Spartan:零知识的简洁非交互式知识参数zkSNARKs

“微软(Microsoft)宣布推出Spartan,这是一种高效且通用的零知识证明技术解决方案,该解决方案可以在更短的时间内更有效地实现简洁且非交互式的零知识证明(zkSNARK)。 没有可信设置的方案。”

本文介绍了Spartan,它是零知识的简洁非交互式知识参数(zkSNARKs),用于满足等级1约束满足(R-1CS)的要求。 R-1CS是一种NP完全语言,可以概括算术电路的可满足性。 Spartan具有独特的功能。 它为NP提供了第一个zkSNARK,而没有受信任的设置(即透明),这将在验证证明而无需NP语句结构的一致性时产生次线性成本。 此外,Spartan还为zkSNARK提供了佳的时间证明。

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为获得这些结果,我们引入了与求和校验协议(开创性的交互式证明协议)相结合的新技术:(

(1)计算承诺,一种原始 用于为计算描述创建简洁的承诺;此技术对于验证者在进行公共计算以预处理给定的NP语句后获得次线性成本至关重要;

(2)SPARK,密码编译器

(3)R-1CS的压缩编码是一种低次多项式,它可以将所有现有可提取的多项式承诺方案转换为稀疏的多项式多项式的有效处理。 终结果是NP的公共令牌的简洁交互式知识参数(可以视为总和检查协议的简洁变体);我们使用现有技术将其转换为zkSNARK。

通过将SPARK应用于 不同的承诺方案,我们认为 在四个zkSNARK中,验证者的费用和证明的大小取决于基本承诺方案(从O(log ^ 2n)到O(√n))(n表示NP句子的大小)。 其中三种方案不需要可靠的设置,而一种方案则需要常规设置。并且可以更新一次性的信任设置。

我们使用大约8,000行Rust语言代码,将Spartan实现为一个库。 我们使用该库在随机预测模型中构造透明的zkSNARK,在该模型中,安全性是在离散对数假设下建立的。

我们通过实验对其进行评估,并将其与新的zkSNARKs进行比较,以将R1CS实例的大小限制为大约2 ^ {20}。 在没有可信设置的解决方案中,Spartan可以提供快的证明者。

基于基线的加速约为36-152倍,生成的证明比1.2-416倍短,速度提高了3.6-1326倍。 产生少的验证时间。

与具有受信任设置的新zkSNARK相比,Spartan的证明者对任何R1CS实例的速度快2倍,对数据并行工作负载的速度快16倍。

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