ec软件下载下面是一些关键操作的示例这是评释为什么暗号学的新进步对数字身份原语很要紧的系列作品。第一篇作品评释了“为什么”;本文会评释“若何做”。

  正在上篇作品,咱们筹商了为什么新的加密用具(如 zkSNARKs )对构修下一代数字身份基本措施至合要紧。正在本文中,咱们将深化清楚构修基于 ZK 的身份体系原型要哪些本领?

  ZK 身份项主意周围比任何单个构制都要大得众。设定圭表、构修基本措施、迭代身份原语和使用安排的题目将渐渐浮现,并且必要分歧益处干系方和各规模专家的功绩。

  鉴于 ZK 身份机制对很众人有着潜正在影响并吃紧依赖大众物品(public goods)—— 开源基本措施、用具、圭表和互助,由一个有机、社区驱动的“生态体系”自下而上促进而非由一个公司自上而下促进尤为要紧;同时,必要非常合怀进展的可络续性及鞭策的安排。

  简单公司正在如此一个动态的生态中赢得告成的能够性也越来越小,由于本领栈中正在各方针上独立进展的本领正正在神速地转化。相反,咱们必要培育和互助出一个由模块式、灵活,半独立,具有相似愿景的团队构成的生态体系。

  0xPARC ZK 身份做事组勉力于通用 ZKID ,并邀请踊跃斟酌此题目的其他人参预咱们,互相考虑。

  ZK 身份用具必需使得数字体系中的出席者也许对身份和荣耀举行声明。简直来说,这些声明能够归结为相合零常识规模的暗号运算(如具名验证、密钥天生、哈希和加密)实行的数学命题。咱们能够将这些“组件”组合正在一道,为更纷乱的声明构修 ZKP :一个简易示例能够参阅咱们的作品《ZK 群具名》(。

  少许运算和暗号计划行使 zkSNARKs 完毕会比其他本领加倍高效。从深刻来看,SNARK 友情的暗号圭表将会被目前尚未存正在的新型身份供给商所采用。

  比如,行使 SNARK 友情暗号编制的公私钥具名计划的区块链(或更具出现力的体系,如[账户概括](。

  但为了原型验证并正在短期外现效用,咱们的用具必要与现有的加密身份体系举行整洁的集成 —— 比如以太坊目前的ECDSA 具名计划,或正在其他场景下与配对友情型椭圆弧线相连接的新近加密圭表。

  咱们以为为 ZK 身份使用构修适用用具栈必要正在四个方面赢得宏大进步:ZK 使用的安排形式、加密原语的 ZK 电途完毕、电途安好用具以及开辟者用具和基本措施。咱们将正在后文不同概述这四个方面。

  起初,咱们的做事效率该当触及终端用户,并使得有影响力的坐蓐级使用成为能够。正在开辟 ZK 用具和组件的同时,咱们必需寻得行使和组合它们的最佳措施。以下是几个绽放性题目:

  它是以太坊地点、以太坊地点聚集、众签、智能合约钱包、ENS 名称、分歧加密计划中的密钥对、诡秘生物特性、一组外明、照样[高层级构制](或者是少许全体分歧的东西?

  上述的整个工行动咱们供给了一种作出合于身份的可托声明的讲话;现正在,咱们必需学会怎样用这种讲话举行外述。比如,直接援用和操作链上哈希数据的声明是否成心义,或者若大大批声明只是由半可托第三方作出的有用认证的简易外明,是否会更简易?正在 ZK 外明中作出援用以太坊史乘形态的声明是否可行?要是可行,外明用具该当能便捷地获取哪类史乘声明?

  比如, Metamask 或硬件钱包目前援救用私钥举行数字具名,寻常发起用户不要直接操作私钥。然而,正在 SNARK 中举行 ECDSA 具名验证要比公钥天生高贵得众 —— 这意味着生机对其 ETH 地点举行 ZK 外明的用户必需正在慢得众的外明韶华(通过有用具名认证的外明的式样)和较低的安好性(通过将其私钥明文从钱包复制到 ZK 外明天生秩序上的式样)之间举行遴选。

  要是钱包软件最终为 ZK 外明的天生供给原生援救,那么这个题目将会被局部处置,咱们目前正与 Metamask Snaps 团队举行试验。

  链上和链下的使用秩序正在安排时该当研商到 ZK 身份体系。比如,成心行使 ZK 身份体系的 NFT 封锁社区能够会正在 NFT 智能合约中存储 token 的暗号累加器及 token 整个者数据,以便用户更容易天生合于社区成员身份的声明。成心供给成员外明的群组圭表必要被协议出来。

