حریم خصوصی در Web3 چیست؟

معرفی

برای Web3، حریم خصوصی همان فیل در اتاق است. این در عین حال بزرگترین نقطه فروش کریپتو است که با اصول عدم تمرکز، ناشناس بودن و بی اعتمادی همراه است و بزرگترین نقطه دردناک آن، با KYCهای طاقت فرسا، PII به راحتی قابل ردیابی، و نگاه همیشه مشکوک از جهان خارج است.

متأسفانه، این نیز موضوعی است که تا حد زیادی اشتباه گرفته شده است و بسیاری از مردم «حریم خصوصی» رمزنگاری را صرفاً بهانه ای برای تأمین مالی تروریست ها و انجام پولشویی می دانند. این واقعیت که توییتر کریپتو به «فرهنگ آنون» خود افتخار می کند و اینکه رسانه های جریان اصلی اغلب (عمدا یا ناخواسته) این تعصبات را تقویت می کنند، به حل این کلیشه ها کمکی نمی کند.

از آنجایی که حریم خصوصی Web3 مفهومی فراگیر است، از تصاویر پروفایل میمون گرفته تا رمزنگاری و اثبات دانش صفر، صحبت درمورد آن در مجموع، و قضاوت کلی در مورد خوب یا بد بودن آن بی فایده است. در عوض، ما باید مشکل را به بخش های مختلف کوچکتر تقسیم کنیم. در این مقاله، ابتدا زیرساخت «حریم خصوصی» Web3 را در سه سطح متمایز - حریم خصوصی سطح شبکه، حریم خصوصی سطح پروتکل، و حریم خصوصی سطح کاربر - تجزیه و تحلیل می‌کنم قبل از اینکه نقش راه‌حل‌های فناوری مانند Zero Knowledge Proofs در آینده را بررسی کنم. حریم خصوصی Web3

حریم خصوصی سطح شبکه

اولین و قدیمی ترین تصور از حریم خصوصی در سطح شبکه است. حریم خصوصی در سطح شبکه جایی است که هر تراکنش یک ارز دیجیتال در یک شبکه بلاک چین مشخص، حریم خصوصی را از طریق مکانیسم‌های اجماع اساسی انتخاب‌های طراحی بلاک چین و سطح شبکه تضمین می‌کند. به این ترتیب، به آنها "سکه های حریم خصوصی" نیز می گویند.

این مفهوم از حریم خصوصی ریشه‌های خود را به پروتکل بیت‌کوین و ایده آن برای ناشناس‌سازی «آدرس‌های کیف پول» به‌عنوان هش‌های رمزنگاری 160 بیتی برمی‌گردد. در حالی که خود بیت‌کوین دارای تراکنش‌های کاملاً شفاف است، جایی که هر کاربر می‌تواند هر تراکنش را در شبکه خود بازرسی کند، اصول طراحی بیت‌کوین برای تمرکززدایی و ناشناس بودن بدون شک نیروی محرکه توسعه «حریم خصوصی در سطح شبکه» و بلاک‌چین‌های اول حریم خصوصی را ایجاد کرده است.

یکی از پروژه های پیشرو در ایجاد حریم خصوصی در سطح شبکه، مونرو است، اولین بلاک چین برای حفظ حریم خصوصی که در سال 2014 تأسیس شد. برخلاف بیت کوین، مونرو کیف پول های کاربر و تراکنش ها را در پشت "امضای حلقه" پنهان می کند، که در آن کاربران در یک "حلقه" معین به آن دسترسی دارند. یک امضای گروهی خاص، و از آن امضای گروه برای امضای معاملات استفاده کنید. بنابراین، برای هر تراکنش معینی در شبکه مونرو، فقط می‌توانید بگویید که از یک گروه خاص است، اما نمی‌دانید کدام کاربر در آن گروه واقعاً تراکنش را امضا کرده است. در اصل، این نوعی "حریم خصوصی در جمعیت" است، که در آن کاربران در گروه‌هایی گرد هم می‌آیند تا حریم خصوصی را برای همه فراهم کنند. 

حلقه امضا در Monero. منبع: https://blog.pantherprotocol.io/ring-signatures-vs-zksnarks-comparing-privacy-technologies/ [3]

پروژه دیگری که به همین فضا می پردازد، ZCash است، یکی از پیشگامان اولیه نوعی از اثبات دانش صفر به نام zk-SNARK که اخیراً رایج شده است. مفهوم اساسی پشت اثبات دانش صفر این است که این روشی است برای اثبات درستی چیزی بدون افشای اطلاعات بیشتر (که می تواند امنیت و حریم خصوصی را به خطر بیندازد) [4].

یک مثال ساده از Zero Knowledge Proof، Autograder Gradescope [5] است. شما باید "ثابت کنید" که تکالیف CS خود را به درستی انجام داده اید، اما نیازی نیست که جزئیات بیشتری در مورد اجرای کد خود به خودکارساز بگویید. درعوض، خودگرید کننده "دانش" شما را از طریق اجرای مجموعه ای از تست های مخفی بررسی می کند، و کد شما باید با خروجی "مورد انتظار" از خودگریدگر Gradescope مطابقت داشته باشد. از طریق تطبیق خروجی «مورد انتظار»، می‌توانید یک مدرک دانش صفر ارائه دهید که نشان می‌دهد تکالیف خود را بدون نشان دادن اجرای کد واقعی خود انجام داده‌اید.

