PLO:一文解读零知识证明最新进展:RedShift红移算法

写在前面

伴随着区块链的技术发展,零知识证明技术先后在隐私和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:TransparentSNARKsfromListPolynomialCommitmentIOPs》,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:

Hedera:将从1月26日起每季度重置测试网:1月14日消息,公链Hedera在推特上表示,将从2023年1月26日开始每季度重置测试网。重置将在UTC时间17:00开始,预计大约需要120分钟,在此期间Hedera测试网将离线。[2023/1/14 11:11:50]

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---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。

过去24小时FTT清算额接近400万美元:金色财经报道,Alameda Research 资产负债表中持有的主要加密资产均出现下跌,FTT 在过去一小时内下跌了近 12%,过去 24 小时内跌幅达到 20%,而 SOL 和 SRM 在过去一个小时内分别下跌了 4% 和 2.7%。另据 CoinGlass 数据显示,过去 24 小时已有约 361 万美元的 FTT 头寸被清算,其中约 167 万美元的清算头寸在过去 1 小时进行,目前 FTT 的未平仓头寸规模约为 2 亿美元。(coindesk)[2022/11/8 12:31:25]

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。

华策影视:公司元宇宙业务和淘派、阿里拍卖等都有合作:6月4日消息,华策影视在互动平台表示,公司元宇宙业务和淘派、阿里拍卖等都有合作。另外,公司将严格按照相关规定,控制艺人的薪酬成本,目前内容成本正在向编剧、导演、IP价格和服化道等生产要素倾斜,预计未来内容质量将伴随管控一步提升。(财联社)[2022/6/4 4:02:20]

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。

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。

2022 年比特币百万富翁人数下降 20%:金色财经报道,据数据显示,截至2022年5月28日,BTC 余额超过 100 万美元的地址数量为 77,936 个。大约 5,856 个地址的总余额约为 1000 万美元。其余72080个地址的余额为100万美元或更多。已确定比特币价值超过100万美元的BTC地址数量自年初以来下降了21.34%,1月5日记录了 99,092个地址。[2022/5/30 3:49:46]

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))。

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地球链

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