مقدمه ای بر Mimblewimble
در زمستان رمزنگاری 2018، تعداد کمی از نوآوری های بلاکچین باعث ایجاد موج هایی به گستردگی Mimblewimble شد. این برنامه پس از راه اندازی در اواخر سال 2018 خیلی زود فراگیر شد. Mimblewimble هوشمندانه نام خود را از طلسمی برای بستن زبان که در کتاب های هری پاتر معروف بود گرفته است.
در مورد بهترین روش استفاده از پروتکل اتفاق نظر بین محققان و توسعه دهندگان وجود ندارد. برخی اظهار داشتند که ادغام Mimblewimble با پروتکل بیت کوین بسیار دشوار است. با این حال، اکثراً موافقند که Mimblewimble همچنان می تواند سیستم بیت کوین را به عنوان یک زنجیره جانبی ارتقا دهد. در حال حاضر، چندین برنامه محبوب Mimblewimble مانند Grin و Beam وجود دارند. در اکتبر سال 2020، لایت کوین برای بهبود حریم خصوصی و مقیاس گذاری خود، شبکه آزمایشی Mimblewimble را راه اندازی کرد.
در مباحث اولیه متعلق به بیت کوین آنچه در ابتدا مورد توجه ساتوشی ناکاموتو بوده حفظ حریم امنیتی و جلوگیری از افشای اطلاعات اشخاص بوده است. اما دیدگاه ناکاموتو در مورد قدرت بیت کوین برای حفظ حریمی شخصی افراد کاملا واقع بینانه بوده است. شبکه بیت کوین برای انجام بعضی از عملیات ملزم به افشای میزانی از اطلاعات است. اما کدام اطلاعات؟ در ادامه مقاله به بررسی نوع این اطلاعات و دلیل افشای آن ها توسط شبکه می پردازیم.
بیت کوین برای برآورده کردن دو شرط ِالزامی، سه راز را فاش می کند
بیت کوین در هر معامله سه راز را فاش می کند:
- آدرس فرستنده
- میزان کوین های ارسالی
- آدرس گیرنده
دلیل افشای این موارد عدم توانایی شبکه بیت کوین در حفظ حریم شخص نیست. شبکه بیت کوین آنها را آشکار می کند زیرا هر سیستم پولی – طلا ، پول نقد یا مبادله کالا – باید دو شرط را برآورده کند. بیت کوین با افشای سه راز فوق دو شرط زیر را برآورده می کند.
- باید تأیید کند که مبلغ دریافتی برابر با مبلغ ارسال شده است. در صورت ارسال 1 کوین از یک آدرس و دریافت 2 سکه در آدرس دیگر، ارز رمزنگاری شده شکسته شود. اگر 5 یورو در دست شما بگذارم، 5 یورو از دست من خارج می شود. من پنج ضرر می کنم، شما پنج سود می برید. در حین معامله هیچ پولی نه از بین می رود و نه ایجاد می شود.
- من نمی توانم انتقال بانکی را از حساب بانکی شما شروع کنم. بلکه فقط از طریق حساب شخصی من انجام می شود. ما باید بررسی کنیم که معامله توسط دارنده کارت منبع و رمز ورود بانکی آنلاین یا کلید خصوصی در مورد ارزهای رمزپایه انجام می پذیرد.
معاملات بیت کوین حاوی مقدار و آدرس گیرنده در متن ساده است. این برای تأمین اولین نیاز کافی است. می بینیم که 5 بیت کوین وارد معامله شدند و 5 بیت کوین بیرون آمد.
بیت کوین برای اطمینان از برآورده شدن شرط دوم ، از آدرس های عمومی با کلیدهای خصوصی مربوطه استفاده می کند. آدرس عمومی صاحب بیت کوین است. فرستنده با استفاده از کلید خصوصی مربوطه امضایی را تولید می کند. و معامله خود را امضا می کند (که تکرار می کنم حاوی مبلغ و آدرس گیرنده است). همه می توانند بررسی کنند که امضا از کلید خصوصی در پشت آدرسی که سکه ها را نگهداری می کند، وارد شده است. به این ترتیب می دانیم که امضا از طرف شخصی برای شروع معامله صادر شده است.
ادعای ما در مورد پروتکل Mimblewimble این است که دو شرط مذکور را برآورده می کند، در حالی که هیچ کدام از اطلاعات تراکنش فاش نمی شوند!