در مورد ZCash، در حالی که تراکنش‌ها به طور پیش‌فرض شفاف هستند، کاربران می‌توانند برای ایجاد تراکنش‌های خصوصی از این «مدارک دانش صفر» استفاده کنند. وقتی کاربر می خواهد تراکنش ارسال کند، یک پیام تراکنش ایجاد می کند که شامل آدرس عمومی فرستنده، آدرس عمومی گیرنده و مبلغ تراکنش است و سپس آن را به اثبات zk-SNARK تبدیل می کند که تنها چیزی است که ارسال می شود. به شبکه این اثبات zk-SNARK حاوی تمام اطلاعات لازم برای اثبات صحت تراکنش است، اما هیچ یک از جزئیات خود تراکنش را فاش نمی کند. این بدان معناست که شبکه می‌تواند تراکنش را بدون اینکه بداند چه کسی آن را ارسال کرده، چه کسی آن را دریافت کرده یا مبلغ مربوطه را تأیید می‌کند.

علیرغم تفاوت‌های طراحی و پیاده‌سازی آن‌ها، برای Monero و ZCash، حریم خصوصی تراکنش در سطح بلاک چین تضمین می‌شود، به طوری که همه تراکنش‌ها در شبکه انجام می‌شوند.

rk به طور خودکار خصوصی بودن تضمین می شود. این ضمانت حفظ حریم خصوصی می تواند به راحتی توسط بازیگران بد برای انجام پولشویی، فعالیت های تروریستی و قاچاق مواد مخدر مورد سوء استفاده قرار گیرد، و Monero به ویژه به دلیل محبوبیت خود در دارک وب بدنام است  علاوه بر این، از آنجایی که مونرو و سایر «سکه‌های حریم خصوصی» مترادف با فعالیت‌های مالی غیرقانونی می‌شوند، کاربرانی که از این «سکه‌های حریم خصوصی» استفاده می‌کنند را از نگرانی‌های قانونی حفظ حریم خصوصی دور می‌کند و یک حلقه بازخورد منفی را تغذیه می‌کند که تنها منجر به اقتصاد سایه مضرتر می‌شود.

این بزرگترین اشکال تضمین حریم خصوصی در سطح شبکه است: این یک رویکرد "همه یا هیچ" در طراحی است، که در آن بین شفافیت یک تراکنش و حریم خصوصی این تراکنش یک مبادله با مجموع صفر وجود دارد. دقیقاً به دلیل عدم شفافیت است که «حریم خصوصی در سطح شبکه» بیشترین خشم را از سوی تنظیم‌کننده‌ها به دنبال دارد و دلیل اینکه چندین صرافی متمرکز ارزهای دیجیتال مانند Coinbase، Kraken و Huobi، Monero، ZCash و سایر سکه‌های حفظ حریم خصوصی را از فهرست حذف کرده‌اند. در چندین حوزه قضایی

حریم خصوصی سطح پروتکل

یک رویکرد متفاوت برای حفظ حریم خصوصی، تضمین "حریم خصوصی در سطح پروتکل" است، جایی که به جای اینکه تراکنش‌های خصوصی را در سطح اجماع شبکه بلاک چین کدگذاری کنیم، تراکنش‌های خصوصی را روی یک پروتکل یا برنامه‌ای که در بالای یک بلاک چین اجرا می‌شود پردازش می‌کنیم. شبکه.

از آنجایی که شبکه های بلاک چین اولیه، مانند بیت کوین، قابلیت برنامه ریزی محدودی داشتند، ایجاد «حریم خصوصی در سطح پروتکل» فوق العاده سخت بود، و جدا کردن شبکه بیت کوین و پیاده سازی حریم خصوصی از ابتدا در قالب یک بلاک چین و جدید بسیار آسان تر بود. "سکه حریم خصوصی." اما با ظهور اتریوم و ظهور «قراردادهای هوشمند»، این راه کاملاً جدید را برای پروتکل‌های حفظ حریم خصوصی باز کرد.

یکی از برجسته‌ترین نمونه‌های «حریم خصوصی سطح پروتکل» Tornado Cash است که یک برنامه غیرمتمرکز (dApp) در اتریوم است که تراکنش‌ها را با هم در یک استخر به منظور تضمین حریم خصوصی تراکنش‌ها «ترکیب» می‌کند - از لحاظ مفهومی تا حدودی شبیه به «ترکیب در مونرو» است. با جمعیت».

پروتکل Tornado Cash به طور کلی سه مرحله اصلی دارد:

سپرده: کاربران وجوه خود را به یک قرارداد هوشمند Tornado Cash ارسال می کنند. این یک تراکنش خصوصی را با یک "مجموعه ناشناس" که به طور تصادفی ایجاد شده است، آغاز می کند، که گروهی از کاربران هستند که همزمان تراکنش هایی را نیز انجام می دهند.

مخلوط کردن: Tornado Cash وجوه واریز شده را با وجوه سایر کاربران در مجموعه ناشناس مخلوط می کند و ردیابی فرستنده یا گیرنده اصلی را دشوار می کند. این فرآیند «اختلاط» یا «ناشناس» نامیده می‌شود.

برداشت: هنگامی که وجوه ترکیب شد، کاربران می توانند وجوه خود را به آدرس جدیدی که انتخاب می کنند برداشت کنند و پیوند بین آدرس اصلی و آدرس مقصد قطع شود. سپس کاربر می تواند تراکنش را با ارسال مستقیم وجوه از آدرس مقصد "جدید" به گیرنده انجام دهد. 