  落地使用天生外明的地点差别很大,取决于特定 ZK 外明是否也许正在硬件钱包、挪动装备、浏览器、消费者台式准备机上天生,或者仅能正在专用外明供职器上天生。

  解答这些题目的最好设施便是启动开辟!咱们生机一个巨大的开辟者社区正在另日几年内发轫变成,并用各式分歧的措施来开辟使用。

  实质上,咱们现今也许诈骗现有基本措施来开辟几个 ZK 身份使用。这是一项高附加值的做事,除了交付成心义的使用外,这些项目还将为用具和基本措施的开辟供给新闻指引。

  •隐私空投。很众 DeFi 使用的常睹政策是正在链上公布用户地点的 Merkle 根,并首肯用户用公布正在树上的地点挪用一个函数来申请空投。Stealthdrop(是 ETHUni 和 0xPARC 社区的一个项目,该项目为其增加了一个隐私层,用户只需外明具有与树中 ETH 地点相对应的私钥即可申请空投(用空值检讨以制止反复申请)。

  • 链上速照投票荟萃。现今,很众 “DAO” 全体行使链下投票机制 —— 用户对投票具名并将这些具名发送到中央化供职供给商(即速照)举行统计。这带来了两个题目:

  第一,投票能够会被中央化机构审查,前面的投票数据能够会遗失或者变得不行用/不行审计。

  第二,投票是公然举行的,使得投票体系容易受到合谋攻击。咱们能够行使 ZK 构制举行具名验证,将投票结果“卷叠”为投票者具名的单个 ZK 外明,该外明能够无信托地天生并正在链上提交。局部分裂中央化机构职权的适中构制 (即将职权分拨给更广博的外明人汇集,他们去公布代币持有者速照的 Merkle 根) 也是能够换取可扩展性的。

  •匿名但可托的外明。这些身份用具能够用于外明你群构成员的身份,而无需揭露实在你的身份。

  比如,外明你对漆黑丛林星球的整个权,并正在不揭露你身份的处境下参预 NFT 封锁社区;匿名但以大 V 的身份公布帖子,正在不揭露你账户的处境下外明你正在推特上起码有 100 众万粉丝;或者外明你是一个立法机构的成员,并期近将到来的投票中匿名附议。内里某些使用正在咱们的作品《ZK 群具名》中取得更为具体的筹商。

  本领栈中更进一步,咱们必要中心暗号原语的 ZK 电途及背后数学运算的高效,经审计的完毕。下面是少许合头操作的示例,大概地按依赖合联举行排序。

  然而,暗号操作恳求咱们对潜正在的更大数字举行操作——比如,secp256k1 操作恳求咱们获取两个 256 位数字模第三个 256 位数字结果的乘积。这些电途中涉及的最为高贵的操作是限制检讨,而一个桎梏优化的政策是加倍小心地确定何时咱们确实必要举行限制检讨。

  •SNARK 友情的哈希函数:哈希函数正在用户必需作出暗号允许的使用中很有效。正在哈希函数无需与现有圭表集成的计划中,咱们能够遴选安排和完毕特意为 SNARK 外明而设的高效哈希函数。如此的两个函数搜罗 MiMC(和 Poseidon(。

  •SNARK 不友情但圭表化的哈希函数:正在很众使用中,为了兼容现有的体系,咱们必需行使 SNARK 不友情的哈希函数(如 SHA256 或 keccak )。

  比如,为了外明私钥与 ETH 地点相对应,咱们必要一个 keccak(的 ZK 电途完毕。咱们还要下很大时期来完毕,优化和审计这些哈希函数。

  •椭圆弧线点加:椭圆弧线暗号学是修设正在椭圆弧线群之上的;因而,咱们必需为椭圆弧线群定律(点加)构修 ZK 完毕。这些运算是高贵的,并且是 ZK 身份体系的一个职能瓶颈;奥妙地使用 PLONK 以及更好地完毕大数算法能够会有助于职能擢升。

  •ECDSA 密钥天生和具名验证:用于 ECDSA 密钥天生和具名查验的 ZK 电途的完毕将首肯咱们构修一种与现有基于 ECDSA 的身份体系(如以太坊)兼容的身份声明讲话。构修这些原语必要咱们高效地连接椭圆弧线点加和哈希函数的完毕(。

