فلش‌کارت‌های آموزشی جامع SNARKs، NIZKs و تبادل کلید - از مفاهیم پایه تا پیاده‌سازی

🎓 دوره آموزشی جامع

📚 اطلاعات دوره

عنوان دوره: دوره جامع SNARKs، NIZKs و تبادل کلید - از مفاهیم پایه تا پیاده‌سازی

موضوع کلی: رمزنگاری و امنیت اطلاعات

موضوع میانی: اثبات‌های رمزنگاری پیشرفته

📋 سرفصل‌های دوره

• 1. مقدمه‌ای بر اثبات‌های رمزنگاری و تعاملی بودن
• 2. تعریف سیستم اثبات تعاملی (Interactive Proof)
• 3. نقش Verifier و Prover در اثبات تعاملی
• 4. مفهوم کامل بودن (Completeness) و درستی (Soundness)
• 5. مقدمه‌ای بر اثبات‌های غیرتعاملی (NIZK)
• 6. تاریخچه و انگیزه ایجاد SNARKs
• 7. تفاوت SNARKs با اثبات‌های کلاسیک
• 8. مفهوم مختصر بودن (Succinctness) در SNARKs
• 9. چارچوب امنیتی SNARKs: Soundness تطبیقی
• 10. مقدمه‌ای بر توابع دروازه‌ای (Hash Functions) در اثبات
• 11. مدارهای حسابی (Arithmetic Circuits) به عنوان زبان اثبات
• 12. تبدیل یک مسئله محاسباتی به مدار حسابی
• 13. مقدمه‌ای بر سیستم‌های شاهد (Witness) و رابطه (Relation)
• 14. سیستم اثبات Pinocchio: معماری کلی
• 15. QAP (Quadratic Arithmetic Program) : مفهوم و ساختار
• 16. تبدیل مدار حسابی به QAP
• 17. مفهوم چندجمله‌ای در اثبات SNARK
• 18. تکنیک Linear PCP (Probabilistically Checkable Proof)
• 19. الگوریتم Key Generation در SNARKs (Proving Key و Verification Key)
• 20. ساخت Proving Key با استفاده از متن‌های رمزنگاری شده
• 21. الگوریتم Prover: تولید اثبات از روی QAP
• 22. الگوریتم Verifier: تأیید اثبات با استفاده از Verification Key
• 23. نقش جفت‌سازی (Pairing) در SNARKs
• 24. مفاهیم پایه جفت‌سازی روی منحنی‌های بیضوی
• 25. مقدمه‌ای بر منحنی‌های بیضوی مناسب برای SNARKs (مثل BN254)
• 26. استفاده از جفت‌سازی برای بررسی برابری چندجمله‌ای‌ها
• 27. مفهوم CRS (Common Reference String) در SNARKs
• 28. مقدمه‌ای بر NIZK (Non-Interactive Zero-Knowledge)
• 29. تفاوت NIZK با SNARK: تعریف و کاربردها
• 30. سیستم اثبات NIZK مبتنی بر رمزنگاری کلید عمومی
• 31. مقدمه‌ای بر اثبات‌های NIZK با استفاده از Σ-protocols
• 32. تبدیل Σ-protocol به NIZK با تکنیک Fiat-Shamir
• 33. تکنیک Fiat-Shamir: تبدیل تعاملی به غیرتعاملی
• 34. نقش توابع دروازه‌ای در تکنیک Fiat-Shamir
• 35. مفهوم Random Oracle Model در اثبات NIZK
• 36. مقدمه‌ای بر zk-SNARKs: ترکیب دانش صفر با مختصر بودن
• 37. تولید اثبات با دانش صفر (Zero-Knowledge) در SNARK
• 38. تکنیک‌های پنهان‌سازی شاهد در اثبات (مثل Blinding)
• 39. مقدمه‌ای بر سیستم اثبات Groth16
• 40. معماری و کارایی سیستم Groth16
• 41. مقایسه Groth16 با Pinocchio از نظر اندازه اثبات
• 42. مقدمه‌ای بر PLONK: یک سیستم اثبات جهانی
• 43. مفهوم Universal Setup در PLONK
• 44. تفاوت PLONK با سیستم‌های وابسته به مدار
• 45. مقدمه‌ای بر اثبات‌های مبتنی بر Polynomial Commitment
• 46. مفهوم Commitment Scheme برای چندجمله‌ای‌ها
• 47. استفاده از KZG (Kate-Zaverucha-Goldberg) Commitment
• 48. مقدمه‌ای بر تبادل کلید (Key Exchange) در رمزنگاری
• 49. پروتکل تبادل کلید Diffie-Hellman (DH)
• 50. امنیت تبادل کلید در برابر حملات Man-in-the-Middle
• 51. استفاده از اثبات NIZK برای احراز هویت در تبادل کلید
• 52. پروتکل STS (Station-to-Station) با اثبات NIZK
• 53. پروتکل تبادل کلید مبتنی بر هویت (IBKE)
• 54. نقش SNARKs در تبادل کلید با اثبات صحت کلید
• 55. مفهوم Key Exchange با اثبات مالکیت کلید خصوصی
• 56. تبادل کلید امن در برابر حملات کوانتومی: مقدمه
• 57. مقدمه‌ای بر رمزنگاری مبتنی on Lattice برای تبادل کلید
• 58. پروتکل NewHope و اثبات صحت آن
• 59. پروتکل Kyber و نقش اثبات‌ها در امنیت آن
• 60. ترکیب SNARKs با Key Exchange برای اثبات هویت
• 61. مثال عملی: اثبات صحت یک کلید عمومی با SNARK
• 62. مقدمه‌ای بر اثبات‌های تجمعی (Aggregation Proofs)
• 63. مفهوم Batch Verification در اثبات‌های NIZK
• 64. استفاده از SNARKs برای تجمیع چند اثبات
• 65. مقدمه‌ای بر اثبات‌های بازگشتی (Recursive SNARKs)
• 66. معماری IVC (Incrementally Verifiable Computation)
• 67. کاربرد SNARKs بازگشتی در بلاک‌چین
• 68. مقدمه‌ای بر زبان‌های توصیف مدار (مانند Circom)
• 69. نوشتن یک مدار ساده در Circom
• 70. کامپایل مدار Circom به QAP
• 71. تولید Proving Key و Verification Key با ابزار SnarkJS
• 72. اجرای Prover با SnarkJS برای یک مدار ساده
• 73. اجرای Verifier با SnarkJS و تأیید اثبات
• 74. پیاده‌سازی یک تبادل کلید ساده با اثبات NIZK در پایتون
• 75. مقایسه عملکرد SNARKs با NIZK کلاسیک
• 76. چالش‌های امنیتی در پیاده‌سازی SNARKs
• 77. حملات احتمالی به سیستم‌های SNARK (مثل Weak Fiat-Shamir)
• 78. روش‌های بهینه‌سازی اثبات‌ها برای کارایی بالا
• 79. مقدمه‌ای بر اثبات‌های transparent (مثل STARKs)
• 80. تفاوت STARKs با SNARKs از نظر Setup
• 81. کاربردهای عملی SNARKs در سیستم‌های غیرمتمرکز
• 82. نقش SNARKs در حریم خصوصی تراکنش‌ها
• 83. مرور کلی بر پروتکل‌های تبادل کلید مدرن با اثبات
• 84. جمع‌بندی و مسیرهای پیشرفته در اثبات‌های رمزنگاری