متأسفانه، در آگوست 2022، تورنادو کش توسط دولت ایالات متحده تحریم شد، زیرا دفتر کنترل دارایی های خارجی (OFAC) ادعا کرد که هکرهای کره شمالی از این پروتکل برای شستشوی وجوه دزدیده شده استفاده می کنند . در نتیجه این سرکوب، کاربران، شرکت‌ها و شبکه‌های ایالات متحده دیگر قادر به استفاده از Tornado Cash نیستند. Circle ناشر استیبل کوین USDC یک گام فراتر رفت و بیش از 75000 دلار وجوه متصل به آدرس های Tornado Cash را مسدود کرد و GitHub حساب های توسعه دهندگان Tornado Cash را حذف کرد 

این یک طوفان بحث‌برانگیز در حوزه رمزنگاری به راه انداخت، زیرا بسیاری استدلال می‌کردند که اکثریت قریب به اتفاق کاربران از Tornado Cash برای تراکنش‌های قانونی حفظ حریم خصوصی استفاده می‌کنند و کاربران پروتکل نباید برای اعمال بد یک اقلیت کوچک مجازات شوند. اما نکته مهم این است که از آنجایی که Tornado Cash به جای یک راه حل «حریم خصوصی در سطح شبکه» یک «حریم خصوصی در سطح پروتکل» در اتریوم است، بر خلاف مونرو، سرکوب و پیامدها فقط به این یک پروتکل در شبکه اتریوم محدود شد تا اینکه بر کل شبکه تأثیر بگذارد. و ZCash، اتریوم به دلیل این تحریم ها از لیست Coinbase حذف نشد.

یک رویکرد جایگزین برای "حریم خصوصی در سطح پروتکل" که توسط شبکه آزتک پیشگام بود، بر "تجمیع" برای محافظت از وجوه کاربر و پشتیبانی از تراکنش های خصوصی تمرکز دارد. محصول اولیه آزتک zk.money است که از یک اثبات دانش صفر بازگشتی عمیق دو لایه برای مقیاس‌بندی و حفظ حریم خصوصی استفاده می‌کند. اولین ZKP صحت تراکنش محافظت شده را ثابت می کند و اطمینان می دهد که تراکنش در واقع خصوصی بوده و هیچ نشت اطلاعاتی وجود ندارد. ZKP دوم برای خود جمع‌آوری استفاده می‌شود، تا محاسبات دسته‌ای از تراکنش‌ها را با هم جمع کند و اطمینان حاصل کند که همه آنها به درستی اجرا شده‌اند 

در حالی که راه‌حل‌های «حریم خصوصی سطح پروتکل» مبتنی بر جمع‌آوری هنوز در مراحل اولیه خود هستند، آنها تکامل بعدی راه‌حل‌های «حریم خصوصی سطح پروتکل» را نشان می‌دهند. یکی از مزیت های کلیدی راه حل های جمع آوری نسبت به حریم خصوصی سطح پروتکل مبتنی بر dApp

راه‌حل‌هایی مانند Tornado Cash، مانند مقیاس‌پذیری افزایش‌یافته آن‌ها، زیرا محاسبات سنگین تا حد زیادی خارج از زنجیره اتفاق می‌افتد. علاوه بر این، از آنجا که بسیاری از تحقیقات جمع‌آوری صرفاً بر افزایش محاسبات متمرکز شده‌اند، هنوز فضای کافی برای کاوش در کاربرد و گسترش این فناوری‌ها در حوزه حریم خصوصی وجود دارد.

حریم خصوصی سطح کاربر

سومین رویکرد (و جدیدترین) برای مفهوم سازی حریم خصوصی در Web3 از طریق کاوش در "حریم خصوصی سطح کاربر" است، که در آن تضمین های حریم خصوصی برای داده های یک کاربر به جای تمرکز بر داده های تراکنش کاربر ایجاد می شود. در هر دو سطح «شبکه» و «پروتکل»، شاهد مشکل تکرارشونده اقلیتی از بازیگران بد (مانند تراکنش‌های دارک وب و طرح‌های پولشویی) هستیم که بر استفاده از شبکه و پروتکل برای اکثریت بی‌گناهی که صرفاً نگران هستند، تأثیر می‌گذارند. برای حفظ حریم خصوصی داده های شخصی آنها

نکته مهم «حریم خصوصی سطح کاربر» این است که از طریق تمرکز بر روی کاربران تکی خود شبکه، یک شکل «هدفمند» از فیلتر را انجام می‌دهیم که در آن کاربران و آدرس‌های خوش‌خیم می‌توانند به صورت خصوصی با شبکه بلاک چین تعامل داشته باشند، در حالی که کاربران بد می‌توانند این فیلتر را داشته باشند. به سرعت فیلتر شد همانطور که می توانید تصور کنید، این یک کار هرکولی است، که در یک خط ظریف بین شفافیت و حریم خصوصی قدم می گذارد. این دیدگاه کاربر محور از حریم خصوصی همچنین یک بحث (و صنعت) کامل را در مورد نقش و آینده هویت غیرمتمرکز (dID) مجاور و برگرفته از مسئله حریم خصوصی Web3 ایجاد می کند . برای اختصار، من در مورد این سوال از KYC و احراز هویت در Web3 بحث نمی کنم.

بینش اصلی "حریم خصوصی سطح کاربر" جداسازی و بازتصویر رابطه بین خود کاربر و آدرس‌های کیف پول آنها در زنجیره است، زیرا آدرس‌های کیف پول شناسه‌های اتمی در شبکه بلاک چین هستند. نکته مهم این است که نقشه‌برداری یک به چند از کاربران به زنجیره‌ها وجود دارد: کاربران اغلب بیش از یک آدرس کیف پول را در هر شبکه بلاک چینی که با آن تعامل دارند کنترل می‌کنند. این ایده «تجزیه هویت روی زنجیره» است. بنابراین، محور "حریم خصوصی در سطح کاربر" یافتن راهی امن برای نگاشت اطلاعات شناسایی شخصی کاربران (PII) به همه این هویت های تکه تکه شده در زنجیره است.