  •椭圆弧线配对:配对友情的椭圆弧线使咱们也许行使双线性映照 —— 援救众项式允许、BLS 荟萃具名验证、递归 SNARK 验证、Verkle 树等。椭圆弧线配对 ZK 电途的高效完毕将解锁豪爽新型暗号运算。

  •暗号累加器嵌入检讨:一朝咱们有效于众项式允许验证的 ZK 电途,Verkle 树嵌入外明就能够正在 SNARK 中验证。Merkle 树嵌入外明目前是可验证的,并实用于行使 SNARK 友情哈希函数构修的树。MPT 嵌入外明使咱们也许正在 SNARK 中验证轻客户端外明。

  正在整个这些场景下,验证累加器嵌入外明使得 SNARK 也许拜访被卷叠为一个精练整体形态允许(根)的数据——要是您将要拜访的数据、体系形态根,以及嵌入外明行动 SNARK 的输入,那么验证者只需验证你的精练外明并检讨根是否确切,而无需检讨扫数体系形态。

  •递归 SNARK 验证:正在 zkSNARK 内完毕椭圆弧线配对和/或众项式允许验证,令递归 SNARK 成为能够。这开荒了身份声明中可编程性和纷乱性的一个全新规模。

  整个的这些电途将先由 R1CS 编写(近期研商 groth16 外明体系),并正在不久的改日优化为基于 PLONK 的外明体系。

  ZK 电途开辟用具是一个要紧的课题。目前,ZK 开辟者必要相对较高的数学后台及本领履历,他们必需正在相对底层的开辟情况举行编码,并依赖手工或特定剧本来处理文献以及正在开辟流水线(安排->

  产物)上通报电途。其余,现有的开辟者用具分裂正在众个研发团队、rollup 企业等构制中。

  这里必要非常留意的是,一个强盛的用具栈看待 PLONK 而言尤为要紧。PLONK 去除了对每个电途举行可托初始化的必要,大大加快了某些电途编译和外明天生的流程(归功于自界说桎梏),并为递归 SNARK 验证铺平了道途。

  然而,比拟 Groth16 ,PLONK 用具目前仍处于开辟的初期阶段,其验证者优化水平偏低,高级同意特征尚未正在少许体系中完毕。其余,正在 IR 圭表和自定限制束讲话安排上仍有许众做事要做。AZTEC、Electric Coin Co、ZK-Garage 等小组正竭力地开辟这些用具。

  • 更高层级的 DSL。眼前用于编写 SNARK 的讲话很是底层,必要开辟者手工编写桎梏。咱们对更容易开辟,以至集成了桎梏优化的坐蓐级高层级 DSL (一个来自 0xPARC 社区成员的原型)感趣味。

  别的,值得具备的性能搜罗用户界说数据类型/解说以及更好的睹证天生体系。更进一步,援救电途测试、验证或静态认识自愿化的 DSL 将会添加咱们对所编写代码的决心。

  • 更智能的开辟情况。编写、认识和测试电途是一个艰巨的流程。开辟流程中的语法高亮、编译时失误检讨,行使 AST/witness 认识、解说(即将电途模板标识为“安好”或“担心全”,标识无桎梏信号)相似 IntelliSense 的用具,以及 shell REPL 情况也许神速擢升迭代速率。行使了 Kevin Kwok 的 ZKREPL 项目(包括上述若干特性),ZK 练习小组的功效取得了大大地擢升。

  • 构修、测试和安顿用具;自愿化和流水线处理。ZK 开辟者目前必需手处理 ptau 文献、密钥文献、构创立备、构修文献以及发版流程。snarkjs 教程(目前哨出了开辟者创修和验证 zkSNARK 必需完毕的26个程序,涉及对20众个文献的手动操作。

  合于怎样以可拜访及可审计的式样公布同意参数,目前还没有被广博领受的最佳实施。开辟者必需针对分歧的情况手动维持分歧版本的电途(即正在测试时刻闭塞少许桎梏)。ProjectSophon 的 hardhat-circom(和 Weijie Koh 的 circom-helper(等用具是大幅简化工流的第一大步,但仍有很众做事要做。

  • 中心层暗示的通用圭表。分歧的团队行使分歧的讲话和用具来编写ZK电途:circom 、arkworks、libsnark 等。理念处境下,分歧用具链编写的电途该当编译为通用 IR ,以便天生外明、验证外明、审计同意扶植以及其他通用义务能够与用具链无合。

  看待 Groth16 来说,IR 取决于普通认同的暗号参数和 R1CS 暗示的一个圭表集。看待 PLONK 来说,这个题目有点纷乱,由于库开辟者必要弄了了怎样暗示自界说桎梏等等。

