Nova: новая система zk-SNARKs

Nova — это новая система нулевых знаний, разработанная Microsoft, которая использует технику Relaxed R1CS( для повышения эффективности и гибкости доказательства.

Преимущества Nova

Основное преимущество Nova заключается в использовании расслабленной технологии R1CS. Традиционные системы R1CS требуют использования большого количества случайностей в процессе доказательства, что делает процесс генерации и проверки доказательства сложным и времязатратным. Nova, используя расслабленный R1CS, позволяет использовать меньше случайностей в доказательствах, значительно повышая эффективность доказательства.

Nova также поддерживает инкрементальные вычисления, позволяя постепенно вычислять сложные функции, не вычисляя всю функцию сразу. Это очень полезно при обработке больших объемов данных или выполнении сложных вычислений. Кроме того, Nova поддерживает полиномиальные вычисления, что позволяет обрабатывать более сложные задачи доказательства.

Недостатки Nova

Доказательства Nova могут быть не так сильны, как традиционные системы R1CS, поскольку ослабленная R1CS использует меньше случайности, что может снизить безопасность доказательства. Однако разработчики Nova предприняли меры для решения этой проблемы, такие как использование более мощных криптографических алгоритмов и более сложных стратегий доказательства.

Реализация Nova относительно сложна, что может увеличить трудности в использовании и обслуживании. Она использует множество высокоуровневых криптографических технологий, таких как полиномиальные вычисления, операции в группах и случайные оракулы, что требует глубокого понимания этих технологий для эффективного использования и модификации Nova.

Важное положение Nova в области zk-SNARKs

Nova открывает новые пути для развития zk-SNARKs. Используемая ею технология ослабленного R1CS делает процесс генерации и верификации доказательств более эффективным, что имеет критическое значение для масштабного применения zk-SNARKs. Nova также поддерживает инкрементальные вычисления и полиномиальные вычисления, что further расширяет область применения zk-SNARKs.

Анализ исходного кода Nova

Исходный код Nova в основном включает в себя следующие части:

• bellperson/: Содержит код, связанный с алгоритмом Беллмана-Форда
• gadgets/: Инструменты для создания zk-SNARKs доказательств
• provider/: Содержит некоторый код провайдеров, например, реализация хеш-функции Keccak.
• spartan/: Содержит код, связанный с протоколом Spartan
• traits/: Содержит некоторые Rust traits, определяющие общие поведения

Основные документы и функции:

• bellperson/mod.rs: Используется для генерации R1CS, определяет функции, связанные с R1CS
• bellperson/r1cs.rs: Определение трейтов NovaWitness и NovaShape
• bellperson/shape_cs.rs: Определение структуры ShapeCS для создания R1CS формы
• bellperson/solver.rs: Определяет структуру SatisfyingAssignment, используемую для создания экземпляров R1CS и свидетелей
• circuit.rs: Определение усиленного контура в протоколе Nova
• constants.rs: Определение некоторых констант
• errors.rs: Определение типов ошибок, которые могут возвращать библиотека Nova
• gadgets/mod.rs: Реализация различных необходимых гаджетов
• nifs.rs: Реализация неинтерактивной схемы свертки
• r1cs.rs: Определение типов и методов, связанных с R1CS
• spartan/mod.rs: Реализация RelaxedR1CSSNARK с использованием Spartan
• traits/: Определите некоторые важные traits, такие как StepCircuit, CommitmentTrait и т.д.

В общем, исходный код Nova реализует эффективную систему zk-SNARKs, повышая эффективность доказательства с помощью таких технологий, как ослабленный R1CS и инкрементальные вычисления, что открывает новые возможности для применения zk-SNARKs.