یک پروژه کلیدی در این زمینه، Notebook Labs است که به دنبال استفاده از Zero Knowledge Proofs برای پیوند دادن هویت های تکه تکه شده با PII کاربر  است، در حالی که تضمین های زیر را ارائه می دهد:

کاربران می توانند انسانیت خود را با هر هویت تکه تکه شده در زنجیره اثبات کنند

پیوند دادن این هویت ها به یکدیگر غیرممکن است (مگر اینکه کلید مخفی کاربر فاش شود)

برای هیچ شخص ثالث یا حریفی غیرممکن است که هویت تکه تکه شده در زنجیره را به هویت واقعی کاربر مرتبط کند.

اعتبارنامه ها را می توان در بین هویت ها جمع کرد

هر انسانی یک مجموعه واحد از هویت های تکه تکه شده روی زنجیره را دریافت می کند 

در حالی که مشخصات رمزنگاری پروتکل فراتر از محدوده این مقاله است، آزمایشگاه نوت بوک دو اصل اصلی "حریم خصوصی سطح کاربر" را نشان می دهد - اهمیت پرداختن به تجسم مجدد رابطه بین انبوهی از هویت های تکه تکه شده در زنجیره با کاربران انسانی در دنیای واقعی. و همچنین نقش مهمی که Zero Knowledge Proofs در تجمیع و پیوند همه این هویت ها با هم دارند 

یکی دیگر از راه حل های نوظهور برای مسئله «حریم خصوصی سطح کاربر» ایده «کیف پول های مخفی» است. مجدداً، ایده «کیف‌پول‌های مخفی» با استفاده از این واقعیت که یک کاربر معمولاً بیش از یک هویت روی زنجیره دارد، از تکه تکه شدن هویت‌های زنجیره‌ای استفاده می‌کند. برخلاف Tornado Cash و دیگر راه‌حل‌های «حریم خصوصی سطح پروتکل»، که به دنبال پنهان کردن داده‌های تراکنش هستند، آدرس‌های مخفی به دنبال پنهان کردن افراد واقعی در پشت آدرس‌های فرستنده و گیرنده هستند. این امر اساساً از طریق یافتن الگوریتمی برای تولید سریع و خودکار "کیف پول های یکبار مصرف" برای تراکنش کاربر پیاده سازی می شود 

یک تفاوت مفهومی مهم بین "کیف پول های مخفی" و راه حل های حفظ حریم خصوصی که قبلاً مورد بحث قرار گرفت مانند Monero و Tornado Cash این است که این نوعی "حریم خصوصی در میان جمعیت" نیست. این بدان معناست که برخلاف Tornado Cash، که فقط می‌تواند تضمین‌های حفظ حریم خصوصی را برای انتقال توکن‌های اصلی مانند ETH ایجاد کند، کیف‌پول‌های مخفیانه همچنین می‌توانند ضمانت‌های امنیتی برای توکن‌های خاص و NFT، یا دارایی‌های زنجیره‌ای منحصربه‌فرد ارائه کنند که «جمعیت» برای ترکیب کردن در [. 17]. با این وجود، تاکنون بحث "کیف پول های مخفیانه" در اتریوم در مرحله تئوری باقی مانده است و اثربخشی پیاده سازی و عواقب قانونی این راه حل تکنولوژیکی جدید هنوز دیده نشده است.

آینده برای حفظ حریم خصوصی در Web3

همانطور که می بینیم، حریم خصوصی در Web3 پیچیده است. رویکردهای مختلف به مشکل - در سطح شبکه، در سطح پروتکل و در سطح کاربر - راه‌حل‌های مختلفی را برای آن پیشنهاد می‌کنند و مبادلات مختلف بین شفافیت و حریم خصوصی را بررسی می‌کنند. با این حال، هر بحثی درباره حریم خصوصی بدون در نظر گرفتن روی دیگر سکه: شفافیت و پاسخگویی ناقص است.

خوب یا بد، تنظیم کننده ها هستند

درست است که می گوییم باید مسئولیت پذیری بیشتری در تراکنش های ارزهای دیجیتال وجود داشته باشد. بازیگران بدی که در پولشویی، فعالیت های تروریستی و کلاهبرداری مالی شرکت می کنند، صرف نظر از اینکه از فیات یا رمزارز برای تکمیل تراکنش های خود استفاده می کنند، باید پاسخگو باشند. اما امیدواریم که در Web3 این مسئولیت‌پذیری بدون توسل دولت‌ها به قطع شبکه‌های حریم خصوصی و مجبور کردن مردم به استفاده از این بلاک‌چین‌ها «از لحاظ رمزگذاری برهنه» محقق شود. حریم خصوصی باید به عنوان یک حق اساسی و معیاری برای حیثیت دیجیتال تلقی شود.

برای مدت طولانی، حریم خصوصی و پاسخگویی به عنوان یک بازی حاصل جمع صفر در نظر گرفته می شد، که در آن شما می توانید داده های خود را مخفی کنید و حریم خصوصی داشته باشید، یا داده های خود را نشان دهید و شفافیت داشته باشید. نوآوری Web3 در راه‌حل‌های فن‌آوری ظریف، به‌ویژه Zero Knowledge Proofs، برای غلبه بر این معضل حاصل جمع صفر، ناشی می‌شود. اما بار جامعه Web3 است، نه سازمان‌های نظارتی، که نشان دهد این فناوری‌ها واقعاً می‌توانند در تضمین حریم خصوصی و مسئولیت‌پذیری کار کنند.