  • 易用且更高效的编译器和外明器。舒徐的密钥编译和外明会延缓开辟和测试。优化编译和外明,并开辟这些流程开箱即用的库(即,正在大型供职器上安顿长途验证器该当简明!)将节约开辟者的韶华。ZPrize 是一项旨正在加快该做事促进的行业提倡。

  • (PLONK 前)共享用信托初始化基本措施。因为信托初始化妥洽的艰苦,目前很难公布坐蓐级 zkSNARK 使用。Zcash、 AZTEC 同意、Tornado 以及 Semaphore 都必需编写定制的受信托初始化基本措施。有少许构修可重用的受信托初始化用具的实验,但运转这些典礼仍需消耗豪爽人力。

  请留意,深刻来看,因为咱们会切换到无需每个电途举行受信托初始化的同意,这能够不会是个题目。

  • (PLONK 后)SNARK 递归用具。援救递归验证的 SNARK 使咱们也许构修“可编程” SNARK ,个中 SNARK 代码能够通过插入其他 SNARK 子模块的验证密钥来“即时”改正。

  其余,递归 SNARK 还首肯开辟者并行化外明天生。真正地援救这一性能是一个困难,或者会正在另日几年内处置......

  上面列出电途异常纷乱并且难以手工验证。奥妙的桎梏优化实质上加重了这个题目—深度优化的电途难以剖判,要是你正正在经管棘手的做事,那么正在完毕流程中很容易渺视某个桎梏。其余,因为 ZK 使用秩序的本质,无法剖断ZK电途中的 bug 是否已被外部所诈骗。

  编写让你确信零常识外明餍足完美性( completeness )的测试相当容易:外明你可认为睹证者确切地由输入天生睹证和睹证的有用外明。确信零常识外明餍足牢靠性( soundness )加倍艰苦。

  为此,你必需验证给定输入存正在着餍足 SNARK 桎梏体系的睹证—恶意外明者无法用一个失误的睹证(天生一个并不餍足桎梏的有用外明)瞒天过海。比拟牢靠性外明更难是,外明电途与楷模间等价性,即景象化验证。

  目前,大大批正在坐蓐中行使 ZK 电途的团队采用的措施是委托人工审计,纵然这些审计的质料犬牙交错,有才智举行审计的人很是少。咱们能够相当信任像 Tornado.Cash 电途(一共仅有 100 行 circom 代码)如此的使用或者是安好的。

  然而,咱们的 groth16 的 ECDSA 原型完毕依赖于数千行 circom 代码,有着周围为数十万或数百万个桎梏的电途。更纷乱的原语将更难验证,而 PLONK 的自界说桎梏将添加分外的纷乱度。

  咱们为 ZK 使用秩序安好空间提出了几种措施。另日,咱们将公布一篇博文,对咱们所清楚的该规模确当前哨法举行更深化的概述。

  • 修设一个评审员社区。团队一般难以找到具有 ZK 使用开辟履历的专家来评审他们的电途和代码。咱们能够饱动现有的专心 ZK 的团队,如 rollup 公司的工程师及使用开辟者,来“有偿供给”评审,同时咱们还能够发轫一道培训审计员。

  • 修设电途开辟和评审的最佳实施。跟着生态的成熟,咱们生机开辟用于构修、解说、归档和评审 ZK 电途的最佳实施。完毕该标的的手腕各不相似,自然讲话楷模或景象楷模都有助于使电途更为清爽。罗列常睹的 bug 和失误(并开辟少许捉拿它们的根基用具)也会对工程师和评审员有助助。

  • 电途原语确切性的手工外明。看待如哈希函数或 ECDSA 电途的要紧原语,能够手写此类原语简直切性外明,这些外明可被外明检讨者检讨。其他的电途开辟者将也许更有掌管地行使这些原语。

  • 自愿睹证独一性验证。Ecne 是首个 R1CS 睹证独一性的自愿化验证器。该项目使咱们也许验证 ZK 电途是否有任何缺失的桎梏,这是正在咱们 ZK 体系中修设决心的一个要紧程序。咱们生机援救和饱动更众相似的做事。

  • 基于求解器的景象验证措施。少许团队正正在找寻外明 ZK 电途与景象楷模等效的自愿化用具。这方面的做事还必要咱们开辟出一套通用的基准测试,以及一种用于(局部或一起)明了形容 ZK 电途的讲话。

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