PLO:ZKSwap团队解读零知识证明:REDSHIFT - 不需要可信设置的PLONK

写在前面

伴随着区块链的技术发展,零知识证明(ZKP,ZeroKnowledger

Proof)技术先后在隐私和Layer2扩容领域得到越来越多的应用,技术也在持续的迭代更新。从需要不同的TrustSetup的

ZKP,到需要一次TrustSetup同时支持更新的ZKP,再到不需要TrustSetup的

ZKP,ZKP算法逐渐走向去中心化,从依赖经典NP问题,到不依赖任何数学难题,ZKP算法逐渐走向抗量子化。

我们当然希望,一个不需要TrustSetup同时也不依赖任何数学难题、具有抗量子性的ZKP算法也具有较好的效率和较低的复杂度,它就是REDSHIFT。

REDSHIFT

《REDSHIFT:TransparentSNARKsfromListPolynomial

衍生品DEX项目RabbitX将向早期交易用户发放空投,快照将于6月30日结束:6月2日消息,去中心化永续合约交易平台?RabbitX 宣布将向早期交易者提供第二轮空投奖励,快照将于 6 月 30 日结束。据悉,RabbitX 是 Starknet 去中心化永续合约和衍生品交易所,允许用户在多个不同市场交易永续合约,即时确认且零手续费。[2023/6/2 11:53:50]

CommitmentIOPs》,从名字可以可出,它是基于List多项式承诺且具有透明性的SNARK算法。算法本身和PLONK

有大部分的相似之处,唯一不同的是多项式承诺的原语不同。下面先简单的通过一张表格来展示REDSHIFT和PLONK

算法的异同之处,具体如下:

因此,只要对PLONK算法有深入了解的读者,相信再理解REDSHIFT算法,将是一件相对简单的事。ZKSwap团队在此之前已经对PLONK算法进行了深入的剖析,我们在文章《零知识证明算法之PLONK---电路》详细的分析了

PolySwarm推出代币奖励来收集恶意软件数据:金色财经报道,网络安全数据公司PolySwarm今天开始直播其众包报告系统。用户可以下载NectarNet浏览器插件,它将收集他们在数字荒野中遇到的恶意软件的URL和域数据。大约400名现有用户已经在仅受邀请的基础上安装了该应用程序。PolySwarm表示,这些用户每天可以赚取大约2美元的NCT奖励。这是一个类似于Brave Browser如何使用他们的基本注意令牌奖励用户观看广告的系统。(the block)[2022/8/18 12:34:42]

PLONK算法里,关于电路部分的详细设计,包括表格里的《Statement->Circuit->

QAP》过程,并且还详细描述了PLONK算法里,关于“PermutationCheck”的原理及意义介绍,文章零知识证明算法之PLONK

法国央行副行长:我们需要对加密货币进行全球监管:6月30日消息,法国央行副行长表示:我们需要对加密货币进行全球监管。(金十)[2022/6/30 1:41:57]

---协议对PLONK的协议细节进行了剖析,其中多项式承诺在里面发挥了重要的作用:保持确保算法的简洁性和隐私性。

我们知道,零知识证明算法的第一步,就是算术化,即把prover

要证明的问题转化为多项式等式的形式。如若多项式等式成立,则代表着原问题关系成立,想要证明一个多项式等式关系是否成立比较简单,根据

Schwartz–Zippel定理可推知,两个最高阶为n的多项式,其交点最多为n个。

换句话说,如果在一个很大的域内随机选取一个点,如果多项式的值相等,那说明两个多项式相同。因此,verifier只要随机选取一个点,prover提供多项式在这个点的取值,然后由verifier判断多项式等式是否成立即可,这种方式保证了隐私性。

去中心化永续合约协议Phezzan Protocol上线zkSync2.0测试网:8月3日消息,去中心化永续合约协议Phezzan Protocol宣布其测试网上线zkSync2.0测试网。官方建议用户使用新钱包参与测试网活动。[2022/8/3 2:55:38]

然而,上述方式存在一定的疑问,“如何保证prover

提供的确实是多项式在某一点的值,而不是自己为了能保证验证通过而特意选取的一个值,这个值并不是由多项式计算而来?”为了解决这一问题,在经典

snark算法里,利用了KCA算法来保证,具体的原理可参见V神的zk-snarks系列。在PLONK

算法里,引入了多项式承诺的概念,具体的原理可在“零知识证明算法之PLONK---

协议”里提到。

简单来说,算法实现了就是在不暴露多项式的情况下,使得verifier相信多项式在某一点的取值的确是prover声称的值。两种算法都可以解决上述问题,但是通信复杂度上,多项式承诺要更小,因此也更简洁。

协议

下面将详细介绍REDSHIFT算法的协议部分,如前面所述,该算法与PLONK算法有很大的相似之处,因此本篇只针对不同的部分做详细介绍;相似的部分将会标注出来方便读者理解,具体如下图所示:

协议的1-6步骤在PLONK的算法设计里都有体现,这里着重分析一下后续的第7步骤。

在PLONK算法里,prover为了使verifier相信多项式等式关系的成立,由

verifier随机选取了一个点,然后prover提供各种多项式(包括setuppoly、constriant

ploy、witnesspoly)的commitment,由于使用的Katecommitment算法需要一次TrustSetup

并依赖于离散对数难题,因此作为PLONK算法里的子协议,PLONK算法自然也需要TrustSetup且依赖于离散对数难题。

在REDSHIFT协议里,多项式的commitment

是基于默克尔树的。若prover

想证明多项式在某一个或某些点的值,证明方只需要根据这些值插值出具体的多项式,然后和原始的多项式做商并且证明得到商也是个多项式即可。

当然为了保护隐私,需要对原始多项式做隐匿处理,类似于上图协议中的第一步。在实际设计中,为了方便

FRI协议的运行,往往设计原始多项式的阶d=2^n+k(其中k=log(n))。可能读者一直在疑惑前面一直提到的FRI

协议具体是怎么运行的,ZKSwap曾对FRI的具体原理进行过解读,感兴趣的可以通过ZKSwap官网阅读以下文章:

《理解零知识证明算法之Zk-stark》

《理解零知识证明算法之Zk-stark--Arithmetization》

《深入理解零知识证明算法之Zk-stark--LowDegreeTesting》

《深入理解零知识证明算法之Zk-stark--FRI协议》

来源:金色财经

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