در اغلب موارد، Zero Knowledge Proofs به عنوان آخرین راه حل برای هر مشکل حفظ حریم خصوصی تبلیغ می شود. اما علیرغم همه جادوی ریاضی آنها، ZKP ها از این که نوشدارویی برای تمام نگرانی های حریم خصوصی Web3 باشند فاصله زیادی دارند و دارای چندین اشکال اساسی هستند. اولاً، ZKP ها اغلب مدارهای بسیار تخصصی هستند که برای اثبات یک قطعه اطلاعات خاص که به روشی خاص ساختار یافته است، استفاده می شوند. به طور کلی، آنها از عدم مقیاس پذیری و سازگاری رنج می برند. ثانیاً، ایجاد، اجرا و نگهداری آن‌ها بسیار گران هستند، و نیاز به مرتبه‌های بزرگی قدرت محاسباتی بیشتری نسبت به برنامه‌های غیر ZKP دارند.

بنابراین، هنگامی که به ZKP ها در حوزه حریم خصوصی فکر می کنید، سوال مهم همیشه این خواهد بود که "چه چیزی را می خواهید ثابت کنید، و "چرا"؟ از این گذشته، ناهار رایگان وجود ندارد و طراحی ZKP همیشه هزینه دارد. اعلام اینکه ZKP ها همه چیز را در حریم خصوصی حل می کنند، همانقدر غیرمسئولانه است که تنظیم کننده ها همه پروتکل های حفظ حریم خصوصی را ببندند.

اساسا حریم خصوصی در Web3 فقط یک سوال مهندسی نیست. این یک اصل اولیه است. از زمان انتشار وایت پیپر بیت کوین و پذیرش تجاری بلاک چین، یکی از اصول اساسی Web3 تاکید آن بر عدم اعتماد است – جایی که نیازی نیست به اطلاعاتی که به طور بالقوه می تواند آن اعتماد را علیه شما تبدیل کند، به اطلاعات اعتماد کنید. یک شبکه تنها زمانی می تواند واقعاً غیرقابل اعتماد باشد که حریم خصوصی کاربرانش از طریق روشی غیرمتمرکز، شفاف و بی طرفانه تضمین شود.

بنابراین حریم خصوصی در Web3 چگونه باید باشد؟ این مبرم ترین سوالی است که باید تصمیم بگیریم.

منابع

[1] https://bitcoin.org/en/protect-your-privacy

[2] https://decrypt.co/resources/monero

[3] https://blog.pantherprotocol.io/ring-signatures-vs-zksnarks-comparing-privacy-technologies/

[4] https://z.cash/technology/zksnarks/

[5]  Gradescope  https://medium.com/web3-insights/zk-sync- v2-0-and-the-future-of-zk-rollups-2d9617d5193b

[6] https://dailycoin.com/monero-xmr-darknet-darling/

[7] https://www.techtarget.com/searchsecurity/news/252512394/Monero-and-the-complicated-world-of-privacy-coins

[8] https://messari.vercel.app/article/on-chain-privacy

[9] https://www.coincenter.org/education/advanced-topics/how-does-tornado-cash-work/

[10] https://home.treasury.gov/news/press-releases/jy0916

Web3 Middleware: چرا Middleware برای Web3 بسیار مهم است؟

میان افزار Web3 ابزاری قدرتمند برای توسعه دهندگانی است که می خواهند اپلیکیشن های مبتنی بر بلاک چین ایجاد کنند. پیچیدگی‌های پروتکل‌های اساسی را از بین می‌برد و ایجاد برنامه‌های کاربردی غنی از ویژگی را آسان‌تر می‌کند.

در این مقاله، میان افزار چیست، اهمیت آن، نحوه کارکرد و انواع مختلف آن بحث خواهیم کرد. ما همچنین اجزای میان‌افزار Web3 و اینکه چگونه آن‌ها کار را برای توسعه‌دهندگان آسان‌تر می‌کنند را بررسی خواهیم کرد. در پایان، درک بهتری از اینکه چرا میان افزار برای Web3 و انواع موجود بسیار مهم است، خواهید داشت.

Middleware در Web3 چیست؟

میان‌افزار در Web3 لایه‌ای از نرم‌افزار بین یک برنامه کاربردی و پروتکل بلاک چین است که به این دو اجازه می‌دهد تا با هم تعامل داشته باشند و منابع را به اشتراک بگذارند. میان‌افزار فقط مختص Web3 نیست، Web2 نیز توسط پروتکل‌های میان‌افزار پشتیبانی می‌شود.

میان‌افزار Web2 نوعی نرم‌افزار است که به برنامه‌ها و سیستم‌هایی که در وب در حال اجرا هستند خدمات ارائه می‌دهد. معمولاً برای خدماتی مانند احراز هویت، مجوز، ذخیره سازی داده ها، پیام رسانی و یکپارچه سازی برنامه ها استفاده می شود. نمونه ای از میان افزار web2 HTTP است. HTTP یک پروتکل میان افزاری است که انتقال داده ها را بین مرورگر وب و وب سایت تسهیل می کند.

میان‌افزار Web3 نوعی نرم‌افزار است که برنامه‌ها را قادر می‌سازد با برنامه‌های غیرمتمرکز (dApps) در حال اجرا بر روی بلاک چین تعامل داشته باشند. معمولاً برای خدماتی مانند ذخیره سازی غیرمتمرکز، قراردادهای هوشمند و توسعه برنامه غیرمتمرکز استفاده می شود.

میان افزار Web3 برای تسهیل ارتباط بین اجزای یک بلاک چین و ایجاد یک رابط امن بین کاربران و بلاک چین طراحی شده است.

