهای Circom و SnarkJS
• 32. نوشتن یک مدار ساده در Circom: مثال ضرب دو عدد
• 33. کامپایل مدار Circom و تولید R1CS
• 34. ایجاد SRS و Trusted Setup در Circom
• 35. تولید کلید اثبات و کلید تأیید (Proving Key & Verification Key)
• 36. نوشتن یک اثبات‌کننده (Prover) در JavaScript
• 37. نوشتن یک تأییدکننده (Verifier) در JavaScript
• 38. اجرای کامل یک پروتکل SNARK: از مدار تا اثبات
• 39. مفهوم Public Inputs و Private Inputs در SNARKs
• 40. مفهوم Proof Size و Verification Time در SNARKs
• 41. بهینه‌سازی اثبات‌ها: کاهش اندازه و زمان
• 42. معرفی کتابخانه‌های دیگر: arkworks و libsnark
• 43. معرفی zk-SNARKs در بلاکچین: مثال Zcash
• 44. پیاده‌سازی یک اثبات ساده هویت (Identity Proof)
• 45. پیاده‌سازی یک اثبات عضویت در مجموعه (Membership Proof)
• 46. پیاده‌سازی یک اثبات پرداخت محرمانه (Private Payment)
• 47. مفهوم Recursive SNARKs: اثبات روی اثبات
• 48. معرفی Halo 2: SNARK بدون Trusted Setup
• 49. معرفی Nova: SNARK با اثبات‌های افزایشی
• 50. معرفی zk-Rollups و کاربرد SNARKs در مقیاس‌پذیری
• 51. مفهوم Verifiable Delay Functions (VDF) و ارتباط با SNARKs
• 52. مفهوم Verifiable Random Functions (VRF) و ارتباط با SNARKs
• 53. امنیت SNARKs: حملات رایج و راه‌های مقابله
• 54. مفهوم Weak Fiat-Shamir Transform و آسیب‌پذیری‌ها
• 55. مفهوم Zero-Knowledge در مقابل Snark: تفاوت‌های امنیتی
• 56. مفهوم Knowledge Soundness و Proof of Knowledge
• 57. مفهوم Universal Setup و Setup قابل به‌روزرسانی
• 58. معرفی استانداردهای SNARKs: Zcash Protocol Specification
• 59. مقایسه SNARKs با zk-STARKs از نظر امنیت و کارایی
• 60. مفهوم Post-Quantum SNARKs و چالش‌های آن
• 61. پیاده‌سازی یک سیستم رأی‌گیری امن با SNARKs
• 62. پیاده‌سازی یک سیستم احراز هویت بدون افشای اطلاعات
• 63. پیاده‌سازی یک سیستم تأمین مالی جمعی محرمانه
• 64. عیب‌یابی و اشکال‌زدایی در پروژه‌های SNARK
• 65. بهینه‌سازی مدارها برای کاهش تعداد constrain ها
• 66. معرفی ابزارهای تحلیل مدار: Circomspect
• 67. مفهوم Frontend و Backend در SNARKs
• 68. استفاده از زبان‌های دیگر برای SNARKs: Rust و Go
• 69. معرفی پروتکل zk-zk Rollup و ترکیب SNARKs
• 70. مفهوم Aggregation of SNARKs: ترکیب چند اثبات
• 71. معرفی پروتکل PCD (Proof-Carrying Data)
• 72. مفهوم Accumulation Scheme در SNARKs
• 73. مطالعه موردی: Zcash و حریم خصوصی تراکنش‌ها
• 74. مطالعه موردی: zkSync و مقیاس‌پذیری لایه دوم
• 75. مطالعه موردی: Mina Protocol و بلاکچین فشرده
• 76. مطالعه موردی: Aleo و قراردادهای هوشمند محرمانه
• 77. آینده SNARKs: چالش‌ها و فرصت‌های تحقیقاتی
• 78. خلاصه و مرور نهایی: از مبانی تا پیاده‌سازی عملی