Nova: нова система zk-SNARKs

Nova є новою системою zk-SNARKs, розробленою компанією Microsoft, яка використовує технологію (Relaxed R1CS) для підвищення ефективності та гнучкості доказів.

Переваги Nova

Основною перевагою Nova є використання розслабленої технології R1CS. Традиційні системи R1CS потребують великої кількості випадковості під час процесу доказу, що ускладнює і робить тривалими процеси генерації та верифікації доказів. Nova, використовуючи розслаблений R1CS, дозволяє використовувати менше випадковості в доказах, що значно підвищує ефективність доказів.

Nova також підтримує інкрементальні обчислення, що дозволяє поступово обчислювати складні функції, не виконуючи обчислення всієї функції одразу. Це дуже корисно при обробці великих обсягів даних або виконанні складних обчислень. Крім того, Nova також підтримує поліноміальні обчислення, що дозволяє обробляти більш складні завдання доказу.

Недоліки Nova

Докази Nova можуть бути не такими потужними, як традиційні системи R1CS, оскільки послаблені R1CS, використовуючи менше випадковості, можуть знижувати безпеку доказів. Проте, розробники Nova вжили заходів для вирішення цієї проблеми, таких як використання більш потужних криптографічних алгоритмів та більш складних стратегій доказів.

Реалізація Nova відносно складна, що може збільшити труднощі в її використанні та обслуговуванні. Вона використовує багато передових криптографічних технологій, таких як поліноміальні обчислення, групові операції та випадкові оракули, і для ефективного використання та модифікації Nova потрібно глибоке розуміння цих технологій.

Важлива позиція Nova в області zk-SNARKs

Nova відкриває нові шляхи для розвитку zk-SNARKs. Використана технологія розслабленого R1CS робить процес генерації та верифікації доказів більш ефективним, що має вирішальне значення для масштабних застосувань zk-SNARKs. Nova також підтримує інкрементні обчислення та поліноміальні обчислення, що ще більше розширює сферу застосування zk-SNARKs.

Аналіз коду Nova

Основний код Nova в основному містить такі кілька частин:

• bellperson/: містить код, пов'язаний з алгоритмом Беллмана-Форда
• gadgets/: Інструменти для побудови zk-SNARKs доказів
• provider/: Містить деякі код постачальників, такі як реалізація хеш-функції Keccak
• spartan/: містить код, пов'язаний з протоколом Spartan
• traits/: містить деякі Rust traits, визначаючи загальну поведінку

Основні документи та функції:

• bellperson/mod.rs: використовується для генерації R1CS, визначає функції, пов'язані з R1CS
• bellperson/r1cs.rs: визначення трейтов NovaWitness та NovaShape
• bellperson/shape_cs.rs: визначає структуру ShapeCS, що використовується для створення R1CS форм
• bellperson/solver.rs: визначає структуру SatisfyingAssignment, що використовується для створення R1CS екземплярів та свідків
• circuit.rs: визначає покращене коло в протоколі Nova
• constants.rs: Визначення деяких констант
• errors.rs: Визначення типів помилок, які може повертати бібліотека Nova
• gadgets/mod.rs: Реалізація різних необхідних гаджетів
• nifs.rs: реалізація неінтерактивної схеми згортання
• r1cs.rs: Визначення типів і методів, пов'язаних з R1CS
• spartan/mod.rs: Реалізація RelaxedR1CSSNARK з використанням Spartan
• traits/: Визначте деякі важливі traits, такі як StepCircuit, CommitmentTrait тощо

В цілому, вихідний код Nova реалізує ефективну систему zk-SNARKs, підвищуючи ефективність доказів за допомогою технологій, таких як розслаблення R1CS та інкрементальні обчислення, що відкриває нові можливості для застосування zk-SNARKs.