هر دو میان‌افزار Web2 و Web3 برای تسهیل ارتباط بین اجزا طراحی شده‌اند، با این حال، تفاوت اصلی بین این دو این است که میان‌افزار Web2 برای برنامه‌های در حال اجرا بر روی وب طراحی شده است، در حالی که میان‌افزار Web3 برای برنامه‌های در حال اجرا بر روی بلاک چین طراحی شده است.

علاوه بر این، میان افزار Web3 یک رابط امن بین کاربران و بلاک چین فراهم می کند که توسط میان افزار Web2 ارائه نمی شود.

Web3 Middleware چگونه کار می کند؟

میان افزار Web3 ابزاری است که پلی بین قسمت جلویی و پشتی یک برنامه غیرمتمرکز (dApp) ایجاد می کند. این برنامه توسعه دهندگان فرانت اند را قادر می سازد تا به زبان دلخواه خود، مانند جاوا اسکریپت یا تایپ اسکریپت، کد بنویسند، در حالی که همچنان می توانند با بلاک چین اتریوم تعامل داشته باشند.

میان‌افزار Web3 بین لایه برنامه و لایه بلاک چین قرار می‌گیرد و به برنامه‌ها اجازه می‌دهد تا بدون نیاز به دسترسی مستقیم به زیرساخت اصلی با یک بلاک چین تعامل داشته باشند.

میان‌افزار Web3 لایه‌ای از انتزاع را فراهم می‌کند که به توسعه‌دهندگان این امکان را می‌دهد تا به جای گرفتار شدن در جزئیات پروتکل بلاک چین که بر اساس آن ساخته می‌شوند، روی رابط کاربری و تجربه کاربری dApp تمرکز کنند.

میان‌افزار تمام ارتباطات لازم بین بخش جلویی و بلاک چین، مانند پخش‌ها، درخواست‌های داده و پاسخ‌ها را مدیریت می‌کند.

میان‌افزار Web3 برنامه‌ها را قادر می‌سازد به داده‌های زنجیره‌های بلوکی مختلف دسترسی داشته باشند و با قراردادهای هوشمند تعامل داشته باشند و ساخت برنامه‌های غیرمتمرکز را آسان‌تر کند.

میان‌افزار مجموعه‌ای از APIها را ارائه می‌کند که به توسعه‌دهندگان اجازه می‌دهد تا با بلاک چین ارتباط برقرار کنند و پلی بین ماشین مجازی اتریوم (EVM) و سایر زبان‌های برنامه‌نویسی ایجاد کنند.

همچنین مجموعه ای از ابزارها را برای نظارت و رفع اشکال تراکنش ها و همچنین کتابخانه ای از ابزارها و نمونه های توسعه ارائه می کند. میان‌افزار Web3 با ارائه یک رابط برای بلاک چین اتریوم، ایجاد، استقرار و تعامل با قراردادهای هوشمند و dApps را برای توسعه‌دهندگان آسان‌تر می‌کند.

چرا از میان افزار استفاده کنیم؟

میان افزار Web3 ابزاری قدرتمند برای توسعه دهندگان برای ساخت برنامه های غیرمتمرکز است. DAppها قراردادهای هوشمندی هستند که بر روی یک دفتر کل توزیع شده مانند اتریوم مستقر شده اند و نحوه تعامل ما با فناوری را متحول می کنند. میان افزار Web3 ارتباط بین برنامه غیرمتمرکز و بلاک چین را تسهیل می کند.

میان افزار Web3 تعامل با شبکه بلاک چین را آسان تر می کند. بدون آن، توسعه دهندگان باید به صورت دستی کد بنویسند تا با بلاک چین تعامل داشته باشند. میان‌افزار Web3 پیچیدگی پروتکل بلاک‌چین زیرین را انتزاعی می‌کند و یک API یکپارچه برای توسعه‌دهندگان فراهم می‌کند تا dApp خود را بسازند. این امر ساخت سریع برنامه‌ها را بدون نیاز به درک پروتکل بلاک چین برای توسعه‌دهندگان آسان‌تر می‌کند.

یکی دیگر از مزایای استفاده از میان افزار web3 این است که به توسعه دهندگان اجازه می دهد dApp های امن تری ایجاد کنند. از آنجایی که میان‌افزار web3 پروتکل بلاک‌چین زیرین را انتزاع می‌کند، توسعه‌دهندگان در معرض هیچ آسیب‌پذیری امنیتی که ممکن است در پروتکل وجود داشته باشد، نیستند. با استفاده از میان‌افزار web3، توسعه‌دهندگان می‌توانند از ایمن بودن dApp‌هایشان و محافظت از داده‌های کاربر اطمینان حاصل کنند.

مزیت نهایی میان‌افزار web3 این است که به توسعه‌دهندگان اجازه می‌دهد تا به سرعت dApp‌های خود را مستقر کنند. میان‌افزار Web3 به توسعه‌دهندگان این امکان را می‌دهد تا dApp‌های خود را سریع و آسان اجرا کنند. این اجازه می دهد تا توسعه کاربران روی ساخت برنامه های خود تمرکز کنند و نگران روند استقرار نباشند.

در نتیجه، میان‌افزار web3 ابزاری قدرتمند برای توسعه‌دهندگان است تا برنامه‌های غیرمتمرکز را سریع و ایمن بسازند. با انتزاع کردن پروتکل بلاک چین و ارائه یک API یکپارچه برای توسعه دهندگان برای تعامل با بلاک چین، فرآیند توسعه را ساده می کند. با استفاده از میان‌افزار web3، توسعه‌دهندگان می‌توانند از ایمن بودن dApp‌هایشان و استقرار سریع و آسان آن‌ها اطمینان حاصل کنند.