Mimblewimble در مقابل بیت کوین
بلاکچین بیت کوین داده های هر معامله را از زمان بلوک پیدایش حفظ کرده است. به این معنی که هر کسی قادر به بارگیری و تأیید تاریخچه عمومی آن است. این پیگیری می تواند با دقت تراکنش به تراکنش انجام پذیرد.
در مقابل، بلاکچین Mimblewimble فقط اطلاعات ضروری را حفظ می کند. و در عین حال حریم خصوصی بیشتری را نیز ایجاد می کند. اعتباردهنده ها اطمینان حاصل می کنند که هیچ فعالیت غیرمعمولی مثل هزینه ی مضاف اتفاق نمی افتد. و میزان سکه های در گردش دقیق است.
به غیر از این، Mimblewimble سیستم برنامه نویسی بیت کوین را حذف می کند. این سیستم لیستی از دستورالعمل ها است که نحوه ساختار تراکنش ها را تعریف می کند. حذف اسکریپت، بلاکچین های MW را خصوصی تر و مقیاس پذیرتر کرد. خصوصی تر، زیرا آدرس ها به هیچ وجه قابل ردیابی نیستند. و مقیاس پذیرتر، زیرا داده های بلاکچین کوچکتر هستند.
بنابراین، تفاوت کلیدی دیگر بین بیت کوین و Mimblewimble اندازه نسبی داده های بلاک چین آنهاست. با حذف داده های غیرضروری تراکنش، Mimblewimble به منابع محاسباتی کمتری نیاز دارد.
Mimblewimble چگونه کار می کند؟
Mimblewimble مدل کلاسیک تراکنش های بلاکچین را تغییر می دهد. این امکان را برای یک بلاکچین فراهم می کند تا تاریخچه جمع و جورتری داشته باشد که بارگیری، همگام سازی و تأیید آن راحت تر و سریعتر است.
در یک بلاکچین میمبل ویمبل هیچ آدرس قابل شناسایی یا قابل استفاده مجددی وجود ندارد. به این معنی که همه تراکنش ها از نظر یک فرد خارجی مانند داده های تصادفی به نظر می رسند. داده های معامله فقط برای شرکت کنندگان مربوطه قابل مشاهده است.
بنابراین ، یک بلوک Mimblewimble به نظر می رسد یک تراکنش بزرگ باشد، نه ترکیبی از تراکنش های کوچک. این بدان معنی است که بلوک ها قابل تأییدند، اما هیچ جزئیاتی درباره هر تراکنش نمی دهند. پس هیچ راهی برای پیوند دادن ورودی های منفرد با خروجی مربوطه وجود ندارد.
مثالی برای نحوه عملکرد پروتکل Mimblewimble
مثال زیر را در نظر بگیرید. آلیس 5 کوین میمبل ویمبل از مادر و 5 کوین از پدرش دریافت می کند. سپس ، او آن 10 کوین را برای باب می فرستد. معاملات تأیید می شوند. اما جزئیات آنها عمومی نیستند. تنها چیزی که باب می داند این است که آلیس 10 کوین برای او فرستاده است. اما نمی تواند بگوید چه کسی قبلاً آنها را به آلیس فرستاده است.
برای جا به جایی کوین ها بر روی بلاکچین Mimblewimble ، فرستنده و گیرنده باید اطلاعات تأیید را رد و بدل کنند. بنابراین ما به آلیس و باب برای برقراری ارتباط احتیاج داریم، اما برای انجام تراکنش نیازی نیست که آنها همزمان آنلاین باشند.
همچنین، Mimblewimble از ویژگی هایی به نام cut-through استفاده می کند. که با حذف اطلاعات تراکنش اضافی، داده های بلوک را کاهش می دهد. بنابراین به جای ثبت هر ورودی و خروجی (از والدین آلیس به او ، و از آلیس به باب) ، بلوک فقط یک جفت ورودی – خروجی را ضبط می کند (از والدین آلیس به باب).
از نظر فنی، طراحی Mimblewimble مفهوم معاملات محرمانه (CT) را که توسط آدام بک (Adam Back) در سال 2013 پیشنهاد شد و توسط گرگ مکسول (Greg Maxwell) و پیتر وویل (Pieter Wuille) پیاده سازی شده است، پشتیبانی و گسترش می دهد. به زبان ساده، CT ابزاری برای حفظ حریم خصوصی است که میزان انتقال بلاکچین را پنهان می کند.