انواع میان افزار Web3

میان افزار Web3 ابزاری است که به توسعه دهندگان اجازه می دهد تا به راحتی با بلاک چین اتریوم تعامل داشته باشند. آنها عبارتند از:

ارائه دهنده Web3: ارائه دهندگان Web3 مسئول دسترسی به شبکه اتریوم هستند. آنها به کاربران اجازه می دهند با بلاک چین اتریوم تعامل داشته باشند و به داده های ذخیره شده در آن دسترسی داشته باشند. آنها همچنین می توانند برای امضا، ذخیره و استقرار تراکنش ها در بلاک چین استفاده شوند.

کیف پول Web3: این نرم افزاری است که به کاربران امکان ذخیره، ارسال و دریافت اتر و سایر ارزهای دیجیتال را می دهد. همچنین توسعه دهندگان را قادر می سازد تا با قراردادهای هوشمند تعامل داشته باشند.

کتابخانه Web3: این یک کتابخانه نرم افزاری است که ابزارها و عملکردهایی را در اختیار توسعه دهندگان قرار می دهد که برای ساخت برنامه هایی که با بلاک چین اتریوم در تعامل هستند، نیاز دارند.

Web3 Monitor: این ابزاری است که توسعه دهندگان را قادر می سازد تا بر سلامت گره های اتریوم خود نظارت کنند. می تواند مشکلات بالقوه را شناسایی کند و توسعه دهندگان را از مشکلات احتمالی آگاه کند.

Web3 Explorer: این ابزاری است که به توسعه دهندگان اجازه می دهد تا بلاک چین اتریوم را کاوش کرده و تراکنش ها، بلاک ها و حساب ها را مشاهده کنند.

در پایان، میان‌افزار Web3 یک ابزار ضروری برای توسعه‌دهندگانی است که می‌خواهند برنامه‌های مبتنی بر بلاک چین ایجاد کنند. این یک لایه انتزاعی را فراهم می کند و به توسعه دهندگان اجازه می دهد تا با بلاک چین اتریوم تعامل داشته باشند، به داده های چندین بلاک چین دسترسی داشته باشند و برنامه های غیرمتمرکز ایمن و قابل اعتماد ایجاد کنند. همچنین روشی امن و قابل اعتماد برای دسترسی به داده های بلاک چین و انجام تراکنش ها را فراهم می کند و اطمینان می دهد که داده ها و تراکنش ها امن و تغییرناپذیر باقی می مانند.

چگونه یک موتور القایی سه فاز را در یک منبع تغذیه تک فاز راه اندازی کنیم؟

روش |:
با توجه به نوع منبع تغذیه AC، موتورهای القایی به دو نوع تقسیم می شوند. موتور القایی سه فاز و موتور القایی تک فاز. در بیشتر کاربردهای صنعتی و کشاورزی، موتور القایی سه فاز در مقایسه با موتور القایی تک فاز کاربرد زیادی دارد.

به دلیل کمبود برق، برق سه فاز به طور مداوم در کاربردهای کشاورزی در دسترس نیست. در این حالت، یک فاز از سوئیچ عامل باند (GOS) جدا می شود. بنابراین، بیشتر اوقات، دو فاز از سه فاز موجود است. اما با هر ترتیب خاصی نمی توان موتور سه فاز را روی منبع تغذیه تک فاز کار کرد.

همانطور که می دانیم موتور القایی سه فاز یک موتور خود استارت است. همانطور که سیم پیچ استاتور موتور القایی سه فاز یک میدان مغناطیسی دوار ایجاد می کند. این یک تغییر فاز 120 درجه ایجاد می کند. اما در مورد موتورهای القایی تک فاز، میدان مغناطیسی ضربانی القا می شود. از این رو، یک موتور القایی تک فاز یک موتور خود راه انداز نیست. برای اهداف شروع به مقداری کمک اضافی نیاز دارد.

در اینجا نیز به ترتیبی دیگر نیاز داریم تا بتوانیم موتور القایی سه فاز را روی یک منبع تغذیه تک فاز کار کنیم. سه روش وجود دارد؛

استفاده از خازن استاتیک (روش تغییر فاز)
استفاده از VFD (درایو فرکانس متغیر)
استفاده از مبدل روتاری
در این مقاله به طور مختصر در مورد هر روش صحبت خواهیم کرد.

استفاده از خازن استاتیک
هنگامی که برق سه فاز AC را به استاتور موتور القایی سه فاز می دهیم، یک میدان مغناطیسی دوار متغییر با زمان متغییر 120 درجه از هم تولید می شود. اما در مورد موتور القایی تک فاز، میدان مغناطیسی ضربانی القا می شود. و در این حالت گشتاور اولیه (گشتاور راه اندازی) تولید نمی شود. در موتورهای القایی تک فاز، از یک سیم پیچ اضافی برای ایجاد تغییر فاز استفاده می شود. به جای سیم پیچ راه اندازی، از خازن یا سلف نیز برای ایجاد جابجایی فاز استفاده می شود.

مشابه این اصل، می‌توان از سیم‌پیچ سه فاز موتور القایی سه فاز استفاده کرد و سیم‌پیچ را با استفاده از خازن یا سلف جابجا کرد. هنگامی که موتور القایی سه فاز با منبع تغذیه تک فاز راه اندازی شد، به طور مداوم با ظرفیت کاهش یافته کار می کند. خروجی خالص یا راندمان موتور 2/3 از ظرفیت نامی آن کاهش می یابد.

این روش به روش مبدل فاز ایستا یا روش تغییر فاز یا روش سیم پیچی نیز معروف است.
در برخی ترتیبات، از دو خازن استفاده می شود. یکی برای شروع و دومی برای دویدن. ظرفیت خازن استارت 4 تا 5 برابر بیشتر از خازن در حال کار است. نمودار مدار این آرایش در شکل زیر نشان داده شده است.