مزایا و معایب Mimblewimble
مزایای فناوری
اندازه بلاکچین
همانطور که گفته شد، Mimblewimble امکان فشرده سازی داده ها و در نتیجه کاهش اندازه کلی بلاکچین را فراهم می کند. گره ها می توانند با استفاده از منابع قابل ملاحظه ای کمتر، تاریخ معاملات را خیلی سریعتر بررسی کنند. علاوه بر این، بارگیری و همگام سازی با بلاکچین MW برای گره های جدید آسان تر است.
هزینه های کاهش یافته برای پیوستن به شبکه و اجرای یک گره ممکن است سرانجام به جامعه متنوع تر و توزیع شده ای منجر شود. که احتمالاً باعث می شود تمرکز استخراج متداول در بسیاری از بلاک چین های اثبات کار PoW کاهش یابد.
مقیاس پذیری
در نهایت، Mimblewimble ممکن است به عنوان یک راه حل زنجیره ای جانبی استفاده شود که می تواند به بیت کوین یا یک زنجیره والد دیگر متصل شود. طراحی MW همچنین ممکن است باعث بهبود عملکرد کانال های پرداخت مانند کانال های مورد استفاده در شبکه لایتنینگ شود.
حریم خصوصی
حذف سیستم اسکریپت بیت کوین، همراه با استفاده از معاملات محرمانه، باعث ایجاد سطح بالایی از حریم خصوصی کاربر می شود و جزئیات معاملات را مبهم می کند.
علاوه بر این، سکه هایی که مبتنی بر بلاک چین های Mimblewimble هستند را می توان مقیاس پذیر(fungible) دانست. خاصیت قابلیت انعطاف پذیری چیزی است که باعث می شود هر واحد از یک سکه با هر واحد دیگر از همان سکه قابل تعویض باشند.
محدودیت های فناوری
توان عملیاتی تراکنش
معاملات محرمانه به دلیل بزرگتر بودن داده، تمایل دارند که میزان تراکنش را به میزان قابل توجهی کاهش دهند. بنابراین وقتی با یک سیستم غیر خصوصی مقایسه می شود، بلاکچینی که از CT استفاده می کند حریم خصوصی بیشتری دارد اما نرخ TPS پایین تر (تراکنش در ثانیه) است.
البته! هنوز هم ممکن است بگوییم که اندازه جمع و جور MW محدودیت TPS ناشی از معاملات محرمانه را جبران می کند. همچنین لازم به ذکر است که عملکرد تراکنش به عوامل دیگری مانند اندازه بلوک و فرکانس بستگی دارد.
عدم مقاومت در برابر کوانتوم
به طور کلی، پروتکل Mimblewimble در برابر کوانتوم مقاوم نیست زیرا به ویژگی های نسبتاً ساده امضاهای دیجیتالی متکی است. اما ، یک رایانه کوانتومی بالغ برای توسعه ده ها سال دیگر نیاز دارد و ارزهای رمزنگاری شده با استفاده از Mimblewimble احتمالاً در سال های آینده راه هایی برای جلوگیری از حملات کوانتومی پیدا خواهند کرد. البته برخی از راه حل ها مانند تعهدات سوئیچ (Switch Commitments) از قبل در حال آزمایش هستند.
آینده Mimblewible
بی شک Mimblewimble اهداف بیت کوین را بهتر از خود بیت کوین محقق می کند (البته اگر حفظ حریم خصوصی یک هدف تلقی شود). Mimblewimble گامی عظیم در جهت محافظت از ناشناس بودن و حفظ حریم خصوصی است ، چیزی که مسلماً سایر ارزهای رمزپایه برای آن ایجاد شده اند. از آنجا که مشکل ردیابی و اعتبارسنجی ندارد، در حال حاضر اتخاذ پروتکل Mimblewimble برای هرکس بسیار ساده تر از چندین سیستم بلاکچین دیگر است.
اینها از جمله دلایلی است که Grin و Beam پروتکل Mimblewimble را برای پیاده سازی ها اتخاذ کردند. هر دو ارز رمزپایه آدرس، مقادیر تراکنش و سابقه تاریخ تراکنش ها را ندارند.
در بسیاری از موارد، اینها نگرانی هایی است که مردم هنگام تصمیم گیری برای استفاده از ارزهای رمزپایه در ذهن دارند. تلاش Mimblewimble برای تأمین این نیازها می تواند به اطمینان بیشتر از تسلط بر فرایند تراکنش ها کمک کند.