راه اندازی یک منبع تغذیه 1 فاز موتور 3-Φ با استفاده از خازن برای تغییر فاز

خازن شروع فقط برای اهداف شروع استفاده می شود. پس از راه اندازی از مدار جدا می شود. خازن در حال کار همیشه در مدار باقی می ماند. در اینجا همانطور که در شکل نشان داده شده است، موتور به صورت ستاره متصل می شود. و هر دو خازن در بین دو فاز سیم پیچ متصل می شوند.

منبع تغذیه تک فاز دارای دو ترمینال می باشد. یک ترمینال به ترکیب سری سیم پیچ و ترمینال دوم با یک ترمینال باقی مانده از سیم پیچ سه فاز متصل می شود. گاهی اوقات فقط از یک خازن استفاده می شود. این نوع چیدمان در شکل زیر نشان داده شده است.

روش مبدل فاز استاتیک یا روش تغییر فاز یا روش سیم پیچی برای راه اندازی موتور سه فاز در منبع تغذیه تک فاز


در بیشتر موارد، موتورهای القایی کوچک در اتصال ستاره به هم متصل می شوند. در اینجا، ما یک موتور القایی سه فاز متصل به ستاره گرفته ایم. برای افزایش سطح ولتاژ از یک اتوترانسفورماتور استفاده می شود. زیرا سطح ولتاژ تغذیه سه فاز 400-440 ولت و سطح ولتاژ تغذیه تکفاز 200-230 ولت برای 50 هرتز تغذیه می باشد.

ما می توانیم بدون استفاده از ترانسفورماتور از این مدار استفاده کنیم. در این حالت، سطح ولتاژ در توان تک فاز (200-230 ولت) باقی می ماند. در این شرایط نیز موتور کار خواهد کرد. اما از آنجایی که ولتاژ کم است، گشتاور تولید شده توسط موتور کم است. این مشکل را می توان با اتصال یک خازن راه اندازی اضافی حل کرد (شکل-1). این خازن به عنوان خازن راه اندازی یا خازن قفل فاز شناخته می شود.

در صورت نیاز به تغییر جهت موتور، نمودار اتصال را مطابق شکل زیر تغییر دهید.

جهت موتور سه فاز را با استفاده از برق 1 فاز معکوس کنید

محدودیت ها:

محدودیت های روش خازن استاتیک در زیر ذکر شده است.

توان خروجی موتور القایی سه فاز به میزان 2/3 توان بار کامل کاهش می یابد.
این روش می تواند برای یک هدف موقت استفاده شود. برای برنامه های در حال اجرا مداوم مناسب نیست.
در این روش اثر بارگذاری به صورت پیوسته در دو فاز می باشد. این باعث کاهش طول عمر موتور می شود.
وقتی از هر 3 فاز 1 فاز از بین برود چه اتفاقی برای موتور 3 فاز می افتد؟
وقتی 2 فاز از 3 فاز از بین برود چه اتفاقی برای موتور 3 فاز می افتد؟
با استفاده از VFD
VFD به معنای درایو فرکانس متغیر است. وسیله ای است که برای کنترل موتور (قابل تنظیم سرعت در هنگام کار) استفاده می شود. VFD جریان ورودی موتور را بر اساس تقاضا (بار) تنظیم می کند. این دستگاه به موتور اجازه می دهد تا در شرایط بارهای مختلف به طور موثر کار کند.

از این رو، توان موجود (تک فاز) به VFD داده می شود و خروجی (قدرت سه فاز) VFD به عنوان ورودی یک موتور سه فاز استفاده می شود. همچنین جریان راش در هنگام راه اندازی موتور را از بین می برد. همچنین راه اندازی نرم موتور را از حالت سکون تا وضعیت سرعت کامل فراهم می کند. انواع و درجه بندی های مختلفی از VFD برای کاربردها و موتورهای مختلف موجود است. شما فقط باید VFD مناسب را برای برنامه های خود انتخاب کنید.

هزینه VFD بیشتر از یک خازن استاتیک است. اما عملکرد بهتری به موتور می دهد. هزینه VFD کمتر از مبدل فاز چرخشی است. بنابراین در بیشتر کاربردها به جای مبدل های فاز دوار از VFD استفاده می شود.

راه اندازی موتورهای 3 فاز با برق 1 فاز با استفاده از VFD

مزایای VFD:

مزایای استفاده از VFD برای راه اندازی موتور القایی سه فاز بر روی منبع تغذیه تک فاز.

با تنظیم پارامتر VFD، می توانیم به یک شروع نرم موتور دست پیدا کنیم.
کار با بهترین عملکرد با کارایی بیشتر آسان است.
دارای عملکرد خود تشخیصی است که برای محافظت از موتور در برابر ولتاژ، اضافه بار، گرمای بیش از حد و غیره استفاده می شود.
برای دستیابی به کنترل خودکار موتور برنامه ریزی شده است.
استفاده از مبدل فاز روتاری

روش دیگری که استفاده می شود، راه اندازی یک موتور القایی سه فاز بر روی یک منبع تغذیه تک فاز با استفاده از مبدل فاز دوار (RPC) است. این فرآیند بسیار گران است. بهترین عملکرد را در مقایسه با سایر روش ها ارائه می دهد. زیرا مبدل فاز دوار یک سیگنال سه فاز کامل در خروجی تولید می کند. همچنین، به طور گسترده استفاده نمی شود زیرا هزینه مبدل چرخشی بسیار بالا است.

نمودار اتصال مبدل فاز دوار در شکل زیر نشان داده شده است.